Đồ án tốt nghiệp              

MỤC LỤC

Trong thời gian thực hiện đồ án này, em đã nhận được nhiều sự hỗ trợ, động viên và khuyến khích rất nhiều từ gia đình, các thầy cô, các đồng nghiệp và Trường Đại Học Dân Lập Phương Đông. Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô Th. S Phạm Thị Vân Khánh, người đã tận tình chỉ bảo em cách định hướng và giải quyết các vấn đề để em có thể hoàn thành bản đề tài này. Bên cạch đó em cũng xin cảm ơn Gia đình em đã luôn khuyến khích, động viên và tạo mọi điều kiện cho em yên tâm hoàn thành khoá học và đồ án này. Em xin cảm ơn Các Thầy, Cô trong khoa Điện tử Viễn Thông đã trang bị kiến thức cho em trong suốt thời gian học. Và em cũng xin gửi lời biết ơn đến Trường Đại Học Dân Lập Phương Đông nơi em học tập, đã tạo điều kiện về vật chất, thời gian cho em được theo học khoá học này. Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót do trình độ và thời gian có hạn. Em mong được sự đóng góp ý kiến quí báu của các thầy cô giáo và bạn bè để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin cảm ơn các bạn học, các đồng nghiệp đã giúp đỡ em trong quá trình học.              6

MỞ ĐẦU              6

DANH SÁCH HèNH VẼ              11

TÀI LIỆU THAM KHẢO              13

CHƯƠNG 1              15

TỔNG QUAN VỀ CễNG NGHỆ WIMAX              15

1.1  SỰ RA ĐỜI CỦA CễNG NGHỆ WIMAX              15

Nhóm công tác IEEE 802. 16 là nhóm đầu tiên chịu trách nhiệm phát triển chuẩn 802. 16 bao gồm giao diện không gian cho truy nhập không dây băng rộng. hoạt động của nhóm khởi đầu trong một cuộc hội họp vào ngày 08/ 1998 của nhóm kiểm tra hệ thống điện tử không dây quốc gia (N-WEST), đây là một bộ phận của viện nghiên cứu công nghệ và chuẩn húa quốc gia Mỹ. Ban đầu nhóm tập trung vào việc phát triển các chuẩn và giao diện không dây cho băng tần 10-66GHz. Sau đó dự án đổi dần đến việc tán thành chuẩn IEEE 802. 16a tập trung vào băng tần 2-11GHz. Sự phê chuẩn cuối cùng chi tiết kĩ thuật giao diện không gian là vào 01/2003.              15

1. 2 KHÁI NIỆM VỀ CễNG NGHỆ WIMAX              16

Hình 1. 1 : Mô hình mạng Wimax              17

1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA CễNG NGHỆ WIMAX              17

Hình 1. 2 : Mô hình phân lớp trong hệ thống WiMax so sánh với OSI              18

Hình 1. 3 : Các ưu điểm của công nghệ WiMAX              18

Hình 1.4: Đường truyến sóng với vùng Fresnel              20

1. 4. ƯU ĐIỂM CỦA WIMAX.              21

1. 5 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA WIMAX.              22

1. 6  GIỚI THIỆU CÁC CHUẨN 802. 16 CỦA IEEE              23

1.6. 1 Chuẩn 802.16- 2001              23

1. 6. 2 Chuẩn 802.16a- 2003              25

1. 6. 3 Chuẩn 802.16c- 2002              26

1. 6. 4 Chuẩn 802.16- 2004              26

1. 6. 5 Chuẩn 802. 16e và mở rộng              27

Bảng 1.1  Đặc điểm các chuẩn 802. 16              27

1.7 CÁC BĂNG TẦN HOẠT ĐỘNG CỦA  WIMAX              28

1.7. 1 Bằng 3400 - 3600MHz (băng 3. 5GHz              28

1. 7. 2 Băng tần 3600 - 3800MHz              29

1.7. 3 Băng 3300 - 3400MHz (băng 3. 3 GHz              29

1.7. 4 Băng 2500 - 2690MHz (băng 2. 5GHz              29

1.7. 5 Băng 2300 - 2400MHz (băng 2. 3GHz              31

1. 7. 7 Băng dưới 1GHz              31

1. 8CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNGWiMAX              32

1. 8. 1 Sơ đồ cấu hình kết nối hệ thống WiMAX              32

Hình 1. 5 : Mô hình WiMAX điểm – điểm và điểm – đa điểm              32

1. 8.2. Thành phần hệ thống WiMAX              33

Hình 1. 6 Thành phần một hệ thống WiMAX              33

Hình 1. 7Sơ đồ khối trung tâm quản lý WiMAX              35

Hình 1. 8Các giao diện kết nối trong mạng WiMAX              38

1. 8.3. Thiết bị truy nhập WiMAX              38

Hình 1. 9 Một số thiết bị truy nhập WiMAX              39

1. 8.4.Giải pháp truy nhập băng rộng không dây point to multipoint BreezeACCESS VL (của Alavrion)              39

