Tối ưu vị trí đặt trạm relay trong mạng không dây băng rộng thế hệ mới

Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu Cũng như một số công nghệ mạng không dây khác, ứng dụng của Wimax vẫn còn có nhiều vấn ñề phải giải quyết, trong ñó có vấn ñề mở rộng phạm vi phủ sóng bằn

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Xử lý thông tin & Truyền thông

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGÔ HỒNG SƠN

Tôi cam ñoan ñây là Luận văn nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược công

bố trong bất kỳ luận văn nào khác Các số liệu, quan ñiểm, quan niệm, phân tích, kết luận của các tài liệu tham khảo và nhà nghiên cứu khác ñều ñược trích dẫn theo ñúng qui ñịnh

Hà Nội, tháng 10 năm 2010

Tác giả

Lê Hoàn

Trang phụ bìa i

Lời cam ñoan ii

Mục lục iii

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt v

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình vẽ, ñồ thị viii

MỞ ðẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG WIMAX VÀ CHUẨN RELAY 802.16J 4

1.1 Giới thiệu về Wimax 4

1.1.1 Giới thiệu chung 4

1.1.2 ðặc ñiểm Wimax và một số chuẩn Wimax 6

1.1.3 Kiến trúc mạng Wimax 11

1.1.4 Kết luận 19

1.2 Chuẩn Wimax 802.16j 20

1.2.1 Chuẩn 802.16j 21

1.2.2 Một số vấn ñề với chuẩn 802.16j 27

Chương 2 MÔ HÌNH TỐI ƯU VỊ TRÍ ðẶT CÁC TRẠM CHUYỂN TIẾP TRONG MẠNG KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG THẾ HỆ MỚI 29

2.1 ðặt vấn ñề 29

2.2 Mô tả vấn ñề 30

2.3 Mô hình hóa bài toán ñặt vị trí trạm chuyển tiếp 32

2.3.1 Mô hình cooperative relay……… 33

2.3.2 Mô hình toán tối ưu vị trí ñặt trạm chuyển tiếp 37

Chương 3 CÀI ðẶT THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH GIẢI BÀI TOÁN ðẶT VỊ TRÍ TRẠM CHUYỂN TIẾP 40

3.1 Bài toán qui hoạch tuyến tính MILP cho vấn ñề ñặt vị trí trạm chuyển tiếp ….… 40

3.1.1 Bài toán qui hoạch tuyến tính 40

3.1.2 Bài toán MILP cho vấn ñề ñặt vị trí trạm chuyển tiếp 41

3.1.3 Giải pháp tối ưu bài toán ñặt vị trí trạm chuyển tiếp 42

3.1.4 Giới hạn trên của dung lượng C và giải pháp cho cấu hình mạng 42

3.2 Cài ñặt CPLEX 43

tiếp

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 52

4.1 Kết quả nghiên cứu thử nghiệm CPLEX 52

4.2 Kết quả nghiên cứu thử nghiệm thuật giải Heuristic 57

4.3 So sánh và ñánh giá 58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

AAS Adaptive Antenna System-Hệ thống anten thích ứng

ñồng bộ

MR Multihop Relay-Relay ña bước nhảy

chia theo tần số trực giao

phân chia theo tần số trực giao

cộng tạp âm

thác liên mạng toàn cầu với truy cập vi ba

Danh mục các bảng

Trang

Bảng 1: Tóm tắt ñặc ñiểm Fixed Wimax và Mobile Wimax 8

Bảng 2: Các ký hiệu trong bài toán ñặt vị trí 39

Bảng 3: Minh họa bốn kịch bản bằng CPLEX 54

Bảng 4: Kết quả so sánh minh họa 4 kịch bản 54

Bảng 5: Tốc ñộ rmn max cho SS trong 4 kịch bản với CP tương ứng 56

Bảng 6: Kết quả so sánh minh họa 4 kịch bản bằng thuật giải heuristic 57

Hình 1: Cấu trúc phân lớp của Wimax 7

Hình 2: Các chuẩn cơ bản của Wimax 9

Hình 3: Mô hình Wimax 11

Hình 4: Cấu hình ñiểm-ña ñiểm 13

Hình 5: Cấu hình mắt lưới MESH 14

Hình 6: Mô hình tham chiếu của 802.16 16

Hình 7: Ví dụ các trạm relay trong 1 cell 20

Hình 8: Chuẩn 802.16j sử dụng các RS 21

Hình 9: Topology của 1 mạng 802.16j relay 23

Hình 10: Mô hình kết nối BS-RS-SS-UT 24

Hình 11: Mô hình triển khai RS cho hạ tầng cố ñịnh 24

Hình 12: Mô hình phủ sóng trong 1 tòa nhà 25

Hình 13: Mô hình phủ sóng tạm thời 26

Hình 14: Mô hình phủ sóng trên một số thiết bị di ñộng 27

Hình 15: Mô hình relay cooperation 30

Hình 16: Mô hình kênh truyền qua relay 3 nút BC/MAC 33

Hình 17: Kiến trúc mạng 802.16j dựa trên relay 34

Hình 18: Mô hình kênh truyền relay 3 node 35

Hình 19: So sánh tốc ñộ cho nút ñích trong 2 chế ñộ truyền trực tiếp và cooperative relay sử dụng RS 52

Hình 20: Vị trí ñặt trạm RS và tỷ lệ tốc ñộ truyền qua relay và truyền trực tiếp 53

Hình 21: Số lượng RS và dung lượng C trong kịch bản I CPLEX 55

Hình 22: Số lượng RS và dung lượng C theo thuật giải Heuristic 57

Hình 23: Tìm kiếm nhóm CPm phù hợp cho SSn 58

MỞ ðẦU

1 Giới thiệu

Wimax là một trong những công nghệ không dây băng rộng ñang ñược nghiên cứu, thử nghiệm và triển khai trên thế giới cũng như Việt Nam Cùng với công nghệ LTE (Long Term Evolution), là những công nghệ băng rộng dựa trên nền tảng IP nhận ñược nhiều sự quan tâm, ñây là hai ứng viên chính cho mạng không dây thế hệ mới, hứa hẹn tạo nên thế giới không dây băng rộng tốc ñộ cao phủ khắp mọi nơi

