Kỹ thuật OFDM trong WIMAX luận văn tốt nghiệp đại học

Với chiều hướng giá thành của máy tính xách tay ngày càng giảm và nhu cầu truy nhập Internet ngày càng tăng, tại các nước phát triển các dịch vụ truy nhập Internet không dây đã trở nên p

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài:

KỸ THUẬT OFDM TRONG WIMAX

Người hướng dẫn : ThS Đặng Thái Sơn Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Quỳnh Lớp : 48k- ĐTVT

Mã số sinh viên : 0751080455 Niên khóa : 2007 - 2012

NGHỆ AN- 01/2012

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ……….……….….5

TÓM TẮT ĐỒ ÁN ………7

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ …….……….……… 8

CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN ………… ……… …10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX………….……….12

1.1 Khái niệm …….……….12

1.2 Các chuẩn của WiMAX ………13

1.2.1 Chuẩn IEEE 802.16 – 2001 ………13

1.2.2 Chuẩn IEEE 802.16a ……… 13

1.2.3 Chuẩn IEEE 802.16 – 2004 ………14

1.2.4 Chuẩn IEEE 802.16e ……… 14

1.3 Đặc điểm ………16

1.4 Mô hình hệ thống ………….……….18

1.5 Các ưu và nhược điểm của công nghệ WiMAX ………21

1.5.1 Một số ưu điểm chính của công nghệ WiMAX ……….21

1.5.1.1 Lớp vật lí của WiMAX dựa trên nền kĩ thuật OFDM (ghép kênh phân tần trực giao) ……… 21

1.5.1.2 Hệ thống WiMAX có công suất cao ……… ……… 21

1.5.1.3 Lớp MAC dựa trên nền OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access- truy nhập OFDM) …… 22

1.5.1.4 Chuẩn cho truy cập vô tuyến cố định và di động tương lai ……… ………22

1.5.1.5 Chi phí thấp ……… 22

1.5.2 Một số nhược điểm của công nghệ WiMAX ……… 23

1.6 Phổ WiMAX ……… 23

1.6.1 Băng tần đăng ký ……… 24

1.6.1.1 Băng tần đăng ký 2,5 GHz ………24

1.6.1.2 Băng tần đăng ký 3,5 GHz …… ……….24

1.6.2 Băng tần không đăng ký 5GHz ………… ……… 24

1.7 Ứng dụng của WiMAX ………25

1.7.1 Các mạng riêng ……….25

1.7.1.1 Chuyển về các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến …….… 26

1.7.1.2 Các mạng giáo dục ……… 26

1.7.1.3 An ninh công cộng ……… 28

1.7.1.4 Các phương tiện liên lạc xa bờ ……….…… 29

1.7.2 Các mạng công cộng ………30

1.7.2.1 Nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến truy cập mạng ……… 30

1.7.2.2 Kết nối nông thôn ……… 32

1.8 Tình hình triển khai WiMAX ……… 32

1.8.1 Tình hình triển khai WiMAX trên thế giới ……… 32

1.8.2 Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm tại Việt Nam ….….33 CHƯƠNG II KIẾN TRÚC MẠNG TRUY CẬP WIMAX … ……….34

2.1 Mô hình tham chiếu ……….……… 34

2.2 Lớp MAC ……… 35

2.2.1 Lớp con hội tụ MAC ……… 35

2.2.2 Lớp con phần chung MAC ……… 35

2.2.2.1 Địa chỉ và kết nối ……….35

2.2.2.2 Các định dạng MAC PDU ……… 36

2.2.2.3 Xây dựng và truyền các MAC PDU ………36

2.2.2.4 Cơ cấu ARQ ……… 36

2.2.2.5 Truy nhập kênh và QoS ……… 37

2.2.2.6 Các cơ cấu yêu cầu và cấp phát dải thông ……… 37

2.2.2.7 Hỗ trợ PHY ……….38

2.2.2.8 Vào mạng ……….……… 39

2.2.3 Lớp con bảo mật ……….……….40

2.3 Lớp vật lý ……… … …….… 40

2.3.1 Đặc tả WirelessMAN-SC PHY ……….……….….40

2.3.2 Đặc tả PHY WirelessMAN-SCa ……….41

2.3.3 Đặc tả PHY WirelessMAN-OFDM ……… … 41

2.3.3.1 Đặc điểm ……… 41

2.3.3.2 Symbol OFDM……….42

2.3.3.3 Cấu trúc khung ………43

2.3.4 Đặc tả PHY WirelessMAN- OFDMA ………45

2.3.4.1 Symbol OFDMA ……….45

2.3.4.2 Đặc điểm ……… 45

2.3.4.3 Cấu trúc khung ……….……….46

2.3.5 Lớp con hội tụ truyền dẫn TC ……….……… 47

CHƯƠNG III KỸ THUẬT OFDM ……… 49

3.1 Khái niệm ……… 49

3.2 Các nguyên lý cơ bản của OFDM ……….50

3.2.1 Đa sóng mang (Multicarrier) ……… 55

3.2.2 Sự trực giao (Orthogonal) ……… 56

3.2.3 Thuật toán IFFT tạo tín hiệu OFDM ……….58

3.3 Đặc tính kênh truyền vô tuyến trong hệ thống OFDM ……….59

3.3.1 Sự suy giảm tín hiệu (Attenuation) ………59

3.3.2 Hiệu ứng đa đường ……….60

3.3.3 Nhiễu liên ký tự ISI ………63

3.3.4 Nhiễu liên sóng mang ICI ……… 64

3.3.5 Khoảng bảo vệ ………65

3.4 Giới hạn băng thông của OFDM ………67

3.4.1 Lọc băng thông ………68

3.4.2 Ảnh hưởng của lọc băng thông tới chỉ tiêu kỹ thuật OFDM 69

3.4.3 Mô tả toán học của OFDM ……… 69

3.4.4 OFDM đa đường dẫn và hiệu quả quang phổ …….… 72

3.5 Ưu điểm và nhược điểm của OFDM ………73

3.5.1 Ưu điểm ……… ……… 73

3.5.2 Nhược điểm……….74

3.6 Công nghệ OFDM cho việc truyền dẫn vô tuyến ở mạng WiMax ….74 CHƯƠNG IV CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG OFDM…… 78

4.1 Mô phỏng hệ thống OFDM bằng Simulimk ……….78

4.2 Một số lưu đồ thuật toán của chương trình ……… …81

4.2.1 Lưu đồ mô phỏng kênh truyền ……… 81

4.2.2 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu OFDM……….82

4.2.3 Lưu đồ mô phỏng thu phát tín hiệu QAM ……… 83

4.2.4 Lưu đồ mô phỏng thuật toán tính BER ……….…… 85

4.3 So sánh tín hiệu QAM với OFDM ………86

KẾT LUẬN ……… ……….88

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 90

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây,công nghệ thông tin đã chứng kiến sự bùng nổcủa nền công nghiệp mạng không dây Khả năng liên lạc không dây đã gần như tấtyếu trong các thiết bị cầm tay, máy tính xách tay, điện thoại di động và các thiết bị

số khác Với các tính năng ưu việt về vùng phục vụ kết nối linh động, khả năngtriển khai nhanh chóng, giá thành ngày càng giảm

Xu hướng kết nối không dây/vô tuyến ngày càng trở nên phổ cập trong kết nối mạng máy tính Với chiều hướng giá thành của máy tính xách tay ngày càng giảm

và nhu cầu truy nhập Internet ngày càng tăng, tại các nước phát triển các dịch vụ truy nhập Internet không dây đã trở nên phổ cập, chúng ta có thể ngồi trong tiền sảnh của một khách sạn và truy nhập Internet từ máy tính xách tay của mình một cách dễ dàng thông qua kết nối không dây và công nghệ dịch chuyển địa chỉ IP Công nghệ hiện tại đã đem đến Bluetooth kết nối không dây, Wi-Fi truy xuất

Internet không dây, điện thoại di động Nhưng bên cạnh ưu điểm, công nghệ kết nối không dây hiện nay còn hạn chế và chưa thật sự liên thông với nhau Vấn đề chính với truy nhập WiFi đó là các hotspot thì rất nhỏ, vì vậy phủ sóng rải rác Cần

có một hệ thống không dây mà cung cấp tốc độ băng rộng cao khả năng phủ sóng lớn hơn Đó chính là WiMAX(Worldwide Interoperability Microwave Access) Nó cũng được biết đến như là IEEE 802.16 WiMAX là một công nghệ dựa trên nền tảng một chuẩn tiến hóa cho mạng không dây điểm- đa điểm Là giải pháp cho mạng đô thị không dây băng rộng với phạm vi phủ sóng tới 50km và tốc độ bit lên tới 75Mbps với kênh 20MHz, bán kính cell từ 2-9km

Chuẩn được thiết kế mới hoàn toàn với mục tiêu cung cấp những trục kết nối trực tiếp trong mạng nội thị (Metropolitan Area Network-MAN) đạt băng thông tương đương cáp, DSL, trục T1 phổ biến hiện nay.Công nghệ WiMax đang là xu hướng mới cho các tiêu chuẩn giao diện vô tuyến trong việc truy nhập không dây băng thông rộng cho cả thiết bị cố định, xách tay và di động Chất lượng dịch vụ được thiết lập cho từng kết nối, an ninh tốt, hỗ trợ multicast cũng như di động, sử dụng cảphổ tần cấp phép và không được cấp phép WiMax thực sự đang được các nhà cung cấp dịch vụ cũng như các nhà sản xuất quan tâm

WiMax được phát triển dựa trên nền tảng công nghệ ghép kênh chia theo tần sốtrực giao Lợi ích của WiMax là khả năng ghép kênh cao, vì thế các nhà cung cấpdịch vụ có thể dễ dàng cung cấp cho khách hàng dịch vụ truy nhập không dây Khảnăng họat động NLOS.

