MỞ ĐẦU

Xu hướng phát triển của các mạng thế hệ sau được đặc trưng bởi khả năng hội tụ, tốc độ dữ liệu cao, hỗ trợ nhiều mức chất lượng dịch vụ (QoS) đi đôi với khả năng di động bên trong mạng hoặc giữa các mạng sử dụng các công nghệ khác nhau và giữa các nhà cung cấp dịch vụ với nhau. Một khía cạnh quan trọng trong xu hướng phát triển đó là việc chuẩn hóa, cho phép xây dựng kiểu mạng độc lập với thiết bị và khả năng tương tác giữa các kiểu mạng khác nhau ở mức cao. Một công nghệ đang được phát triển đáp ứng được những đặc tính kể trên, được chuẩn hóa bởi tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) đó là công nghệ IEEE 802.16, thường được gọi là công nghệ WiMAX.

WiMAX được thiết kế nhằm mục đích bổ sung vào các công nghệ truy cập không dây hiện tại với ưu điểm tốc độ dữ liệu cao, hỗ trợ QoS linh hoạt, phạm vi phủ sóng rộng và chi phí triển khai thấp trong phạm vi vùng đô thị MAN (Metropolian Access Network).

Đồ án này tập trung vào việc nghiên cứu lớp Điều khiển truy nhập môi trường MAC trong công nghệ WIMAX. Đồ án sẽ trình bày những vấn đề cơ bản nhất về công nghệ WiMAX như các chuẩn WiMAX, các kỹ thuật được ứng dụng trong WiMAX, mô hình phân lớp và bảo mật trong WiMAX.

Ngoài ra, đồ án cũng giới thiệu một mô hình mô phỏng hoạt động của hệ thống WiMAX nhằm mục đích làm rõ quá trình làm việc của hệ thống WiMAX.

Đồ án bao gồm 5 chương như sau:

Chương 1: Giới thiệu chung về WiMAX.

Chương 2: Các kỹ thuật được sử dụng trong WiMAX.

Chương 3: Kiến trúc mạng truy cập WiMAX

Chương 4: Kiến trúc bảo mật chuẩn IEEE 802.16.

Chương 5: Mô phỏng hoạt động hệ thống WiMAX.

MỤC LỤC

Nội dung Trang

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ

MỤC LỤC CÁC BẢNG

CÁC TỪ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WiMAX

1.1. Giới thiệu chương 1

1.2. Khái niệm 1

1.3. Các chuẩn của WiMAX 5

1.3.1. Chuẩn IEEE 802.16 – 2001 5

1.3.2. Chuẩn IEEE 802.16a 5

1.3.3. Chuẩn IEEE 802.16 – 2004 6

1.3.4. Chuẩn IEEE 802.16e 6

1.4. Phổ WiMAX 8

1.4.1. Băng tần đăng ký 8

1.4.2. Băng tần không đăng ký 5GHz 9

1.5. Truyền sóng 9

1.6. Ưu điểm và nhược điểm của WiMAX 12

1.7. Tình hình triển khai WiMAX 14

1.7.1. Tình hình triển khai WiMAX trên thế giới 14

1.7.2. Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm tại Việt Nam 14

1.8. Kết luận chương 15

Chương 2: CÁC KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG WiMAX

2.1. Giới thiệu chương 16

2.2. Kỹ thuật OFDM 17

2.2.1. Khái niệm 17

2.2.2. Sơ đồ khối OFDM 18

2.2.3. Chuỗi bảo vệ trong hệ thống OFDM 19

2.2.4. Nguyên tắc giải điều chế OFDM 21

2.2.5. Các ưu và nhược điểm của kĩ thuật OFDM 21

2.3. Kỹ thuật OFDMA 23

2.3.1. Khái niệm 23

2.3.2. Đặc điểm 23

2.3.3. OFDMA nhảy tần 24

2.3.4. Hệ thống OFDMA 26

2.4. Điều chế thích nghi 27

2.5. Công nghệ sửa lỗi 28

2.6. Điều khiển công suất 28

2.7. Các công nghệ anten tiên tiến 28

2.7.1. Phân tập thu và phát 29

2.7.2. Các hệ thống anten thích nghi 30

2.8. Kết luận chương 31

Chương 3: KIẾN TRÚC MẠNG TRUY CẬP WIMAX

3.1. Giới thiệu chương 32

3.2. Mô hình tham chiếu 32

3.3. Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC) 34

3.3.1. Kết nối và địa chỉ 35

3.3.2. Lớp con hội tụ MAC 36

3.3.3. Lớp con phần chung MAC 37

3.3.4. Cơ chế yêu cầu và cấp phát băng thông 41

3.3.5. Cơ chế lập lịch dịch vụ và chất lượng dịch vụ (QoS) 43

3.3.6. Lớp con bảo mật 44

3.4. Lớp vật lý 44

3.5. Kết luận chương 46

Chương 4: KIẾN TRÚC BẢO MẬT CHUẨN IEEE 802.16

4.1. Giới thiệu chương 47

4.2. Kiến trúc bảo mật 47

4.2.1. Kết hợp bảo mật 49

4.2.2. Giao thức quản lí khóa PKM 49

4.3. Quy trình bảo mật 50

4.3.1. Xác thực 51

4.3.2. Trao đổi khóa dữ liệu 53

4.3.3. Mã hóa dữ liệu 54

4.4. Hạn chế của kiến trúc bảo mật IEEE 802.16 55

4.5. Kết luận chương 56

Chương 5: MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG WiMAX

5.1. Giới thiệu chương 57

5.2. Môi trường mô phỏng 57

5.3. Mô phỏng 59

5.3.1. Giả thuyết 59

5.3.2. Kịch bản mô phỏng 60

5.4. Phân tích kết quả mô phỏng 61

5.4.1. Hoạt động 61

5.4.2. Tính lượng băng thông được sử dụng trên BS 63

5.5. Nhận xét 65

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 6