Với sự kết hợp cả hai xu hướng trong lĩnh vực công nghệ mạng viễn thông hiện ñại là xu hướng băng rộng và xu hướng không dây, Wimax cung cấp khả năng truy cập Internet băng thông rộng tốc ñộ cao qua liên kết không dây Với nhiều ưu ñiểm như tốc ñộ truyền dẫn cao, phạm vi phủ sóng rộng… Wimax ñược xem là một giải pháp hiệu quả cho việc kết nối không dây băng rộng cho những người dùng gia ñình, khu tập thể, tòa nhà cao tầng và tạo ra những ñiểm truy cập nóng (hotspot) ñể kết nối không dây ở những nơi công cộng như sân bay, nhà ga, trường học và những ñịa ñiểm cộng ñồng khác

2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Cũng như một số công nghệ mạng không dây khác, ứng dụng của Wimax vẫn còn có nhiều vấn ñề phải giải quyết, trong ñó có vấn ñề mở rộng phạm vi phủ sóng bằng cách ñặt các trạm chuyển tiếp (Relay Station - RS) Việc nghiên cứu vấn

ñề ñặt các trạm chuyển tiếp trong mạng không dây băng rộng thế hệ mới là một giải pháp mang tính cạnh tranh ñể nâng cao dung lượng hệ thống cũng như mở rộng vùng phủ sóng, là một giải pháp có thể áp dụng ñể nâng cao hiệu năng mạng

Với mong muốn tìm hiểu về Wimax và ñể bước ñầu có những nghiên cứu về bài toán ñặt vị trí trạm chuyển tiếp trong phạm vi công nghệ này, chúng tôi nghiên cứu ñề tài: “Tối ưu vị trí ñặt trạm chuyển tiếp trong mạng không dây băng rộng thế

hệ mới”

Trong khuôn khổ luận văn, phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung vào bài toán tối

ưu vị trí ñặt trạm chuyển tiếp trong mạng không dây băng rộng Wimax dựa trên chuẩn relay 802.16j ñể nâng cao dung lượng hệ thống và mở rộng vùng phủ sóng của mạng

Bài toán này có nhiều tham số ảnh hưởng ñến quá trình giải quyết, tuy nhiên trong phạm vi luận văn này, chúng tôi tập trung vào dạng phát biểu của nó như sau: Cho vị trí và nhu cầu lưu lượng của các trạm thuê bao, biết trước các vị trí hữu hạn của các vị trí tiềm năng (thích hợp) cho việc triển khai trạm chuyển tiếp, tổng số băng thông phân phối cho cell, công suất truyền tải của trạm cơ sở và trạm chuyển tiếp, bài toán ñặt ra là tối ña hóa dung lượng cell bằng cách triển khai một tập hợp

số lượng cố ñịnh các trạm chuyển tiếp trên các vị trí tiềm năng ñể phân phối băng thông thỏa mãn yêu cầu của các trạm thuê bao ñó

3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu là phương pháp mô hình hóa vấn ñề dưới dạng bài toán qui hoạch tuyến tính (Linear Programming) Sau ñó sử dụng công cụ CPLEX của IBM ñể giải quyết, kết hợp với nghiên cứu thử nghiệm thuật giải heuristic cho bài toán ñặt ra

Cụ thể, ñể giải quyết bài toán tối ưu trên, chúng tôi sẽ nghiên cứu tìm hiểu

mô hình hóa vấn ñề vị trí ñặt trạm chuyển tiếp, cài ñặt thiết kế chương trình, thử nghiệm giải quyết vấn ñề bằng công cụ CPLEX và thử nghiệm thuật giải heuristic

ñể giải quyết vấn ñề thời gian tính toán khi sử dụng các công cụ tối ưu

4 Tóm tắt kết quả

Tìm hiểu khái quát về Wimax và chuẩn Relay Wimax 802.16j

Tìm hiểu các phương pháp giải quyết vấn ñề chính là bài toán ñặt vị trí trạm chuyển tiếp trong mạng không dây băng rộng Wimax dựa trên chuẩn 802.16j [2,3,16,17] Trên cơ sở các tìm hiểu và khảo sát các phương pháp ñó, chúng tôi ñã thử nghiệm áp dụng mô hình hóa vấn ñề tối ưu vị trí ñặt trạm chuyển tiếp, cài ñặt và

thiết kế thử nghiệm bài toán ñặt trạm chuyển tiếp bằng công cụ CPLEX, nghiên cứu thử nghiệm thuật giải heuristic giải bài toán tối ưu vị trí ñặt trạm chuyển tiếp

5 Bố cục luận văn

Bố cục luận văn, ngoài phần mở ñầu, kết luận, tài liệu tham khảo bao gồm 4 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về mạng Wimax và chuẩn 802.16j

Chương 2: Tối ưu ñặt vị trí trạm chuyển tiếp trong mạng không dây băng rộng thế hệ mới

Chương 3: Cài ñặt thiết kế chương trình giải bài toán ñặt vị trí trạm chuyển tiếp Chương 4: Kết quả và bàn luận

Chúng tôi nhận thấy ñây là vấn ñề lớn và phức tạp, cùng với vốn kiến thức còn hạn chế, cũng như chúng tôi mới chỉ nghiên cứu mô hình mạng single-cell, kết quả minh họa mới mang tính thử nghiệm nên có thể còn có những thiếu sót cần bổ sung, sửa chữa cho phù hợp Chúng tôi rất mong nhận ñược sự góp ý, bổ sung

Tôi xin chân thành cảm ơn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG WIMAX VÀ CHUẨN RELAY 802.16J

Trong chương này, chúng tôi xin trình bày tóm tắt về Wimax, ñặc ñiểm và kiến trúc mạng không dây băng rộng Wimax, chuẩn relay 802.16j và một số vấn ñề ñối với chuẩn relay này

1.1 Giới thiệu về Wimax

Phần này trình bày khái quát về công nghệ Wimax và tập trung vào một vấn

ñề quan trọng ñối với công nghệ này là bài toán ñặt vị trí trạm chuyển tiếp (Relay

Station-RS) trong mạng Wimax 802.16j

1.1.1 Giới thiệu chung

1.1.1.1 Mạng không dây băng thông rộng

ðể kết nối những thiết bị như máy tính và máy in… mạng máy tính truyền thống ñòi hỏi phải có dây cáp, dây cáp thể hiện kết nối vật lý giữa những thiết bị như hub, switch hoặc những thiết bị khác ñể tạo thành mạng Mạng dữ liệu không dây kết nối những thiết bị mà không cần dây cáp, chúng dựa trên những tần số vô tuyến ñể truyền dữ liệu giữa các thiết bị với nhau Về phía người dùng, mạng dữ liệu không dây làm việc như hệ thống có dây, người dùng có thể chia sẻ file, ứng dụng, email, Internet và thực thi tác vụ khác như mạng có dây