Em xin chân thành cảm ơn TH.S Đặng Thái Sơn đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Quỳnh

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Nội dung đồ án gồm có 4 chương chính sau:

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX

Trong chương 1 sẽ giới thiệu tổng quan về công nghệ WiMAX,về khái niệm, đặc điểm,các chuẩn và mô hình hệ thống của WiMAX Qua đó cho ta thấy được một các tổng quan về WiMAX và cho ta thấy được ưu và nhược điểm của công nghệ này Trong chương này cũng cho thấy được ứng dụng của WiMAX và tình hình triển khai của nó trên thế giới và thử nghiệm tại Việt Nam

CHƯƠNH II : KIẾN TRÚC MẠNG TRUY CẬP WIMAX

Trong chương này sẽ đi sâu nghiên cứu vào kiến trúc của WiMAX Trong chươngnày sẽ nghiên cứu cụ thể từng lớp trong WiMAX và các công nghệ được sử dụng trong nó Đặc biệt là công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM.CHƯƠNG III : KỸ THUẬT OFDM

Trong chương này sẽ nêu khái niệm, các nguyên lý cơ bản của OFDM Giới thiệuđặc tính kênh truyền vô tuyến,giới hạn băng thông của OFDM Qua đó cho ta thấy được những ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật này

CHƯƠNG IV: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG OFDM

Trong chương cuối cùng này sẽ trình bày mô phỏng quá trình xử lý tín hiệu trongWiMAX thông qua việc mô phỏng hệ thống OFDM bằng simulink của Matlab, vớinhững phạm vi để hiện thị tín hiệu giúp cho việc phân tích đánh giá tác động củakênh truyền đến tín hiệu, tác dụng của bộ ước lượng và bù kênh

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mô hình hệ thống WiMAX ……….20

Hình 1.2 Miền Fresnel trong trường hợp LOS ……… 21

Hình 1.3 Truyền sóng trong trường hợp NLOS ……… 22

Hình 1.4 Minh hoạ chuyển về nhà cung cấp dịch vụ ……… … 26

Hình 1.5 Minh hoạ về mạng giáo dục ……… 27

Hình 1.6 Minh hoạ về mạng an ninh công cộng ……… …… ….28

Hình 1.7 Minh hoạ về mạng liên lạc xa bờ ……… 30

Hình 1.8 Minh hoạ về mạng WiMAX của nhà cung cấp dịch vụ ……… 31

Hình 1.9 Minh hoạ về mạng WiMAX cho kết nối ở vùng nông thôn ………… 32

Hình 2.1 Mô hình tham chiếu ……… 34

Hình 2.2 Các định dạng MAC PDU ……… 36

Hình 2.3 Cấu trúc thời gian symbol OFDM ……… 43

Hình 2.4 Mô tả symbol OFDM miền tần số ……… 43

Hình 2.5 Cấu trúc khung OFDM với TDD ……….44

Hình 2.6 Cấu trúc thời gian symbol OFDMA ……….45

Hình 2.7 Mô tả tần số OFDMA (ví dụ với lược đồ 3 kênh con) ……… 46

Hình 2.8 Phân bố thời gian-khung TDD (chỉ với miền bắt buộc) ……….….47

Hình 2.9 Định dạng TC PDU ……….…….48

Hình 3.1: So sánh giữa FDMA và OFDM ……….………… 49

Hình 3.2 Tín hiệu và phổ OFDM ……….……… 50

Hình 3.3: So sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung (a) và kỹ thuật sóng mang chồng xung (b) ……….51

Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống OFDM ……… 52

Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống OFDM cơ bản ……….….53

Hình 3.6 Sắp xếp tần số trong hệ thống OFDM ……… 54

Hình 3.7 Symbol OFDM với 4 subscriber ……… 54

Hình 3.8: Phổ của sóng mang con OFDM ……… 55

Hình 3.9 Sự tạo ra tín hiệu OFDM ……… 55

Hình 3.10 FDM thông thường và OFDM ………56

Hình 3.11 Tích của hai vectơ trực giao bằng 0 ……… ….…57

Hình 3.12 Tích phân của hai sóng sin khác tần số ……… 57

Hình3.13 Tích phân của 2 sóng sin cùng tần số ……….……….58

Hình 3.14 khôi phục lại phổ tín hiệu ban đầu khi dùng liên tiếp IFFT và FFT……….……….……… 59

Hình 3.15 Ảnh hưởng của môi trường vô tuyến ……….……… 60

Hình 3.16 Tín hiệu đa đường ……… ……… 60

Hình 3.17 Fading Rayleigh khi thiết bị di động di chuyển (ở tần số 900 MHz) ……… 61

Hình 3.18:Trải trể đa đường ……….……… 62

Hình 3.19: OFDM có khoảng bảo vệ và không có khoảng bảo vệ ……… 67

Hình 3.20 Phổ của tín hiệu OFDM gồm 52 tải phụ không có hạn chế băng thông……….………….68

Hình 3.21 Đa đường dẫn trong các điều kiện kết nối NOLS ……… 72

Hình 3.22 Cấu trúc Symbol OFDM, ISI và khoảng bảo vệ……… 73

Hình3.23 Trực giao sub-carrier OFDM trong miền tần số ……….…………73

Hình 3.24 Suy giảm tín hiệu theo khoảng cách ……….… 75

Hình 4.1 Sơ đồ khối bộ phát và thu tín hiệu OFDM ……….…….… 78

Hình 4.2 Phổ tín hiệu OFDM truyền ……….…….… 79

Hình 4.3 Phổ tín hiệu OFDM nhận ……… 79

Hình 4.4 Dạng sóng tín hiệu OFDM truyền ……… …….….80

Hình 4.5 Dạng sóng tín hiệu OFDM nhận ……… 80

Hình 4.6 Chòm sao QPSK trước CE ………80

Hình 4.7 Chòm sao QPSK sau CE ……… 80

Hình 4.8 Lưu đồ mô phỏng kênh truyền ……… ……… 81

Hình 4.9 Lưu đồ mô phỏng phát ký tự OFDM ……… 82

Hình 10 Lưu đồ mô phỏng thu ký tự OFDM ……… 82

Hình 4.11 Lưu đồ mô phỏng phát tín hiệu QAM ……….……… 83

Hình 4.12 Lưu đồ mô phỏng thu tín hiệu QAM ……… ……… 84

Hình 4.13 Lưu đồ mô phỏng thuật toán tính BER ……… ……… 85

Hình 4.14 Tín hiệu QAM và OFDM phát ở miền tần số ……… ………….86

Hinh 4.15 Tín hiệu QAM và OFDM thu ở miền tần số ……….….……… 86

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số không

đối xứngAWGN Addictive White Gausse Noise Nhiễu trắng Gausse

BPSK Binary phase shift keying Khóa chuyển pha nhị phân

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát sóng di độngBWA Broadband Wireless Access Truy cập không dây băng thông

rộngCIR Channel Impulse Response Đáp ứng xung kênh

CTF Channel Transfer Function Chức năng kênh truyền

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập chia mã

DRM Digital Radio Mondiale Phát thanh số thế giới

DVB-H Digital Video

DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số

FFT Fast Fourrier Transform Biến đổi Fourrier thuận nhanhFDD Frequency Division Deplex Song công chia tần số

ICI Inter Channel Interfearence Nhiễu liên kênh

ISI Inter symbol Interfearence Nhiễu liên ký tự

IFFT Inverse fast fourrier transform Biến đổi Fourrier ngược nhanh

LDPC Low-Density-Parity-Check Kiểm tra mật độ chẵn lẽ thấpMIMO Multiple Input Multiple Output Đa đường vào đa đường ra

MAC Medium access control layer Lớp điều khiển truy nhập môi

trường

OFDM Orthogonal Frequency Division

Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần

số trực giaoOFDMA Orthogonal Frequency Division

Multiplexing Access

Đa truy nhập phân chia theo tần

số trực giao

QPSK Quadrature phase shift keying Khóa dịch pha cầu phươngQAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên cầu phương

SNR Signal-to-noise ratio Tỷ lệ tín hiệu/tạp âm

TDMA Time division multiple access Đa truy nhập phân chia thời

gian

Tc Channel coherence time Kênh gắn kết thời gian

TDD Time Division Duplex Song công chia thời gian

WIMAX Worldwide Interoperability for

Microwave Access

Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập viba

WLAN Wireless Local Area Network Mạng không dây nội bộ

WMAN Wireless Metropolitan Area

Network

Mạng không dây đô thị

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX

Giới thiệu chương: Trong chương 1 này sẽ tìm hiểu về khái niệm WiMAX,các

chuẩn,các đặc điểm và ứng dụng của WiMAX Qua đó chúng ta có thể thấy được các ứng dụng thực tế và những ưu nhược điểm của công nghệ WiMAX so với các phương thức truyền thông khác.