Băng rộng là khái niệm tương ñối Tuy nhiên trong khung cảnh mạng không dây diện rộng, thuật ngữ này ñược hiểu là mạng không dây có khả năng hỗ trợ ở cả hướng từ nhà cung cấp tới khách hàng (downstream) và từ khách hàng tới nhà cung cấp (upstream) với tốc ñộ cao, trong hoàn cảnh hiện tại tối thiểu là 200kbps [21]

Hiện tại khi mà tốc ñộ của mạng lõi của các nhà cung cấp dịch vụ Internet ñã ñược tăng ñáng kể, khả năng xử lý ñầu cuối phía khách hàng cũng ngày một mạnh thì với mạng truy nhập băng hẹp như dial-up sẽ gây ra hiện tượng thắt cổ chai

(bottleneck) Vấn ựề ựặt ra là cần phải cải thiện mạng truy nhập ựể nó có thể ựáp ứng ựược nhu cầu của cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn khách hàng

Công nghệ băng rộng chắnh là các công nghệ sinh ra ựể giải quyết vấn ựề về mạng truy nhập đó là thuật ngữ chỉ bất kỳ loại truy nhập Internet tốc ựộ cao nào Công nghệ băng rộng cho phép các cá nhân hoặc tổ chức có thể truy cập Internet 24h/ngày, tạo môi trường cho việc sử dụng hoặc cung cấp các dịch vụ chất lượng cao [21]

1.1.1.2 Giới thiệu Wimax

WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) là tiêu chuẩn IEEE 802.16 cho việc kết nối Internet băng thông rộng không dây ở khoảng cách lớn [10,21]

Công nghệ Wimax sử dụng các sóng vi ba ựể truyền dữ liệu không dây Wimax ựược dùng cho một số ứng dụng như kết nối băng rộng ựầu cuối, VoIP, IPTV, các dịch vụ ựa phương tiện, các hotspot và các kết nối không dây tốc ựộ cao cho các khách hàng Nó cung cấp kết nối mạng ựô thị không dây MAN (Metropolitan Area Networks) với tốc ựộ lên tới 70Mbps và các trạm gốc Wimax trung bình có thể bao phủ từ 5 ựến 10km [1]

Các chuẩn cố ựịnh (Fixed) và di ựộng (Mobile) ựều ựược sử dụng trong cả băng tần cấp phép và không cấp phép Tuy nhiên miền tần số cho chuẩn cố ựịnh là 2-11GHz trong khi chuẩn di ựộng là dưới 6GHz [10]

Fixed Wimax là công nghệ mạng thắch hợp cho những thiết bị truy cập mạng

cố ựịnh tại chỗ, hoặc có thể di chuyển từ nơi này qua nơi khác nhưng trong quá trình di chuyển thì không truy cập mạng ựược

Mobile Wimax là một giải pháp không dây băng rộng cho phép hội tụ cả mạng băng rộng cố ựịnh và di ựộng sử dụng một công nghệ truy cập băng rộng chung với kiến trúc mạng mềm dẻo Công nghệ mạng hỗ trợ cho các ứng dụng di ựộng, cho phép các thiết bị có thể di chuyển với một tốc ựộ cao mà vẫn truy cập mạng ựược

1.1.2 ðặc ñiểm Wimax và một số chuẩn Wimax

- Có cấu trúc mềm dẻo, phủ sóng mạng MESH (mạng mắt lưới) khắp mọi nơi, ñảm bảo chất lượng QoS, bảo mật, triển khai nhanh, ña mức dịch vụ, có tính tương thích, hỗ trợ cho cả dạng truy nhập cố ñịnh (Fix) và di ñộng (Mobile) nên Wimax cũng có những ñặc ñiểm khác nhau với 2 dạng truy nhập này

- Kiến trúc mạng hoàn toàn dựa trên IP, có thể làm việc ở nhiều chế ñộ, ở chế ñộ PMP việc truy cập vào mạng từ thiết bị khách hàng ñược gọi là CPE (Customer Premises Equipment), SS (Subscriber Station) hoặc MS (Mobile Station)

- Tốc ñộ truyền có thể thay ñổi, tối ña 70Mbit/s, khoảng cách giữa trạm thu

sử dụng tổng cộng 2048 sóng mang, trong ñó có 1536 sóng mang dành cho thông tin ñược chia thành 32 kênh con mỗi kênh con tương ñương với 48 sóng mang Wimax sử dụng ñiều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK ñến 256-QAM kết

hợp các phương pháp sửa lỗi dữ liệu như ngẫu nhiên hoá, với mã hoá sửa lỗi Reed Solomon, mã xoắn tỷ lệ mã từ 1/2 ñến 7/8

ðộ rộng băng tần của Wimax từ 5MHz ñến trên 20MHz ñược chia thành nhiều băng con 1,75MHz Mỗi băng con này ñược chia nhỏ hơn nữa nhờ công nghệ OFDM, cho phép nhiều thuê bao có thể truy cập ñồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt ñể ñảm bảo tối ưu hiệu quả sử dụng băng tần Công nghệ này ñược gọi là công nghệ ña truy nhập OFDMA

Wimax sử dụng cả hai công nghệ TDD (Time Division Duplexing) và FDD (Frequency Division Duplexing) cho việc phân chia truyền dẫn của hướng lên (uplink) và hướng xuống (downlink)

Về cấu trúc phân lớp, Wimax ñược phân chia thành 4 lớp: Lớp con tiếp ứng (Convergence) làm nhiệp vụ giao diện giữa lớp ña truy nhập và các lớp trên, lớp ña truy nhập (MAC layer), lớp truyền dẫn (Transmission) và lớp vật lý (Physical) Các lớp này tương ñương với hai lớp dưới của mô hình OSI và ñược tiêu chuẩn hoá ñể

có thể giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên như mô tả ở hình dưới ñây:

Hình 1: Cấu trúc phân lớp của Wimax

Về ñặc ñiểm của Fix Wimax và Mobile Wimax, tóm tắt ở bảng 1 như sau:

Fix Wimax Mobile Wimax

Khoảng cách giữa trạm thu và phát:

Không yêu cầu truyền LOS

Dải tần làm việc 2-11GHz và 10-66GHz Dải tần làm việc dưới 6GHz

Hướng truyền tin ñược chia thành 2

ñường lên xuống, phân chia lên xuống

có thể dùng cả 2 công nghệ TDD và

FDD

Có thể dùng cả 2 công nghệ TDD và FDD nhưng TDD ñược khuyến nghị dùng nhiều hơn

Sử dụng phương pháp ñiều chế OFDM

ñịnh nghĩa kích thước của FFT là 256

với 192 sóng mang dữ liệu, 8 sóng mang

dẫn ñường và 55 sóng mang bảo vệ

ðiểm khác biệt rõ nét với Fix Wimax

là Mobile Wimax sử dụng công nghệ

OFDMA) cho phép thay ñổi kích thước FFT tức là thay ñổi số sóng mang con,

số sóng mang con có thể là

128,512,1024,2048

Sử dụng ñiều chế QPSK, 16QAM,

64QAM dùng phối hợp các phương

pháp mã hóa sửa lỗi là mã khối và mã

xoắn

Sử dụng ñiều chế QPSK, 16QAM, 64QAM dùng các phương pháp mã hóa sửa lỗi là mã CTC và mã xoắn

Bảng 1: Tóm tắt ñặc ñiểm của Fix Wimax và Mobile Wimax

1.1.2.2 Các chuẩn Wimax

Về tiêu chuẩn, Wimax là một bộ tiêu chuẩn dựa trên họ tiêu chuẩn 802.16 của IEEE nhưng hẹp hơn và tập trung vào một số cấu hình nhất ñịnh Có 2 chuẩn cơ bản của Wimax là 802.16-2004, 802.16-2005

dụng phương thức ñiều chế OFDM và có thể cung cấp các dịch vụ cố ñịnh, nomadic (người sử dụng có thể di chuyển nhưng cố ñịnh trong lúc kết nối), có thể theo tầm nhìn thẳng (LOS) hoặc không theo tầm nhìn thẳng (NLOS)

Chuẩn 802.16-2005 (hay 802.16e) ñược IEEE thông qua tháng 12/2005 Tiêu chuẩn này sử dụng phương thức ñiều chế SOFDMA, cho phép thực hiện các chức năng chuyển vùng và chuyển mạng, có thể cung cấp ñồng thời dịch vụ cố ñịnh, nomadic-di trú, mang xách ñược (người sử dụng có thể di chuyển với tốc ñộ ñi bộ),

di ñộng hạn chế và di ñộng

Hình 2: Các chuẩn cơ bản của Wimax

Hai chế ñộ song công ñược áp dụng cho Wimax là song công phân chia theo thời gian TDD và song công phân chia theo tần số FDD Chế ñộ FDD cần có 2 kênh, một ñường lên, một ñường xuống Với TDD chỉ cần 1 kênh tần số, lưu lượng ñường lên và ñường xuống ñược phân chia theo các khe thời gian

a/ Chuẩn cơ bản 802.16 basic

Chuẩn 802.16 ban ñầu ñược tạo ra với mục ñích là tạo ra những giao diện (interface) không dây dựa trên một nghi thức MAC (Media Access Control) chung Kiến trúc mạng cơ bản của 802.16 bao gồm một trạm phát (BS) và người sử dụng (SS) Trong một vùng phủ sóng, trạm BS sẽ ñiều khiển toàn bộ sự truyền dữ liệu ðiều ñó có nghĩa là sẽ không có sự trao ñổi truyền thông giữa hai SS với nhau Nối kết giữa BS và SS sẽ gồm một kênh uplink và downlink Kênh uplink sẽ chia sẻ cho nhiều SS trong khi kênh downlink có ñặc ñiểm broadcast Trong trường hợp không

có vật cản giữa SS và BS (truyền LOS), thông tin sẽ ñược trao ñổi trên băng tầng cao Ngược lại, thông tin sẽ ñược truyền trên băng tầng thấp ñể chống nhiễu [1]

b/ Các chuẩn bổ sung của Wimax

- 802.16a: Chuẩn này sử dụng băng tầng có bản quyền từ 2 - 11 GHz ðây là băng tầng thu hút ñược nhiều quan tâm nhất vì tín hiệu truyền có thể vượt ñược các chướng ngại trên ñường truyền 802.16a còn thích ứng cho việc triển khai mạng Mesh mà trong ñó một thiết bị ñầu cuối có thể liên lạc với BS thông qua một thiết bị ñầu cuối khác Với ñặc tính này, vùng phủ sóng của 802.16a BS sẽ ñược nới rộng

- 802.16b: Chuẩn này hoạt ñộng trên băng tầng từ 5-6 GHz với mục ñích cung ứng dịnh vụ với chất lượng cao (QoS) Cụ thể chuẩn ưu tiên truyền thông tin của những ứng dụng video, thoại, real-time thông qua những lớp dịch vụ khác nhau (class of service) Chuẩn này sau ñó ñã ñược kết hợp vào chuẩn 802.16a

- 802.16c: Chuẩn này ñịnh nghĩa thêm các profile mới cho dải băng tầng từ 10-66GHz với mục ñích cải tiến khả năng tương thích

- 802.16d: Có một số cải tiến nhỏ so với chuẩn 802.16a Chuẩn này ñược chuẩn hóa 2004 Các thiết bị pre-Wimax có trên thị trường là dựa trên chuẩn này

- 802.16j: IEEE ñã và tiếp tục chuẩn hóa 802.16j ñể phục vụ cho mạng không dây băng rộng dựa trên trạm chuyển tiếp ñang rất ñược quan tâm Qua triển khai các trạm chuyển tiếp sẽ tăng hiệu quả sử dụng kênh truyền, tăng tốc ñộ truyền dẫn và mở rộng vùng phủ sóng…

- 802.16m: ðang ñược nghiên cứu và chuẩn hóa Chuẩn này hướng tới tăng tốc ñộ truyền của Wimax lên 1Gbps bằng cách dùng MIMO và các dãy anten

Ngoài ra còn có nhiều chuẩn bổ sung khác ñang ñược triển khai hoặc ñang trong giai ñoạn chuẩn hóa như 802.16g, 802.16f, 802.16h [1]

Hình 3: Mô hình Wimax

Các anten thu phát có thể trao ñổi thông tin qua qua các ñường truyền LOS hay NLOS Trong trường hợp truyền tầm nhìn thẳng LOS, các anten ñược ñạt cố ñịnh tại các ñiểm trên cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn ñịnh và ñạt tốc ñộ truyền tối ña Băng tần sử dụng có thể ở tần số cao, khoảng 66GHz, vì ở tần số này

ít bị giao thoa với các kênh tín hiệu khác và băng thông sử dụng lớn Một ñường truyền LOS yêu cầu phải có ñặc tính là toàn bộ miền Fresnel thứ nhất không hề có chướng ngại vật, nếu ñặc tính này không ñược bảo ñảm thì cường ñộ tín hiệu sẽ suy giảm ñáng kể Không gian miền Fresnel phụ thuộc vào tần số hoạt ñộng và khoảng cách giữa trạm phát và trạm thu

Trong trường hợp truyền NLOS, hệ thống sử dụng băng tần thấp hơn, 2- 11GHz, tương tự như WLAN, tín hiệu có thể vượt các vật chắn thông qua ñường phản xạ, nhiễu xạ, tán xạ… ñể ñến ñích

Các tín hiệu nhận ñược ở phía thu bao gồm sự tổng hợp các thành phần nhận ñược từ ñường ñi trực tiếp, các ñường phản xạ, năng lượng tán xạ và các thành phần nhiễu xạ Những tín hiệu này có những khoảng trễ, sự suy giảm, sự phân cực và trạng thái ổn ñịnh liên quan tới ñường truyền trực tiếp là khác nhau

Với Wimax, có thể giải quyết một số vấn ñề cùng với mở rộng phạm vi phủ sóng nhờ những tính năng nâng cao của hệ thống như: Sử dụng kĩ thuật OFDM, kênh con hoá, phân tập thu phát, anten ñịnh hướng, ñiều khiển công suất…

1.1.3.2 Cấu hình mạng

Công nghệ Wimax hỗ trợ mạng PMP và một dạng của cấu hình mạng phân tán là mạng mắt lưới MESH [1,6]

a/ Cấu hình mạng ñiểm - ña ñiểm (PMP)

PMP là một mạng truy nhập với một hoặc nhiều BS có công suất lớn và nhiều SS Người dùng có thể ngay lập tức truy nhập mạng chỉ sau khi lắp ñặt thiết

bị cho người dùng Người sử dụng SS có thể sử dụng các anten tính hướng ñến các

BS, ở các BS có thể có nhiều anten có hướng tác dụng theo mọi hướng hay một cung

Với cấu hình này trạm gốc BS là ñiểm trung tâm cho các trạm thuê bao SS

Ở hướng downlink có thể là quảng bá, ña ñiểm hay ñơn ñiểm Kết nối của một SS ñến BS ñược ñặc trưng qua nhận dạng kết nối CID

Hình 4: Cấu hình ñiểm-ña ñiểm (PMP)

b/ Cấu hình mắt lưới MESH

Với cấu hình này, SS có thể liên lạc trực tiếp với nhau Trạm gốc Mesh BS kết nối với một mạng ở bên ngoài mạng MESH

Một số kết nối ñiểm phân biệt:

- Neighbor: Kết nối trực tiếp ñến một node mạng

- Neighborhood: Tất cả các neighbor khác

- Extended neighborhood: Tất cả các neighbor từ neighborhood

Kiểu MESH khác PMP là trong kiểu PMP các SS chỉ liên hệ với BS và tất cả lưu lượng ñi qua BS trong khi trong kiểu MESH tất cả các node có thể liên lạc với mỗi node khác một cách trực tiếp hoặc bằng ñịnh tuyến nhiều bước thông qua các

SS khác

Một hệ thống với truy nhập ñến một kết nối backhaul ñược gọi là Mesh BS, trong khi các hệ thống còn lại ñược gọi là Mesh SS Dù cho MESH có một hệ thống ñược gọi là Mesh BS, hệ thống này cũng phải phối hợp quảng bá với các node khác

Hình 5: Cấu hình mắt lưới MESH

Backhaul là các anten ñiểm-ñiểm ñược dùng ñể kết nối các BS ñược ñịnh vị

qua khoảng cách xa

Một mạng MESH có thể sử dụng hai loại lập lịch quảng bá Với kiểu lập lịch

phân tán, các hệ thống trong phạm vi 2 bước của mỗi cell khác nhau chia sẻ cách

lập lịch và hợp tác ñể ñảm bảo tránh xung ñột và chấp nhận tài nguyên

MESH lập lịch tập trung dựa vào Mesh BS ñể tập hợp các yêu cầu tài nguyên

từ các Mesh SS trong một dải bất kì và phân phối các yêu cầu này với khả năng cụ

thể Khả năng này ñược chia sẻ với các Mesh SS khác mà dữ liệu của người dùng

ñược chuyển tiếp thông qua các Mesh SS ñó trao ñổi với Mesh BS

Trong topo Mesh, mỗi Station (trạm) có thể tạo sự giao tiếp riêng của nó với

bất kỳ trạm khác trong mạng và sau ñó không bị giới hạn chỉ giao tiếp với BS Do

ñó, một ưu ñiểm lớn của chế ñộ Mesh là tầm hoạt ñộng của một BS có thể lớn hơn

rất nhiều, phụ thuộc vào số bước nhảy (hop), cho ñến SS xa nhất Khi ñược uỷ

quyền cho một mạng Mesh, một nút SS ứng cử nhận một Node ID (IDentifier) 16

bit sau một yêu cầu ñối với SS ñược nhận dạng là Mesh BS Node ID và cơ sở nhận

dạng nút Node ID ñược chuyển ñến tiêu ñề con (subheader) Mesh của một khung

MAC chung trong các thông báo unicast và broadcast

1.1.3.3 Mô hình phân lớp

Cũng giống như các bộ chuẩn khác họ 802 của IEEE, 802.16 chỉ tập trung vào việc mô tả và chuẩn hóa hai lớp liên kết dữ liệu (Datalink Layer) và lớp vật lý (Physical Layer) trong mô hình OSI [1,6]

Lớp MAC mô tả trong 802.16 bao gồm ba lớp con (Sublayer): Lớp con hội

tụ (CS), lớp con MAC (CPS) và lớp con bảo mật Lớp CS cung cấp bất cứ việc chuyển ñổi hoặc ánh xạ từ các mạng mở rộng khác như ATM, Ethernet, thông qua một ñiểm truy nhập dịch vụ SAP Chính xác hơn, lớp này làm nhiệm vụ chuyển ñổi các gói tin từ các ñịnh dạng của mạng khác thành các gói tin ñịnh dạng theo 802.16

và chuyển xuống cho lớp CPS Cũng tại ñây sẽ diễn ra sự phân lớp dịch vụ của các mạng ngoài ñể ánh xạ vào một dịch vụ thích hợp trong 802.16