1.1 Khái niệm

Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access ) khả năng tươngtác toàn cầu với truy nhập vi ba là một công nghệ ra đời dựa trên chuẩn 802.16 củaIEEE cho phép truy cập vô tuyến đầu cuối (last mile) như một phương thức thay thếcho cáp, DSL và WLAN

Công nghệ WiMAX cung cấp phạm vi và băng thông lớn hơn họ các chuẩnWi-Fi và cung cấp một sự thay thế không dây cho backhaul có dây và những triểnkhai last mile mà sử dụng các modem cáp, các công nghệ DSL, các hệ thốngT- x/E-x, và các công nghệ OC-x

WiMAX là một chuẩn không dây đang phát triển rất nhanh, hứa hẹn tạo rakhả năng kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho cả mạng cố định lẫn mạngkhông dây di động, phạm vi phủ sóng được mở rộng

WiMAX là một chuẩn không dây đang phát triển rất nhanh, hứa hẹn tạo ra khảnăng kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho cả mạng cố định lẫn mạng không dây

di động Hai phiên bản của WiMAX được đưa ra như sau:

- Fixed WiMAX (WiMAX cố định): Dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004, được

thiết kế cho loại truy nhập cố định và lưu động Trong phiên bản này sử dụng kỹthuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonnal FrequencyDivision Multiple) hoạt động trong cả môi trường nhìn thẳng – LOS (line-of-sight)

và không nhìn thẳng – NLOS (Non-line-of-sight) Sản phẩm dựa trên tiêu chuẩnnày hiện tai đã được cấp chứng chỉ và thương mại hóa

- Mobile WiMAX (WiMAX di động): dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16e, được

thiết kế cho loại truy cập xách tay và di động về cơ bản, tiêu chuẩn 802.16e được

phát triển trên cơ sở sửa đổi tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 để tối ưu cho các kênh vôtuyến di động, cung cấp khả năng chuyển vùng – handoff và chuyển mạng –roaming Tiêu chuẩn này sử dụng phương thức đa truy cập ghép kênh chia tần sốtrực giao OFDMA (Orthogonnal Frequency Division Multiple Access) – là sự phốihợp của kỹ thuật ghép kênh và kỹ thuật phân chia tần số có tính chất trực giao, rấtphù hợp với môi trường truyền dẫn đa đường nhằm tăng thông lượng cũng nhưdung lượng mạng, tăng độ linh hoạt trong việc quản lý tài nguyên, tận dụng tối đaphổ tần, cải thiện khả năng phủ sóng với các loại địa hình đa dạng

1.2 Các chuẩn của WiMAX

1.2.1 Chuẩn IEEE 802.16 - 2001

Chuẩn IEEE 802.16-2001 được hoàn thành vào tháng 10/2001 và được công bốvào 4/2002, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gian WirelessMAN™ chocác mạng vùng đô thị Đặc điểm chính của IEEE 802.16 – 2001:

- Giao diện không gian cho hệ thống truy nhập không dây băng rộng cố định họatđộng ở dải tần 10 – 66 GHz, cần thỏa mãn tầm nhìn thẳng

- Lớp vật lý PHY: WirelessMAN-SC

- Tốc độ bit: 32 – 134 Mbps với kênh 28 MHz

- Điều chế QPSK, 16 QAM và 64 QAM

- Các dải thông kênh 20 MHz, 25 MHz, 28 MHz

- Bán kính cell: 2 – 5 km

- Kết nối có định hướng, MAC TDM/TDMA, QoS, bảo mật

1.2.2 Chuẩn IEEE 802.16a

Vì những khó khăn trong triển khai chuẩn IEEE 802.16, hướng vào việc sửdụng tần số từ 10 – 66 GHz, một dự án sửa đổi có tên IEEE 802.16a đã được hoànthành vào tháng 11/2002 và được công bố vào tháng 4/2003 Chuẩn này được mởrộng hỗ trợ giao diện không gian cho những tần số trong băng tần 2–11 GHz, baogồm cả những phổ cấp phép và không cấp phép và không cần thoả mãn điều kiệntầm nhìn thẳng Đặc điểm chính của IEEE 802.16a như sau:

- Bổ sung 802.16, các hiệu chỉnh MAC và các đặc điểm PHY thêm vào cho dải

2 – 11 GHz (NLOS)

- Tốc độ bit: tới 75Mbps với kênh 20 MHz

- Điều chế OFDMA với 2048 sóng mang, OFDM 256 sóng mang, QPSK, 16QAM, 64 QAM.

- Dải thông kênh có thể thay đổi giữa 1,25MHz và 20MHz

- Bán kính cell: 6 – 9 km

- Lớp vật lý PHY: WirelessMAN-OFDM, OFDMA, SCa

- Các chức năng MAC thêm vào: hỗ trợ PHY OFDM và OFDMA, hỗ trợ công nghệMesh, ARQ

1.2.3 Chuẩn IEEE 802.16 - 2004

Tháng 7/2004, chuẩn IEEE 802.16 – 2004 hay IEEE 802.16d được chấp thôngqua, kết hợp của các chuẩn IEEE 802.16 – 2001, IEEE 802.16a, ứng dụng LOS ởdải tần số 10 - 66 GHz và NLOS ở dải 2 - 11 GHz Khả năng vô tuyến bổ sung như

là “beam forming” và kênh con OFDM

1.2.4 Chuẩn IEEE 802.16e

Đầu năm 2005, chuẩn không dây băng thông rộng 802.16e với tên gọi MobileWiMAX đã được phê chuẩn, cho phép trạm gốc kết nối tới những thiết bị đang dichuyển. Chuẩn này giúp cho các thiết bị từ các nhà sản xuất này có thể làm việc,tương thích tốt với các thiết bị từ các nhà sản xuất khác 802.16e họat động ở cácbăng tần nhỏ hơn 6 GHz, tốc độ lên tới 15 Mbps với kênh 5 MHz, bán kính cell từ 2– 5 km

WiMAX 802.16e có hỗ trợ handoff và roaming Sử dụng SOFDMA, một côngnghệ điều chế đa sóng mang Các nhà cung cấp dịch vụ mà triển khai 802.16e cũng

có thể sử dụng mạng để cung cấp dịch vụ cố định 802.16e hỗ trợ cho SOFDMAcho phép số sóng mang thay đổi, ngoài các mô hình OFDM và OFDMA Sự phânchia sóng mang trong mô hình OFDMA được thiết kế để tối thiểu ảnh hưởng củanhiễu phía thiết bị người dùng với anten đa hướng Cụ thể hơn, 802.16e đưa ra hỗtrợ cải tiến hỗ trợ MIMO và AAS, cũng như các handoff cứng và mềm Nó cũng cảitiến các khả năng tiết kiệm công suất cho các thiết bị di động và các đặc điểm bảomật linh hoạt hơn

802.16 802.16-2004 802.16-2005Tình trạng Hoàn thiện vào

Cố định, không nhìn thẳng

(NLOS)

Cố định và di động, khôngnhìn thẳng (NLOS)Cấu trúc

lớp MAC

Điểm – đa điểm,

mạng lưới Điểm – đa điểm, mạng lưới Điểm – đa điểm, mạng lưới

64QAM QPSK, 16QAM, 64QAM QPSK, 16QAM, 64QAMTổng tần

Ghép

kênh

KhốiTDM/TDMA

KhốiTDM/TDMA/OFDMA Khối TDM/TDMA/OFDMA

WirelessMAN-SCa,WirelessMAN-OFDM,WirelessMAN-OFDMA

Xử lý

256-OFDM như làWiMAX cố định

S-OFDMA như là WiMAX

di động

Bảng 1.1 Tóm tắt các đặc trưng cơ bản các chuẩn WiMAX

1.3 Đặc điểm

WiMAX đã được thiết kế để chú trọng vào những thách thức gắn với các loại triển khai truy nhập có dây truyền thống như:

Bachhaul Sử dụng các anten điểm – điểm để nối nhiều hotspot với

nhau và đến các trạm gốc qua những khoảng các dài (đường kết nối giữa điểmtruy nhập WLAN và mạng băng rộng cố định)

Last mile Sử dụng các anten điểm – đa điểm để nối các thuê bao thuộc

nhà riêng hoặc doanh nghiệp tới trạm gốc

WiMAX đã được phát triển với nhiều mục tiêu quan tâm như:

Cấu trúc mềm dẻo: WiMAX hỗ trợ các cấu trúc hệ thống bao gồm

điểm – đa điểm, công nghệ mesh và phủ sóng khắp mọi nơi MAC (điều khiểntruy nhập phương tiện truyền dẫn) hỗ trợ điểm – đa điểm và dịch vụ rộng khắpbởi lập lịch một khe thời gian cho mỗi SS (trạm thuê bao) Nếu có duy nhất một

SS trong mạng, BS (trạm gốc) sẽ liên lạc với SS trên cơ sở điểm – điểm Một BStrong một cấu hình điểm – điểm có thể sử dụng anten chùm hẹp hơn để bao phủcác khoảng cách xa hơn

Chất lượng dịch vụ QoS: WiMAX có thể được tối ưu động đối với hỗn hợp

lưu lượng sẽ được mang Có 4 loại dịch vụ được hỗ trợ: dịch vụ cấp phát tự

nguyện (UGS),dịch vụ hỏi vòng thời gian thực (rtPS), dịch vụ hỏi vòng không thời gian thực (nrtPS), nỗ lực tốt nhất (BE)

Triển khai nhanh: So sánh với triển khai các giải pháp có dây, WiMAX

yêu cầu ít hoặc không có bất cứ sự xây dựng thiết lập bên ngoài Ví dụ, đào hố

để tạo rãnh các đường cáp thì không yêu cầu Các nhà vận hành mà đã có đượccác đăng ký để sử dụng một trong các dải tần đăng ký, hoặc dự kiến sử dụng mộttrong các dải tần không đăng ký, không cần đệ trình các ứng dụng hơn nữa chochính phủ

Dịch vụ đa mức: Cách thức nơi mà QoS được phân phát nói chung dựa

vào sự thỏa thuận mức dịch vụ (SLA) giữa nhà cung cấp dịch vụ và người sửdụng cuối cùng Chi tiết hơn, một nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các SLAkhác nhau tới các thuê bao khác nhau, thậm chí tới những người dùng khác nhau

sử dụng cùng SS Cung cấp truy nhập băng rộng cố định trong những khu vực đô

thị và ngoại ô, nơi chất lượng cáp đồng thì kém hoặc đưa vào khó khăn, khắcphục thiết bị số trong những vùng mật độ thấp nơi mà các nhân tố công nghệ vàkinh tế thực hiện phát triển băng rộng rất thách thức.

Tính tương thích: WiMAX dựa vào quốc tế, các chuẩn không có tính chất

rõ rệt nhà cung cấp, tạo ra sự dễ dàng đối với người dùng cuối cùng để truyền tải

và sử dụng SS của họ ở các vị trí khác nhau, hoặc với các nhà cung cấp dịch vụkhác nhau Tính tương thích bảo vệ sự đầu tư của một nhà vận hành ban đầu vì

nó có thể chọn lựa thiết bị từ các nhà đại lý thiết bị, và nó sẽ tiếp tục đưa chiphí thiết bị xuống khi có một sự chấp nhận đa số

Di động: IEEE 802.16e bổ sung thêm các đặc điểm chính hỗ trợ khả

năng di động Những cải tiến lớp vật lý OFDM (ghép kênh phân chia tần sốtrực giao) và OFDMA (đa truy nhập phân chia tần số trực giao) để hỗ trợ cácthiết bị và các dịch vụ trong một môi trường di động Những cải tiến này, baogồm OFDMA mở rộng được, MIMO (nhiều đầu ra nhiều đầu vào), và hỗ trợ đốivới chế độ idle/sleep và hand – off, sẽ cho phép khả năng di động đầy đủ ở tốc

độ tới 160 km/h Mạng WiMax di động cho phép người sử dụng có thể truy cậpInternet không dây băng thông rộng tại bất cứ trong thành phố nào

Lợi nhuận: WiMAX dựa vào một chuẩn quốc tế mở Sự chấp nhận đa số

của chuẩn, và sử dụng chi phí thấp, các chip được sản xuất hàng loạt, sẽ đưa chiphí giảm đột ngột, và giá cạnh tranh xảy ra sẽ cung cấp sự tiết kiệm chi phí đáng

kể cho các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng cuối cùng Môi trường khôngdây được sử dụng bởi WiMAX cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phá vỡ nhữngchi phí gắn với triển khai có dây, như thời gian và công sức

Hoạt động NLOS: Khả năng họat động của mạng WiMAX mà không đòi

hỏi tầm nhìn thắng giữa BS và SS Khả năng này của nó giúp các sản phẩmWiMAX phân phát dải thông rộng trong một môi trường NLOS

Phủ sóng rộng hơn: WiMAX hỗ trợ động nhiều mức điều chế, bao gồm

BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM Khi yêu cầu với bộ khuếch đại công suất cao

và hoạt động với điều chế mức thấp (ví dụ BPSK hoặc QPSK) Các hệ thốngWiMAX có thể phủ sóng một vùng địa lý rộng khi đường truyền giữa BS và SSkhông bị cản trở Mở rộng phạm vi bị giới hạn hiện tại của WLAN công

cộng (hotspot) đến phạm vi rộng (hotzone) – cùng công nghệ thì có thể sửdụng ở nhà và di chuyển Ở những điều kiện tốt nhất có thể đạt được phạm viphủ sóng 50 km với tốc độ dữ liệu bị hạ thấp (một vài Mbit/s), phạm vi phủ sóngđiển hình là gần 5 km với CPE (NLOS) trong nhà và gần

15km với một CPE được nối với một anten bên ngoài (LOS)

Dung lượng cao: Có thể đạt được dung lượng 75 Mbit/s cho các trạm gốc

với một kênh 20 MHz trong các điều kiện truyền sóng tốt nhất

Tính mở rộng Chuẩn 802.16 -2004 hỗ trợ các dải thông kênh tần số vô

tuyến (RF) mềm dẻo và sử dụng lại các kênh tần số này như là một cách để tăngdung lượng mạng Chuẩn cũng định rõ hỗ trợ đối với TPC (điều khiển công suấtphát) và các phép đo chất lượng kênh như các công cụ thêm vào để hỗ trợ sửdụng phổ hiệu quả Chuẩn đã được thiết kế để đạt tỷ lệ lên tới hàng trăm thậmchí hàng nghìn người sử dụng trong một kênh RF Các nhà vận hành có thể cấpphát lại phổ qua hình quạt như số thuê bao gia tăng Hỗ trợ nhiều kênh cho phépcác nhà chế tạo thiết bị cung cấp một phương tiện để chú trọng vào phạm vi sửdụng phổ và những quy định cấp phát được nói rõ bởi các nhà vận hành trong cácthị trường quốc tế thay đổi khác nhau

Bảo mật: Bằng cách mật hóa các liên kết vô tuyến giữa BS và SS, sử dụng

chuẩn mật hóa tiên tiến AES ở chế độ CCM, đảm bảo sự toàn vẹn của dữ liệu traođổi qua giao diện vô tuyến Cung cấp cho các nhà vận hành với sự bảo vệmạnh chống lại những hành vi đánh cắp dịch vụ

1.4 Mô hình hệ thống

Mô hình phủ sóng mạng WiMAX tương tự như một mạng điện thoại di động :

Hình 1.1 Mô hình hệ thống WiMAX

Một hệ thống WiMAX được mô tả như hình gồm có 2 phần :

- Trạm phát: giống như các trạm BTS trong mạng thông tin di động với côngsuất lớn, có thể phủ sóng khu vực rộng tới 8000km2

- Trạm thu: có thể là các anten nhỏ như các loại card mạng tích hợp (hay gắnthêm) trên các mainboard của máy tính như WLAN

Các trạm phát được kết nối tới mạng Internet thông qua các đuờng truyềnInternet tốc độ cao hay kết nối tới các trạm khác như là trạm trung chuyển theođường truyền trực xạ (line of sight) nên WiMAX có thể phủ sóng đến những khuvực xa

Các anten thu phát có thể trao đổi thông tin qua qua các đường truyền LOS hayNLOS.Trong trường hợp truyền thẳng LOS, các anten được đặt cố định tại các điểmtrên cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn định và đạt tốc độ truyền tối đa Băng tần

sử dụng có thể ở tần số cao, khoảng 66GHz, vì ở tần số này ít bị giao thoa với cáckênh tín hiệu khác và băng thông sử dụng lớn Một đường truyền LOS yêu cầu phải

có đặc tính là toàn bộ miền Fresnel thứ nhất không hề có chướng ngại vật, nếu đặctính này không được bảo đảm thì cường độ tín hiệu sẽ suy giảm đáng kể Không

gian miền Fresnel phụ thuộc vào tần số hoạt động và khoảng cách giữa trạm phát vàtrạm thu

Hình 1.2 Miền Fresnel trong trường hợp LOS

Trong trường hợp truyền NLOS, hệ thống sử dụng băng tần thấp hơn 11GHz, tương tự như WLAN, tín hiệu có thể vượt các vật chắn thông qua đườngphản xạ, nhiễu xạ, tán xạ ….để đến đích Các tín hiệu nhận được ở phía thu baogồm sự tổng hợp các thành phần nhận được từ đường đi trực tiếp, các đường phản

2-xạ, năng lượng tán xạ và các thành phần nhiễu xạ Những tín hiệu này có nhữngkhoảng trễ, sự suy giảm, sự phân cực và trạng thái ổn định liên quan tới đườngtruyền trực tiếp là khác nhau

Miền Fresnel thứ nhất

Hình 1.3 Truyền sóng trong trường hợp NLOS

Hiện tượng truyền sóng đa đường cũng là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổiphân cực tín hiệu Do đó sử dụng phân cực cũng như tái sử dụng tần số mà đượcthực hiện bình thường trong triển khai LOS lại khó khăn trong các ứng dụng NLOS.Nếu chỉ đơn thuần tăng công suất phát để “vượt qua” các chướng ngại vật khôngphải là công nghệ NLOS Điều kiện phủ sóng của cả LOS và NLOS bị chi phối bởicác đặc tính truyền sóng của môi trường, tổn hao trên đường truyền (path loss) vàquỹ công suất của đường truyền vô tuyến

1.5 Các ưu và nhược điểm của công nghệ WiMAX

1.5.1 Một số ưu điểm chính của công nghệ WiMAX

1.5.1.1 Lớp vật lí của WiMAX dựa trên nền kĩ thuật OFDM (ghép kênh phân tần trực giao)

Kỹ thuật này giúp hạn chế hiệu ứng phân tập đa đường, cho phép WiMAX hoạtđộng tốt trong môi truờng NLOS nên độ bao phủ rộng hơn, do đó khoảng cách giữatrạm thu và trạm phát có thể lên đến 50km