Lớp CPS cung cấp các chức năng chính của lớp MAC, ñó là các chức năng như truy nhập, phân bố băng thông, thiết lập, quản lí kết nối Nó sẽ nhận dữ liệu từ các CS khác nhau ñể phân lớp vào một kết nối MAC riêng Chất lượng dịch vụ cũng sẽ ñược áp dụng trong việc truyền và sắp xếp dữ liệu

Lớp con bảo mật cung cấp các cơ chế chứng thực, trao ñổi khóa và mã hóa Lớp vật lí bao gồm rất nhiều các ñịnh nghĩa khác nhau, mỗi cái thích hợp cho một dãy tần số và ứng dụng riêng

Hình 6: Mô hình tham chiếu của 802.16

Tuy nhiên, nhiệm vụ chính của lớp này là phân loại các ñơn vị dịch vụ dữ liệu SDU, ánh xạ nó vào một kết nối MAC phù hợp, tức là vào một CID, ñảm bảo cho việc xử lí QoS ðể ñảm bảo thực hiện ñược ñiều này, lớp CS có thể sử dụng các thuật toán tinh vi ñể ánh xạ hoặc cũng có thể thêm, thay ñổi tiêu ñề mỗi gói tin của lớp trên ñể xử lí Hiện tại chỉ có hai ñịnh nghĩa ñược ñược cung cấp trong 802.16: ATM CS và Packet CS ATM CS ñược ñịnh nghĩa cho các dịch vụ ATM còn Packet CS ñược ñịnh nghĩa cho các dịch vụ gói như IPv4, IPv6, Ethernet, VLAN… Những ñịnh nghĩa khác có thể sẽ ñược hỗ trợ trong tương lai

b/ Lớp con CPS

Lớp con CPS nằm ở giữa lớp MAC Lớp CPS tượng trưng cho phần cốt lõi của giao thức MAC và có trách nhiệm:

- Cấp phát băng thông

- Quản lý kết nối giữa hai bên

Chuẩn 802.16-2004 ñịnh nghĩa một tập hợp thông báo quản lý và chuyển Các thông báo quản lý ñược trao ñổi giữa SS và BS trước và trong quá trình thiết lập kết nối Khi kết nối ñược thiết lập, các thông báo chuyển có thể ñược trao ñổi ñể cho phép truyền dữ liệu

CPS nhận dữ liệu thông qua MAC SAP, ñược phân loại cho các nối kết MAC cụ thể QoS ñược xem xét ñể truyền và lập dữ liệu trên lớp PHY CPS có nhiều thủ tục thuộc các loại khác nhau: Xây dựng frame (khung), sự ña truy cập (multiple access), các yêu cầu và cấp phát băng thông, lập thời biểu (scheduling), quản lý tài nguyên vô tuyến, quản lý QoS…

c/ Lớp con bảo mật

MAC Sublayer cũng chứa một Security Sublayer riêng biệt cung cấp chức năng xác thực, trao ñổi khoá an toàn, mã hoá và kiểm soát tính toàn vẹn qua hệ thống BWA Hai chủ ñiểm chính của an ninh mạng dữ liệu là mã hoá và xác thực

dữ liệu Các thuật toán nhận ra những mục tiêu này sẽ ngăn tất cả cuộc tấn công an ninh ñã biết vốn có những mục tiêu là từ chối dịch vụ, ñánh cắp dịch vụ…

Trong chuẩn 802.16, việc mã hoá nối kết giữa SS và BS ñược thực hiện bằng một giao thức mã hoá dữ liệu ñược áp dụng cho cả hai chiều Một giao thức xác thực (Authentication), giao thức Privacy Key Management (PKM) ñược sử dụng ñể cung cấp việc phân phối an toàn dữ liệu khoá (Key) từ BS ñến SS

d/ Lớp Physical

Wimax là một hệ thống BWA (Broadband Wireless Access) Do ñó, dữ liệu ñược truyền với tốc ñộ cao trên giao diện không khí qua các sóng ñiện từ (vô tuyến)

sử dụng một tần số ñược cho (tần số hoạt ñộng)

Lớp PHY (Physical) thiết lập kết nối vật lý giữa cả hai phía thường trong hai hướng (uplink và downlink), lớp PHY có trách nhiệm truyền các dãy bit Nó ñịnh nghĩa loại tín hiệu ñược sử dụng, loại ñiều biến và dãy ñiều biến, khả năng truyền

và những ñặc ñiểm vật lý khác Chuẩn 802.16 xem xét dải tần số 2-66 GHz Dải tần

số này ñược chia thành hai phần:

- Dải thứ nhất giữa 2 và 11 GHz ñược ấn ñịnh cho các nội dung truyền NLOS Trước ñó ñây là chuẩn 802.16a

- Dải thứ hai giữa 11 và 66 GHz ñược ấn ñịnh cho các nội dung truyền LOS Năm giao diện PHY ñược ñịnh nghĩa trong chuẩn 802.16 Năm giao diện vật

lý mỗi giao diện ñược mô tả trong một phần riêng biệt của chuẩn 802.16 (và các ñiểm sửa ñổi) Có các tuỳ chọn MAC (AAS, ARQ, STC, HARQ…) Cả hai chế ñộ TDD và FDD ñược ñưa vào Wimax 802.16

e/ Một số ñặc tính nâng cao ñể tăng cường hiệu năng

Wimax ñịnh nghĩa một số những tính năng nâng cao tùy chọn [6] ñể tăng cường hiệu năng Các tính năng nâng cao này có ñược là do sự phát triển của các công nghệ mới như MIMO-OFDM, AAS, ARQ… giúp nâng cao hơn nữa hiệu năng của hệ thống

- Công nghệ MIMO-OFDM:

Nhờ có kỹ thuật phân tập anten (Antenna diversity), OFDM ñược ứng dụng vào hệ thống MIMO cho phép cải thiện ñáng kể những ảnh hưởng fading từ môi trường truyền, cho phép nâng cao chất lượng truyền thông vô tuyến và dung lượng

hệ thống

- Hệ thống anten thích ứng AAS:

Wimax chuẩn cung cấp tính mở rộng hỗ trợ cho việc thực hiện những giải pháp ña ăng ten nâng cao ñể tăng cường hiệu năng hệ thống Có ý nghĩa thu ñược trong suốt khả năng của hệ thống và phổ hiệu quả có thể ñược lưu bằng việc triển khai những hệ thống ăng ten nâng cao (AAS) tùy chọn ñược ñịnh nghĩa của Wimax AAS bao gồm hỗ trợ cho một số những giải pháp ña ăng ten, bao gồm truyền dẫn ña dạng, ñịnh dạng búp sóng và ghép kênh theo không gian

- ARQ lai (Hybrid-ARQ):

ARQ lai là một hệ thống ARQ ñược thực hiện tại lớp vật lý cùng với FEC, cung cấp ñường liên kết cải tiến hiệu quả hơn ARQ truyền thống với giá thành của

cách cải tiến phức tạp Phiên bản ñơn giản nhất của H-ARQ là một sự kết hợp ñơn giản của FEC và ARQ, những khối dữ liệu suốt một mã CRC ñược mã hóa sử dụng một bộ mã hóa FEC trước khi truyền phát, truyền phát lại ñược yêu cầu nếu bộ giải

mã không tồn tại ñể giải mã những gói tin nhận ñược Khi một khối mã truyền phát lại nhận ñược, nó ñược kết hợp với khối mã ñược phát hiện trước và cho vào ñầu vào của bộ giải mã FEC Sự kết hợp 2 phiên bản nhận ñược của khối mã làm tăng

cơ hội ñể giải mã ñúng Loại H-ARQ này thường ñược gọi là loại I kết hợp theo ñuổi (chase combining)

- Tái sử dụng tần số: Wimax hỗ trợ sử dụng lại một tần số trên tất cả các cell (sector) trên cùng một kênh tần số ñể tận dụng tối ña hiệu quả sử dụng phổ

có thể cung cấp ñược dịch vụ băng thông rộng

Việc kết nối ở những cự li tương ñối xa luôn khó khăn và tốn kém ñối với các nhà cung cấp dịch vụ băng thông rộng Với Wimax, việc này thực hiện khá dễ dàng Không như các công nghệ không dây khác, Wimax không ñòi hỏi tầm nhìn thẳng giữa các nguồn và ñiểm ñầu cuối Cự li cung cấp dịch vụ của Wimax có thể ñạt tới 50km, với tốc ñộ dữ liệu lên tới 70Mbps, ñủ phục vụ truy cập tốc ñộ cao cho hàng ngàn người dùng cùng một thời ñiểm

Ngoài Wimax là công nghệ không dây với các ñặc ñiểm trên, còn có nhiều công nghệ khác như 3G, LTE… sẽ tạo ra 1 sự cạnh tranh mạnh, sự cạnh tranh giữa các công nghệ không dây khác nhau trở nên rất có lợi bởi vì:

- Nó khuyến khích các cuộc triển khai mạng diễn ra nhanh hơn, bởi vì ñây là một trong những yếu tố phân biệt giữa các nhà cung cấp dịch vụ mạng

- Mang lại khả năng do có những nhà ñầu tư mới

- Tạo ra sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất thiết bị

- Các ứng dụng mới có thể ñược tạo ra dễ dàng và nhanh hơn nhiều hơn, bởi

vì chúng không còn bắt buộc phải tuân theo sườn chung ñược kiểm soát chặt bởi nhà cung cấp dịch vụ mạng nào nữa

1.2 Chuẩn Wimax 802.16j

Wimax là một công nghệ truy cập không dây băng rộng do Diễn ñàn Wimax (Wimax Forum) xây dựng và hướng ñến cung cấp các dịch vụ từ cố ñịnh ñến di ñộng Phiên bản thế hệ 2 Wimax mới nhất hiện nay (Wimax Release 2) có thể cung cấp tốc ñộ hàng trăm Mbit/s tới người sử dụng (end-user) và với khoảng cách hàng

km ðể tăng cường hiệu năng mạng Wimax, trạm chuyển tiếp (RS) ñã ñược giới thiệu trong chuẩn 802.16j

Hình 7: Ví dụ các trạm chuyển tiếp trong 1 cell

1.2.1 Chuẩn 802.16j

1.2.1.1 Giới thiệu

Chuẩn 802.16j ñược ñề xuất vào 06/2009 (trước ñó có 11 bản draft ñưa ra từ 08/2007 ñến 05/2009) hướng ñến một mạng lưới Wimax thông suốt, kế thừa 802.16e và khắc phục một số vấn ñề như: SNR (Signal to Noise Ratio) thấp tại biên cell, phổ giới hạn, che khuất sóng, lưu lượng phân phối không ñều… [17]

Wimax 802.16j sử dụng trạm chuyển tiếp ñể mở rộng vùng phủ sóng và nâng cao dung lượng hệ thống, các trạm chuyển tiếp có khả năng giải mã và chuyển tiếp tín hiệu từ nguồn ñến ñích thông qua giao diện vô tuyến giúp SNR cao hơn, chi phí hiệu quả hơn, các trạm chuyển tiếp không cần phải có ñường dây backhaul Hiệu năng hệ thống sẽ ñược cải tiến tốt hơn do nguồn tài nguyên thông minh và phối hợp truyền dẫn giữa các hệ thống bởi các trạm chuyển tiếp Ngoài ra, 802.16j còn tương thích ñầy ñủ với các thiết bị của chuẩn 802.16e và ñảm bảo một số yêu cầu khác

Hình 8: Chuẩn 802.16j sử dụng các RS

Lợi ích của việc triển khai trạm chuyển tiếp có thể thấy trong hình trên Tóm lại, có thể kể ñến các lợi ích sau:

- Thay vì liên lạc trực tiếp với BS, SS có thể liên lạc thông qua nhiều trạm chuyển tiếp với ñường truyền tốt hơn và tốc ñộ cao hơn, hiệu quả truyền cao hơn

- Trạm chuyển tiếp có thể dùng ñể tăng vùng phủ sóng của mạng Wimax (trạm chuyển tiếp rẻ hơn lắp ñặt BS Wimax)

- SS sẽ không cần tiêu tốn một năng lượng lớn ñể liên lạc với BS (tiết kiệm năng lượng tiêu thụ ở thiết bị di ñộng)

1.2.1.2 Một số khái niệm cơ bản

- Relay station (RS) hay trạm chuyển tiếp là một hệ thống vô tuyến nhằm mục ñích hỗ trợ BS ñể mở rộng vùng phủ sóng và cải thiện dung lượng hệ thống