Cũng nhờ kĩ thuật OFDM, phổ các sóng mang con có thể chồng lấn lên nhaunên sẽ tiết kiệm, sử dụng hiệu quả băng thông và cho phép truyền dữ liệu với tốc độcao: phổ tín hiệu 10MHz hoạt động ở chế độ TDD (song công phân thời) với tỉ sốđường xuống/đường lên (downlink-to-uplink ratio) là 3:1 thì tốc độ đỉnh tương ứng

sẽ là 25Mbps và 6.7Mbps

1.5.1.2 Hệ thống WiMAX có công suất cao

Trong WiMAX hướng truyền tin chia thành hai đường : hướng lên( uplink) và

hướng xuống (downlink), hướng lên có tần số thấp hơn hướng xuống và đều sửdụng kĩ thuật OFDM OFDM sử dụng tối đa 2048 sóng mang, trong đó 1536 sóngmang dành cho thông tin được chia thành 32 kênh con, mỗi kênh con tương đương

48 sóng mang WiMAX còn sử dụng thêm điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK,QPSK đến 256 - QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi như ngẫu nhiên hoá, mãhoá sửa lỗi Reed Solomon,mã xoắn tỉ lệ mã từ 1/2 đến 7/8, làm tăng độ tin cậy kếtnối với hoạt động phân loại sóng mang và tăng công suất qua khoảng cách xa hơn Ngoài ra WiMAX còn cho phép sử dụng công nghệ TDD và FDD cho việcphân chia truyền dẫn hướng lên và hướng xuống

1.5.1.3 Lớp MAC dựa trên nền OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access- truy nhập OFDM)

Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHZ đến trên 20MHz được chia nhỏ thànhnhiều băng con 1.75Mhz, mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nhờ kĩ thuật OFDM,cho phép nhiều thuê bao truy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt,đảm bảo hiệu quả sử dụng băng thông.OFDMA cho phép thay đổi tốc độ dữ liệu đểphù hợp với băng thông tương ứng nhờ thay đổi số mức FFT ở lớp vật lí; ví dụ một

hệ thống WiMAX dùng biến đổi FFT lần lượt là: 128 bit, 512 bit, 1048 bit tươngứng với băng thông kênh truyền là: 1.25MHz, 5MHz, 10MHz; nhờ vậy sẽ dễ dànghơn cho user kết nối giữa các mạng có băng thông kênh truyền khác nhau

1.5.1.4 Chuẩn cho truy cập vô tuyến cố định và di động tương lai

- WiMAX do diễn đàn WiMAX đề xuất và phát triển dựa trên nền 802.16, tậpchuẩn về hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng cho di động và cố định củaIEEE, nên các sản phẩm, thiết bị phần cứng sẽ do diễn đàn WiMAX chứng nhậnphù hợp, tương thích ngược với HiperLAN của ETSI cũng như Wi-Fi

- Hỗ trợ các kĩ thuật anten: phân tập thu phát, mã hoá không gian, mã hoá thờigian

- Hỗ trợ kĩ thuật hạ tầng mạng trên nền IP : QoS (trong các dịch vụ đa phươngtiện, thoại), ARQ (giúp bảo đảm độ tin cậy kết nối), …

1.5.1.5 Chi phí thấp

- Thiết lập, cài đặt dịch vụ WiMAX dễ dàng sẽ giảm chi phí cho nhà cung dịch

vụ cũng như khách hàng

- Tạo điều kiện thuận lợi để phát triển các dịch vụ truyền thông đa phương tiện

ở các vùng sâu, vùng xa, những nơi khó phát triển hạ tầng mạng băng rộng, khắcphục những giới hạn của đường truyền Internet DSL và cáp

- CPE vô tuyến cố định có thể sử dụng cùng loại chipset modem được sử dụngtrong máy tính cá nhân (PC) và PDA, vì ở khoảng cách gần các modem có thể tựlắp đặt trong nhà CPE sẽ tương tự như cáp, DSL và các trạm gốc có thể sử dụngcùng loại chipset chung được thiết kế cho các điểm truy cập WiMAX chi phíthấp và cuối cùng là số lượng tăng cũng thỏa mãn cho việc đầu tư vào việc tíchhợp mức độ cao hơn các chipset tần số vô tuyến (RF), làm chi phí giảm hơn nữa

1.5.2 Một số nhược điểm của công nghệ WiMAX

- Dải tần WiMAX sử dụng không tương thích tại nhiều quốc gia, làm hạn chế

sự phổ biến công nghệ rông rãi

- Do công nghệ mới xuất hiện gần đây nên vẫn còn một số lỗ hổng bảo mật

- Tuy được gọi là chuẩn công nghệ nhưng thật sự chưa được “chuẩn” do hiệngiờ đang sử dụng gần 10 chuẩn công nghệ khác nhau Theo diễn dàn WiMAXchỉ mới có khoảng 12 hãng phát triển chuẩn WiMAX được chứng nhận baogồm: Alvarion, Selex Communication, Airspan, Proxim Wilreless, Redline,Sequnas, Siemens, SR Telecom, Telsim, Wavesat, Aperto, Axxcelera

- Về giá thành: Dù các hãng, tập đoàn sản xuất thiết bị đầu cuối (như Intel,Alcatel, Alvarion, Motorola…) tham gia nghiên cứu phát triển nhưng giá thànhvẫn còn rất cao

- Công nghệ này khởi xướng từ nước Mỹ, nhưng thực sự chưa có thông tinchính thức nào đề cập đến việc Mỹ sử dụng WiMAX như thế nào, khắc phụchậu quả sự cố ra sao Ngay cả ở Việt Nam,VNPT ( với nhà thầu nước ngoài làMotorola, Alvarion) cũng đã triển khai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc, cụ thể

là ở Lào Cai nhưng cũng chỉ giới hạn là các điểm truy cập Internet tại Bưu điệntỉnh, huyện chứ chưa có những kết luận chính thức về tính hiệu quả đáng kể của

hệ thống

1.6 Phổ WiMAX

WiMAX – thiết bị mềm dẻo sẽ được phép hoạt động trong cả hai dải đượcđăng ký và không được đăng ký.

1.6.1 Băng tần đăng ký

Các giải pháp đăng ký cung cấp các ưu điểm chất lượng dịch vụ được cảithiện cao hơn các giải pháp không đăng ký, chấp nhận NLOS tốt hơn ở các tần sốthấp, nó có một ngân qũy công suất đường xuống rộng hơn và có thể hỗ trợ cácanten trong nhà tốt hơn Giải pháp đăng ký cho phép kiểm soát qua cách sử dụngphổ và nhiễu

1.6.1.1 Băng tần đăng ký 2,5 GHz

Đã được cấp phát trong phần lớn thế giới, bao gồm bắc Mỹ, Mỹ Latin,đông và tây Âu và nhiều vùng của châu Á - thái bình dương như một băng tầnđăng ký Mỗi quốc gia thường cấp phát dải khác nhau, vì vậy phổ được cấp phátqua các vùng có thể từ 2,495 GHz đến 2,690 GHz Tổng phổ khả dụng là 195MHz, bao gồm các dải phòng vệ và các kênh MDS, gữa 2.495 GHz và 2.690GHz Hỗ trợ FDD, TDD Phổ trên mỗi đăng ký là 22.5 MHz, một block 16.5MHz và một block 6 MHz, tổng số 8 đăng ký

1.6.1.2 Băng tần đăng ký 3,5 GHz

Ở châu âu, viện chuẩn viễn thông châu âu đã phân phối dải 3,5 GHz, bắtđầu được sử dụng cho WPLL, cho các giải pháp WiMAX đăng ký Tổng phổ khảdụng, thay đổi theo quốc gia nhưng nói chung khoảng 200MHz giữa 3,4 GHz và3,8 GHz Hỗ trợ FDD, TDD, một vài quốc gia chỉ sử dụng FDD trong khi cácquốc gia khác cho phép sử dụng FDD hoặc TDD Phổ trên mỗi đăng ký thay đổi

từ 2×5MHz đến 2×56 MHz

1.6.2 Băng tần không đăng ký 5GHz

Phần lớn các quốc gia toàn thế giới đã sử dụng phổ 5 GHz cho các phươngtiện liên lạc không đăng ký Các băng 5,15 GHz và 5,85 GHz đã được chỉ địnhnhư không đăng ký trong phần lớn thế giới

Các giải pháp không đăng ký cung cấp một vài thuận lợi chính hơn các giảipháp đăng ký, bao gồm chi phí ban đầu thấp hơn, rút ra nhanh hơn, và một băngchung có thể được sử dụng ở phần lớn thế giới Các lợi ích này đang thu hút sựquan tâm và có khả năng cho sự chấp nhận băng rộng nhanh chóng

Tuy nhiên một giải pháp không đăng ký thì khả năng nhiễu cao hơn, vànhiều sự cạnh tranh đối với các nhà kinh doanh bất động sản cho việc triển khai.Một giải pháp không đăng ký sẽ không được xem như một sự thay thế cho giảipháp đăng ký Mỗi giải pháp cung cấp một thị trường khác nhau dựa vào sự thỏahiệp giữa chi phí và QoS.

1.7 Ứng dụng của WiMAX

Đối với các doanh nghiệp, WiMAX cho phép truy cập băng rộng với chi phí

hợp lý Vì phần lớn các doanh nghiệp sẽ không được chia thành khu vực để cóđường cáp, lựa chọn duy nhất của họ đối với dịch vụ băng rộng là từ các nhà cungcấp viễn thông địa phương Điều này dẫn tới sự độc quyền Các doanh nghiệp sẽđược hưởng lợi từ việc triển khai các hệ thống WiMAX, nhờ tạo ra sự cạnh tranhmới trên thị trường,giảm giá và cho phép các doanh nghiệp thiết lập mạng riêng củamình Điều này đặc biệt phù hợp đối với các ngành như khí đốt, mỏ, nông nghiệp,vận tải, xây dựng và các ngành khác nằm ở những vị trí xa xôi, hẻo lánh

Đối với người sử dụng là hộ gia đình ở những vùng nông thôn (nơi dịch vụDSL và cáp chưa thể vươn tới), WiMAX mang lại khả năng truy cập băng rộng.Điều này đặc biệt phù hợp ở các nước đang phát triển nơi mà hạ tầng viễn thôngtruyền thống vẫn chưa thể tiếp cận

Công nghệ WiMAX cách mạng hoá phương pháp truyền thông Nó cung cấphoàn toàn tự do cho những người thường xuyên di chuyển, cho phép họ lưu lại kếtnối thoại, dữ liệu và các dịch vụ hình ảnh WiMAX cho phép ta đi từ nhà ra xe, sau

đó đi đến công sở hoặc bất cứ nơi nào trên thế giới, hoàn toàn không có đường nối

Để minh hoạ khả năng của WiMAX cho các ứng dụng được phân cấp trong phầntrước, một vài mô hình sử dụng tiêu biểu được nhóm thành hai loại lớn: các mạngcông cộng và riêng

1.7.1 Các mạng riêng

Các mạng riêng, được dùng dành riêng cho một tổ chức, cơ quan hoặc cơ sởkinh doanh, cung cấp các liên kết thông tin chuyên dụng đảm bảo chuyển giao tincậy thoại, dữ liệu và hình ảnh Triển khai đơn giản và nhanh thường được ưu tiêncao, và các cấu hình tiêu biểu là điểm tới điểm hoặc điểm tới đa điểm

1.7.1.1 Chuyển về các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến

Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSPs) sử dụng thiết bị WiMAX đểchuyển lưu lượng từ trạm gốc về các mạng truy cập của họ, như được minh hoạ ởhình 1.4

Hình 1.4 Minh hoạ chuyển về nhà cung cấp dịch vụ

Các mạng truy cập dựa trên WiFi, WiMAX hoặc bất kỳ công nghệ truy cập vôtuyến có đăng ký độc quyền Nếu mạng truy nhập sử dụng thiết bị WiFi, thì toàn bộmạng WSP được xem như một hot zone Vì các WSP thường cung cấp thoại, dữliệu và hình ảnh, nên đặc điểm QoS của WiMAX gắn liền sẽ giúp ưu tiên, tối ưuhoá dung lượng chuyển về Thiết bị WiMAX có thể được triển khai nhanh, tạo điềukiện thuận lợi cho việc giới thiệu nhanh mạng WSP Như đã được minh hoạ, điềukiện thuận lợi chuyển về thuê từ công ty điện thoại địa phương sẽ tăng chi phí hoạtđộng, và triển khai giải pháp cáp quang có thể rất tốn kém và yêu cầu lượng thờigian đáng kể, tác động chống lại sự giới thiệu dịch vụ mới.Hơn nữa, cáp quang,DSL không có lợi nhuận trong các vùng nông thôn, ngoại thành, và hầu hết cácphiên bản của DSL,công nghệ cáp không cung cấp được dung lượng yêu cầu chocác mạng này

1.7.1.2 Các mạng giáo dục

Hình 1.5 Minh hoạ về mạng giáo dục

Các ban phụ trách trường học có thể sử dụng mạng WiMAX để kết nối cáctrường với trụ sở ban trong một quận (huyện), như được minh hoạ ở dưới Một sốyêu cầu chính cho hệ thống trường học là NLOS, độ rộng băng tần cao (>15 Mbps),khả năng điểm tới điểm điểm tới đa điểm, và độ phủ rộng Các mạng giáo dục dựavào WiMAX sử dụng QoS, có thể thực hiện đầy đủ các yêu cầu thông tin liên lạc,bao gồm hệ thống thoại, hoạt động dữ liệu (như các báo cáo của sinh viên), email,truy cập internet, intranet (dữ liệu), giáo dục từ xa (hình ảnh) giữa trụ sở ban và tất

cả các trường trong vùng; giữa các trường với nhau

Giải pháp WiMAX cung cấp vùng phủ rộng, làm cho nó có lợi nhuận, đặc biệtcho các trường ở nông thôn không có hoặc có ít cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc, bịphân tán khắp nơi Khi ban phụ trách trường học sở hữu, vận hành các mạng riêng,

họ có thể đáp ứng lại những thay đổi về vị trí và cách bố trí các tiện nghi của họ.Điều này giảm đáng kể chi phí vận hành các tuyến thuê hàng năm Các giải pháp códây không thể cung cấp khả năng triển khai nhanh chóng, giá thành thấp, và hầu hếtcác phiên bản DSL, công nghệ cáp không có thông lượng được yêu cầu bởi cácmạng giáo dục này

1.7.1.3 An ninh công cộng

Các cơ quan an ninh công cộng của chính phủ, như: cảnh sát, cứu hoả, tìmkiếm và cứu hộ, có thể sử dụng các mạng WiMAX để hỗ trợ đáp lại những tìnhhuống cấp cứu và tình trạng khẩn cấp khác,như được minh hoạ ở hình 1.7

Ngoài ra còn cung cấp truyền thông thoại hai chiều giữa trung tâm giải quyếtnhanh và các đội đáp lại tình trạng khẩn cấp, mạng tiếp sóng các hình ảnh video, dữliệu từ địa điểm vụ tai nạn hoặc thảm họa tới trung tâm điều khiển Dữ liệu này cóthể được tiếp sóng tới các đội chuyên gia cấp cứu hoặc nhân viên khẩn cấp, lànhững người có thể phân tích các tính huống trong thời gian thực, như thể là họđang ở đó WiMAX QoS cho phép mạng xử lý các loại lưu lượng khác nhau Cácgiải pháp WiMAX có khả năng triển khai cao, do đó đội đáp ứng ban đầu có thểthiết lập một mạng vô tuyến tạm thời tại địa điểm vụ tai nạn, sự kiện, hoặc thảm hoạ

tự nhiên trong khoảng vài phút Họ cũng có thể tiếp sóng lưu lượng từ mạng này trở

về trung tâm giải quyết nhanh hoặc trung tâm điều khiển, qua mạng WiMAX hiệnhành

Hình 1.6 Minh hoạ về mạng an ninh công cộng

Các giải pháp có dây không phải là các giải pháp thích hợp, do tính không thể

dự đoán, không ổn định của các vụ tai nạn và các thảm hoạ Ở đây có lẽ cũng yêucầu cả tính di động, ví dụ như: một cảnh sát đang phải truy cập cơ sở dữ liệu từ mộtphương tiện chuyển động, hoặc môt lính cứu hoả phải tải thông tin về tuyến đườngtốt nhất tới nơi xảy ra hoả hoạn hoặc kiến trúc của tòa nhà đang bị cháy Các máyquay video trong xe cứu thương có thể cung cấp trước thông tin về tình trạng củabênh nhân, trước khi xe cứu thương đến bênh viện Trong tất cả các trường hợp đó,WiMAX hỗ trợ tính di động và độ rộng băng tần cao, mà các hệ thống băng hẹpkhông thể chuyển được

1.7.1.4 Các phương tiện liên lạc xa bờ

Các nhà sản xuất ga, dầu có thể sử dụng thiết bị WiMAX để cung cấp cáctuyến nối thông tin liên lạc từ các phương tiện trên mặt đất tới các giàn khoan dầu,các bệ khoan, để hỗ trợ các hoạt động từ xa, các phương tiện liên lạc cơ bản và anninh, như được minh hoạ ở hình 1.8

Các hoạt động từ xa bao gồm: việc xử lý sự cố từ xa các vấn đề thiết bị phứctạp, kiểm tra định hướng địa điểm, và truy cập cơ sở dữ liệu Ví dụ, các đoạn videocủa các thành phần hoặc các cụm lắp ráp gặp sự cố được truyền tới đội chuyên giatrên mặt đất để phân tích An ninh gồm: kiểm tra đèn cảnh báo, giám sát video Cácphương tiện liên lạc cơ bản gồm: điện thoại, email, truy cập internet, trao đổi video

Hình 1.7 Minh hoạ về mạng liên lạc xa bờ

1.7.2 Các mạng công cộng

Trong mạng công cộng,các tài nguyên được truy cập, chia sẻ với những người

sử dụng khác nhau, gồm cả các hãng kinh doanh và các cá nhân riêng biệt Nóichung mạng công cộng yêu cầu lợi nhuận qua việc cung cấp vùng phủ song khắpnơi, vì vị trí của người sử dụng hoặc là cố định hoặc có thể dự đoán được Các ứngdụng chính của mạng công cộng là truyền thông thoại và dữ liệu, mặc dù truyềnthông video đang trở nên phổ biến hơn An ninh là một yêu cầu then chốt, vì nhiềungười sử dụng cùng chia sẻ một mạng Hỗ trợ kèm theo VLAN và mã hoá dữ liệu làgiải pháp an ninh được sử dụng Mạng công cộng bao gồm một số bối cảnh sử dụngđược minh hoạ dưới đây