RS còn có thể một số tên gọi khác như repeater hoặc trạm ña bước nhảy hop) Có 2 loại RS phổ biến theo chức năng hoạt ñộng là: Amplify and Forward (A-F) và Decode and Forward (D-F), thiết bị loại D-F thì ñắt tiền hơn A-F

(multi Cooperative relay: là một tập các cấu trúc thích hợp cho RS Tín hiệu từ BS

có thể ñược ñưa ñến vài RS, giải mã và chuyển tiếp ñến ñích qua nhiều ñường khác nhau, nếu 1 ñường nào ñó bị suy yếu, ñường kết nối khác sẽ ñược sử dụng ñể chuyển tiếp thông tin ñến ñích

- Multihop Relay (MR-Chuyển tiếp ña bước nhảy): khái niệm này ñưa ra trong mạng 802.16j là nói ñến sẽ triển khai một hoặc nhiều RS ñược ñặt giữa trạm

BS và SS cho việc mở rộng vùng phủ sóng và nâng cao hiệu năng trong mạng không dây Trong mạng MR, BS có thể thay thế bởi 1 MR BS và 1 hoặc nhiều RS

- Multihop networks hay relay networks: là mạng có sử dụng các MR, hai khái niệm này chúng tôi sử dụng với ý nghĩa như nhau Giải pháp cooperative relaying có thể sử dụng trong mạng single cell hoặc multi cell, phạm vi luận văn chúng tôi nghiên cứu single cell

Trong luận văn này, ñể thuận tiện chúng tôi sử dụng các ký hiệu RS hoặc trạm chuyển tiếp ñều có nghĩa như nhau

1.2.1.3 Mô hình chuẩn relay 802.16j

Mô hình hệ thống MR (Multihop Relay) triển khai cấu trúc cây cho trạm chuyển tiếp, tương thích với chế ñộ PMP và hỗ trợ MS của chuẩn 802.16e, bao gồm

3 thực thể: MR-BS là BS hỗ trợ chức năng MR, các trạm chuyển tiếp RS (có thể là Fixed RS, Nomadic RS và Mobile RS) và SS [9,13]

Hình 9: Topology của 1 mạng 802.16j relay

MR-BS kết nối trực tiếp ñến mạng trục và cung cấp kết nối, quản lý và ñiều khiển RS, SS Các RS không trực tiếp kết nối ñến mạng trục mà thực hiện việc chuyển dữ liệu giữa BS và SS, công suất RS không cần như BS, không phức tạp như BS nên việc triển khai RS nhanh chóng và ñơn giản, chi phí rẻ hơn khi dùng BS [17] Trong mô hình 802.16j thì RS khá ña dạng: có thể là trạm cố ñịnh, di trú và di ñộng tùy theo nhu cầu; có thể là trạm RS transparent hoặc non-transparent; RS có thể lập lịch hoạt ñộng ở chế ñộ tập trung hoặc chế ñộ phân tán (ñầy ñủ tính năng hơn nhưng ñắt hơn); RS mang tính cá nhân, phù hợp với từng loại khách hàng và có thể sử dụng nhiều loại anten cho RS Mạng không dây dựa trên relay có thể cải thiện hiệu năng nhờ sử dụng giải pháp cooperative relay, ñể chuyển thông tin nhờ

RS qua nhiều ñường truyền khác nhau và qua kết hợp các thông tin nhận ñược ở phía nhận

Các loại kết nối BS-RS-SS:

- Kết nối MR-BS và MS: MR-BS kết nối ñến nhiều MS,

- Kết nối MR-BS và RS: MR-BS kết nối ñến nhiều RS,

- Kết nối RS và MS: RS kết nối ñến nhiều MS,

- Kết nối RS và RS: RS kết nối ñến nhiều RS

Hình 10: Mô hình kết nối BS-RS-SS-UT

Các mô hình phủ sóng dựa trên trạm chuyển tiếp [12,13]:

Tuy nhiên vị trí ñặt RS phải ñược lập và thiết kế hợp lý ñể nâng cao dung lượng và mở rộng vùng phủ sóng ñến SS/MS

Việc triển khai RS như hình vẽ trên sẽ mở rộng vùng phủ sóng ñến biên cell,

cả trong tòa nhà và các vùng trống do che khuất (ñường truyền NLOS), những ñiểm chết trong tòa nhà và cả những vùng ngoài vùng phủ sóng của BS

- Mô hình phủ sóng trong tòa nhà cao tầng:

ðường truyền giữa MR-BS và RS là NLOS Các RS có thể có có 1 hoặc nhiều anten ñến bên ngoài tòa nhà ñể liên kết nó và phần upstream RS hoặc MR-BS

và có 1 hoặc nhiều anten ñến bên trong tòa nhà ñể phủ sóng ñến downstream RS và

MS RS có thể kết nối ñến nguồn ñiện hoặc sử dụng pin

Hình 12: Mô hình phủ sóng trong 1 tòa nhà

Hình trên là ví dụ về trường hợp một số lượng RS ñược triển khai trong 1 tòa nhà lớn Dữ liệu ñược chuyển trong RS trong tòa nhà và ñến từ 1 RS hoặc MR-BS ngoài tòa nhà

Hình 13: Mô hình phủ sóng tạm thời

- Mô hình phủ sóng trên các thiết bị di ñộng: tàu lửa, xe bus, tàu thủy

Trong mô hình này, MS/SS sẽ di chuyển, 1 RS ñược ñặt trên thiết bị này và kết nối ñến MR-BS hoặc RS qua kết nối di ñộng Các RS cung cấp 1 ñiểm truy cập cho SS/MS, RS sử dụng cho mô hình này thường phức tạp [9]

Hình 14: Mô hình phủ sóng trên một số thiết bị di ñộng

1.2.2 Một số vấn ñề với chuẩn 802.16j

Wimax 802.16j mới ñược chuẩn hóa, ñây là vấn ñề khá mới, Wimax và chuẩn dựa trên relay trên thế giới ñang trong quá trình thử nghiệm, chưa có kết quả thực tiễn ñể ñánh giá khi áp dụng vào Việt Nam

Vấn ñề băng tần cho Wimax nói chung và 802.16j nói riêng, vấn ñề tái sử dụng tần số, vấn ñề giảm nhiễu

Quản lý, cấu hình hệ thống: Topology, quản lý ñường chuyển tiếp, ñiều khiển tắc nghẽn, quản lý kết nối, QoS