1.7.2.1 Nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến truy cập mạng

Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSPs) sử dụng mạng WiMAX để cungcấp kết nối tới cả khu dân cư (thoại, dữ liệu và video) và hãng kinh doanh (chủ yếu

là thoại và internet), được minh hoạ ở hình 1.9

Hình 1.8 Minh hoạ về mạng WiMAX của nhà cung cấp dịch vụ

WSP có thể là một CLEC (các nhà cung cấp tổng đài nội hạt cạnh trạnh) màbắt đầu việc kinh doanh với ít hoặc không có cơ sở hạ tầng được lắp đặt VìWiMAX rất dễ để triển khai, nên CLEC có thể lắp đặt mạng nhanh chóng và ở vàothế cạnh tranh với ILEC (nhà cung cấp sóng mang tổng đài nội hạt)

Kỹ thuật QoS gắn liền với WiMAX rất phù hợp với hỗn hợp lưu lượng đượcmang bởi CLEC QoS MAC cũng đưa ra dịch vụ đa mức để cung cấp cho các nhucầu dịch vụ khác nhau của khách hàng Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ cho phép cácluồng thu nhập khác nhau, tuy nhiên nó giảm chi phí thu được từ khách hàng, vàtăng ARPU (thu nhập trung bình trên mỗi người sử dụng) WSP chỉ cần một hệthống quảng cáo và một cơ sở dữ liệu khách hàng

Các nhà vận hành tế bào cũng quan tâm tới ứng dụng WiMAX trong mạng của

họ Các nhà vận hành đã có các cơ sở hạ tầng quảng cáo và khách hàng, nhưng triểnkhai giải pháp WiMAX sẽ mở rộng thị trường trong vùng dịch vụ của họ Tất cả cácgiải pháp có dây (bao gồm: cáp quang, DSL, và cáp) yêu cầu các chi phí ban đầuđáng kể để xây dựng cơ sở hạ tầng Nói cụ thể, các giải pháp có dây không phù hợp

với các thị trường đang phát triển ở các nước, như các vùng nông thôn, thị trấn nhỏhoặc rìa ngoại ô của các trung tâm lớn

1.7.2.2 Kết nối nông thôn

Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng WiMAX để phát triển dịch vụ cho các thịtrường ít được quan tâm trong các vùng nông thôn, vùng ngoại ô của các thành phố,như được minh hoạ ở hình 1.10

Hình 1.9 Minh hoạ về mạng WiMAX cho kết nối ở vùng nông thôn

Sự phân phát kết nối nông thôn là vấn đề then chốt trong các nước đang pháttriển và các vùng ít được quan tâm của những nước phát triển, mà ở đó không cóhoặc có rất ít cơ sở hạ tầng có giá trị Kết nối thông thôn chủ yếu cung cấp dịch vụinternet và điện thoại Vì WiMAX cung cấp vùng phủ rộng nên đây là một giải phápmang lại lợi nhuận nhiều nhất

1.8 Tình hình triển khai WiMAX

1.8.1 Tình hình triển khai WiMAX trên thế giới

Hiện nay, trên thế giới, đã có các mạng thử nghiệm công nghệ WiMAX cố định

và di động Theo đánh giá của Maravedis Inc thì thị trường viễn thông băng rộng

cố định đến năm 2010 có doanh thu vượt 2 tỷ USD Hiện nay, tốc độ tăng trưởng

hằng năm là 30% Việc xuất hiện một công nghệ truy cập không dây băng rộng mớinhư WiMAX cho phép triển khai nhanh dịch vụ, sẽ làm bùng nổ thị trường trongnhững năm tới.

Đến nay, đã có một số nước đã đi vào triển khai và khai thác thử nghiệm cácdịch vụ trên nền Mobile WiMAX như Mỹ, Úc, Brazil…

Một sự kiện có thể coi là một bước ngoặt quan trọng của WiMAX – từ ngày 19/10/2007 – cơ quan viễn thông quốc tế thuộc liên hiệp quốc ITU đã phê duyệtcông nghệ băng rộng không dây này vào bộ chuẩn IMT-2000 Quyết đinh này đãđưa WiMAX lên ngang tầm với những kỹ thuật kết nối vô tuyến hàng đầu hiện naytrong bộ chuẩn IMT-2000 gồm có GSM, CDMA và UMTS Điều này đảm bảo chocác nhà khai thác và quản lý trên toàn thế giới yên tâm đầu tư vào băng rộng diđộng thực sự dùng WiMAX

15-1.8.2 Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm tại Việt Nam

VNPT triển khai thử nghiệm công nghệ WiMAX tại Lào Cai vào tháng10/2006 và đã nghiệm thu thành công vào tháng 4/2007

Năm 2006, tại Việt Nam, đã có 4 doanh nghiệp được Bộ Bưu chính Viễn thôngcho phép cung cấp thử nghiệm dịch vụ WiMAX cố định là Viettel, VTC, VNPT vàFPT Telecom Sau khi thử nghiệm xong, Bộ sẽ lựa chọn 3 nhà cung cấp chính thứcho loại hình băng rộng không dây này

Ngày 1/10/2007, Chính phủ đã cấp phép triển khai dịch vụ thông tin di động3G và dịch vụ truy nhập băng rộng không dây WiMAX (theo công văn 5535/VPCP-

CN của văn phòng Chính phủ) Đồng thời, Phó thủ tướng đã đồng ý cấp phép thửnghiệm dịch vụ WiMAX di động cho 4 doanh nghiệp EVN Telecom, Viettel, FPT

và VTC thử nghiệm tại băng tần 2.3 - 2.4 GHz; VNPT thử nghiệm tại băng tần 2.5 –2.69 GHz

Kết Luận chương : Với những nội dụng được trình bày trong chương 1 đã

cho chúng ta một cái nhìn tổng quát về công nghệ WiMAX, chúng ta cơ bản hiểu được cấu trúc bên trong, ưu nhược điểm của wimax, và những ứng dụng trong thực tế của nó Sang đến chương2 chúng ta sẽ nghiên cứu kỹ hơn về kiến trúc của WiMAX.

Chương 2: KIẾN TRÚC MẠNG TRUY CẬP WIMAX

Giới thiệu chương: Trong chương 2 sẽ đi sâu vào nghiên cứu kiến trúc của

WiMAX.Qua đó chúng ta có thể thấy được cụ thể hơn về cấu trúc bên trong của WiMAX và thấy được ứng dụng của kỹ thuật OFDM trong WiMAX.

2.1 Mô hình tham chiếu

Hình 2.1 minh họa mô hình tham chiếu và phạm vi của chuẩn Trong môhình tham chiếu này, lớp PHY tương ứng với lớp 1 (lớp vật lý) và lớp MAC tươngứng với lớp 2 (lớp liên kết dữ liệu) trong mô hình OSI

Hình 2.3 Mô hình tham chiếu.

Trên hình ta có thể thấy lớp MAC bao gồm 3 lớp con Lớp con hội tụ chuyênbiệt dịch vụ cung cấp bất cứ biến đổi hay ánh xạ dữ liệu mạng bên ngoài, mà nhậnđược qua điểm truy nhập dịch vụ CS (CS SAP), vào trong các MAC SDU được tiếpnhận bởi lớp con phần chung MAC (CPS) qua SAP MAC Tức là phân loại các đơn

vị dữ liệu dịch vụ mạng ngoài (các SDU) và kết hợp chúng với định danh luồngdịch vụ (SFID) MAC và định danh kết nối (CID) riêng Nó cũng có thể bao gồmcác chức năng như nén đầu mục tải (PHS) Nhiều đặc tính CS được cung cấp chogiao tiếp với các giao thức khác nhau Định dạng bên trong của payload CS là duy

nhất với CS, và MAC CPS không được đòi hỏi phải hiểu định dạng hay phân tíchbất cứ thông tin nàu từ payload CS MAC CPS cung cấp chức năng MAC cốt lõitruy nhập hệ thống, định vị dải thông, thiết lập kết nối, và quản lý kết nối Nó nhận

dữ liệu từ các CS khác nhau, qua MAC SAP, mà được phân loại tới các kết nốiMAC riêng MAC cũng chứa một lớp con bảo mật riêng cung cấp nhận thực, traođổi khóa bảo mật, và mật hóa

Lớp vật lý là một ánh xạ hai chiều giữa các MAC-PDU và các khung lớp vật

lý được nhận và được truyền qua mã hóa và điều chế các tín hiệu RF

2.2 Lớp MAC

2.2.1 Lớp con hội tụ MAC

Chuẩn định nghĩa hai lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ tổng thể để ánh

xạ các dịch vụ đến và từ những kết nối MAC Lớp con quy tụ ATM được địnhnghĩa cho những dịch vụ ATM và lớp con quy tụ gói được định nghĩa để ánh xạ cácdịch vụ gói như IPv4, IPv6, Ethernet và VLAN Nhiệm vụ chủ yếu của lớp con làphân loại các SDU (đơn vị dữ liệu dịch vụ) theo kết nối MAC thích hợp, bảo toànhay cho phép QoS và cho phép định vị dải thông Ngoài những chức năng cơ bảnnày, các lớp con quy tụ có thể cũng thực hiện nhiều chức năng phức tạp hơn nhưchặn và xây dựng lại đầu mục tải tối đa để nâng cao hiệu suất kết nối không gian

2.2.2 Lớp con phần chung MAC

Lớp con phần chung MAC (MAC CPS) là trung tâm của chuẩn Trong lớpcon này, các quy tắc cho quản lý kết nối, định vị dải thông và cơ cấu cho truy nhập

hệ thống được định nghĩa Ngoài ra các chức năng như lập lịch đường lên, yêu cầu

và cấp phát dải thông, và yêu cầu lặp lại tự động (ARQ) cũng được định nghĩa

2.2.2.1 Địa chỉ và kết nối

Mỗi MS có một địa chỉ MAC 48 bit, xác định duy nhất MS từ trong tập tất

cả các nhà cung cấp có thể và các loại thiết bị Nó được sử dụng cho quá trình

“Intial ranging” để thiết lập các kết nối thích hợp cho một MS Nó cũng được sửdụng như là một phần của quá trình nhận thực

MAC 802.16 theo kiểu hướng kết nối Tất cả những dịch vụ bao gồm nhữngdịch vụ không kết nối cố hữu, được ánh xạ tới một kết nối Điều đó cung cấp một

cơ chế cho yêu cầu dải thông, việc kết hợp QoS và các tham số về lưu lượng, vậnchuyển và định tuyến dữ liệu đến lớp con quy tụ thích hợp và tất cả các hoạt độngkhác có liên quan đến điều khoản hợp đồng của dịch vụ Các kết nối được thamchiếu đến các CID 16-bit và có thể yêu cầu liên tiếp dải thông được cấp phát hay dảithông theo yêu cầu

Có hai loại header MAC: header MAC chung (GMH) và header MAC yêucầu dải thông (BR) GMH được sử dụng để truyền dữ liệu hoặc các bản tin quản lýMAC Header BR được sử dụng bởi MS để yêu cầu nhiều dải thông hơn trên UL.Header MAC và các bản tin quản lý MAC không được mật hóa

2.2.2.3 Xây dựng và truyền các MAC PDU

Các MAC PDU được truyền trên các burst PHY, burst PHY có thể chứanhiều block FEC

Bao gồm các bước sau: ghép, phân mảnh, đóng gói, tính toán CRC, mật hóacác PDU, đệm

2.2.2.4 Cơ cấu ARQ

ARQ sẽ không được sử dụng với đặc tả PHY WirelessMAN-SC Cơ cấuARQ là một phần của MAC, mà là tùy chọn bổ sung Khi được bổ sung, ARQ có

thể được phép trên cơ sở mỗi kết nối Mỗi kết nối ARQ sẽ được chỉ rõ và được dànxếp trong thời gian tạo kết nối Một kết nối không thể có sự kết hợp cả lưu lượngARQ và không ARQ Chỉ hiệu quả với các ứng dụng không thời gian thực.

Thông tin feedback ARQ có thể được gửi như một bản tin quản lý MAC độclập trên kết nối quản lý cơ bản thích hợp, hoặc được mang trên một kết nối đang tồntại Feedback ARQ không thể bị phân mảnh Cửa sổ trượt ở lớp 2 dựa vào cơ cấuđiều khiển luồng ARQ sử dụng một trường số tuần tự 11 bit, CRC – 32 để kiểm tralỗi dữ liệu

2.2.2.5 Truy nhập kênh và QoS

IEEE 802.16 có thể hỗ trợ nhiều dịch vụ thông tin (dữ liệu, thoại, video) vớicác yêu cầu QoS khác nhau Cơ cấu nguyên lý để cung cấp QoS là phải kết hợp cácgói qua giao diện MAC vào một luồng dịch vụ được nhận biết bởi CID Một luồngdịch vụ là một luồng vô hướng mà được cung cấp một QoS riêng biệt MS và BScung cấp QoS này theo tập tham số QoS được định nghĩa cho luồng dịch vụ Mụcđích chính của các đặc tính QoS được định nghĩa ở đây là để xác định thứ tự và lậplịch truyền ở giao diện không gian

Các luồng dịch vụ tồn tại ở hướng đường lên và đường xuống và có thể tồntại mà không được hoạt động để mang lưu lượng Tất cả các luồng dịch vụ có mộtSFID 32 bit, các luồng dịch vụ họat động và chấp nhận cũng có một CID 16 bit

Các loại luồng dịch vụ: Các luồng dịch vụ dự trữ, các luồng dịch vụ

“admitted”, các luồng dịch vụ “active” Các luồng dịch vụ có thể là tĩnh (được xâydựng trước) hoặc được tạo động Mô đun cấp phép BS cho phép hay từ chối mỗithay đổi tham số QoS Chuẩn định nghĩa nhiều khái niệm liên quan đến QoS như:lập lịch luồng dịch vụ QoS, thiết lập dịch vụ động, mô hình họat động hai pha

2.2.2.6 Các cơ cấu yêu cầu và cấp phát dải thông

a Các yêu cầu

Các yêu cầu dựa vào cơ cấu mà MS sử dụng để thông báo cho BS rằngchúng cần cấp phát dải thông đường lên Một yêu cầu có thể được xem như là mộtheader yêu cầu dải thông độc lập hoặc là một yêu cầu mang trên một bản tin nào đó

(piggyback) Bản tin yêu cầu dải thông có thể được truyền trong bất cứ vị trí đườnglên nào, ngoại trừ trong khoảng intial ranging.

Các yêu cầu dải thông có thể là tăng thêm hoặc gộp lại Khi BS nhận mộtyêu cầu dải thông tăng, nó sẽ thêm lượng dải thông được yêu cầu vào sự cảm nhậnhiện thời các nhu cầu dải thông của nó của kết nối Khi BS nhận một yêu cầu dảithông gộp lại, nó sẽ thay sự cảm nhận các nhu cầu dải thông của nó của kết nốibằng lượng dải thông được yêu cầu

b Các cấp phát

Đối với một MS, các yêu cầu dải thông liên quan tới các kết nối riêng trongkhi mỗi cấp phát dải thông được gửi tới CID cơ bản của MS, không phải tới cácCID riêng Bởi vì không xác định trước yêu cầu sẽ được thực hiện đúng, khi MSnhận một cơ hội truyền ngắn hơn mong đợi (quyết định trình lập lịch, mất bản tinyêu cầu, …), không có lý do rõ ràng nào được đưa ra Trong tất cả các trường hợp,dựa vào thông tin nhận được sau cùng từ BS và trạng thái của yêu cầu, MS có thểquyết định thực hiện yêu cầu trở lại hoặc hủy SDU Một MS có thể sử dụng cácthành phần thông tin yêu cầu mà được quảng bá, trực tiếp ở một nhóm thăm dòmulticast mà nó là một thành viên trong đó, hoặc trực tiếp ở CID cơ bản của nó

c Thăm dò

Thăm dò là quá trình trong đó BS chỉ định cho các MS dải thông dành chomục đích tạo các yêu cầu dải thông Các chỉ định này có thể tới các MS riêng hoặcnhóm các MS Tất cả các chỉ định cho các nhóm các kết nối và hoặc các MS thực tế

là xác định các thành phần thông tin cạnh tranh yêu cầu dải thông Các chỉ định thìkhông ở dạng bản tin rõ ràng, nhưng mà được chứa như là một chuỗi các thànhphần thông tin trong UL-MAP Thăm dò được thực hiện trên cơ sở MS Dải thôngluôn được yêu cầu trên cơ sở CID và dải thông được chỉ định trên cơ sở MS

2.2.2.7 Hỗ trợ PHY.

Nhiều công nghệ song công được hỗ trợ bởi giao thức MAC Chọn lựa côngnghệ song công có thể ảnh hưởng tới các tham số PHY nào đó cũng như tác độngtới các đặc tính mà có thể được hỗ trợ

- FDD : Các kênh đường lên và đường xuống được đặt ở các tần số tách biệt và

dữ liệu đường xuống có thể được truyền theo trong các burst Một khung chu kỳ

cố định được sử dụng cho các truyền dẫn đường lên và đường xuống Điều nàythuận tiện cho sử dụng các loại điều chế khác nhau Và cũng cho phép đồng thời

sử dụng cả các MS song công (truyền và nhận đồng thời) và tùy chọn các MSbán song công (không truyền và nhận đồng thời) Nếu các MS bán song côngđược sử dụng, trình điều khiển dải thông sẽ không chỉ định dải thông cho một

MS bán song công ở cùng thời điểm mà nó được trông mong để nhận dữ liệu ởkênh đường xuống, bao gồm hạn định cho phép trễ truyền, khoảng truyền dẫntruyền/nhận MS (SSTTG), và khoảng truyền dẫn nhận/truyền MS (SSRTG)

- TDD : Truyền đường lên và xuống xảy ra ở các thời điểm khác nhau và

thường chia sẻ cùng tần số Một khung TDD có khu kỳ cố định và chứa mộtkhung con đường xuống và một khung con đường lên Khung được chia thànhmột số nguyên các khe thời gian vật lý, mà giúp cho phân chia dải thông dễ dàng

2.2.2.8 Vào mạng

Để giao tiếp trên mạng, một MS cần hoàn tất quá trình vào mạng với BS

mong muốn Các hệ thống hỗ trợ các thủ tục thích hợp cho tiếp nhận và đăng ký

một MS mới hoặc một node mới tới mạng

Thủ tục có thể được chia thành các giai đoạn sau:

1 Quét kênh đường xuống và thiết lập đồng bộ với BS

2 Giành các số truyền (từ bản tin UCD)

8 Thiết lập thời gian trong ngày

9 Truyền các tham số họat động

10 Thiết lập các kết nối