Hình 1. 10Cấu trúc kết nối không dây              40

1. 8.5.Thiết bị WIMAX 802. 16 BreezeMAX (của Alvarion)              40

Hình 1. 11:  Mạng đô thị (MAN) sử dụng công nghệ kết nối WiMAX              41

CHƯƠNG 2              42

CƠ SỞ KỸ THUẬT TRONG WIMAX              42

2. 1MÔ HèNH THAM CHIẾU HỆ THỐNG WIMAX              42

Hình 2. 1 Mô hình tham chiếu các lớp trong Wimax              43

2. 2 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG              43

2. 2. 1 Wimax hoạt động như thế nào              43

Hình 2. 2: Mô hình truyền thông của WiMax              44

2. 2. 2 Thu nhân kênh              44

2. 2. 3 Rangning và thỏa thuận về khả năng của SS              45

2. 2. 4 Chứng thực và đăng ký SS              46

2. 2. 5 Thiết lập kết nối              47

2. 2. 6 Kết nối IP              47

Hình 2. 4: SS xác thực và đăng kí              48

2. 2. 7 Thiết lập kết nối              48

2. 2. 8 Điều khiển kết nối vô tuyến              49

Hình 2. 5: RLC đảm nảo sự ổn định các kết nối trong Wimax              50

2. 3 LỚP VẬT Lí              51

Hình 2. 6 : Lớp giao thức trong IEEE 802. 16              53

2. 3. 1Tần số làm việc và độ rộng kênh truyền Tần số làm việc và độ rộng kênh truyền              53

2. 3. 2 Cṍu trúc khung tín hiợ̀u trong hợ̀ thụ́ng WiMAX              54

Hình 2. 7 : Các sóng mang con OFDM              55

Hình 2. 8 : Cấu trúc khung kênh đường lên và đường xuống              55

Hình 2.9: Hoa tiêu dài              57

2. 3. 3 Kỹ thuật song công TDD và FDD              57

Hình 2. 10: Cấu trúc khung OFDM với kỹ thuật sông công TDD              59

2. 3. 4ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HểA ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA              59

2. 3. 4. 1 Mã hóa kênh              59

Hình 2. 11: Bộ tạo mã giả ngẫu nhiên              60

Hình 2. 12: Quá trình cài xen              62

2. 3. 4. 2 Điều chế              62

Hình 2.13: Chòm sao QPSK, 16QAM và 64 QAM              63

Hình 2.14: Lược đồ điều chế thích ứng              64

2. 4 LỚP MAC              65

Hình 2.15: Chi tiết phân lớp MAC trong IEEE 802. 16              66

2. 4. 1 Lớp con hội tụ dịch vụ đăc trưng MAC - CS              68

2. 4. 1. 1 Chức năng của lớp hội tụ CS              68

2. 4. 1. 2 Phân loại dữ liệu ra các tế bào ATM và gói dữ liệu (packet)              68

Hình 2. 16 : Dạng PDU của lớp con              69

2. 4. 2 Lớp con phần chung CPS              69

Hình 2. 17: MAC PDU              71

2. 4. 3 Lớp con bảo mật              72

2. 4. 3. 1 Liên kết bảo mật SA              73

Hình 2.18: Nhận thực trong IEEE 802. 16              74

2. 4. 3. 2 Trao đổi khúa dữ liệu (Data Key Exchange)              75

Hình 2. 19: Quá trình trao đổi khúa              75

2. 5 LỚP BẢO MẬT TRONG 802. 16              76

2. 5. 1 Security Association (SA)              76

2. 5. 2 Giao thức quản lí khúa PKM              77

Hình 2.20: Quá trình cấp phép và trao đổi khúa AK              79

Hình 2. 21: Quá trình trao đổi khúa TEK              80

2. 5. 3 Mã hóa              80

Hình 2.22: Mối quan hệ giữa tải trước và sau mã hóa              81

Hình 2. 23: Quá trình mã hóa              82

2. 6 : CễNG NGHỆ ỨNG DỤNG TRONG WIMAX              82

2. 6. 1  OFDM- truyềndẫnvô tuyếntrong WiMAX.              82

Hình2. 24: Suy giảm tínhiệu theo khoảngcách (2)              83

2. 6. 2  MIMO – Công nghệ anten thông minh              84

Bảng 2. 3 - Các tốc độ dữ liệu cho các cấu hình SIMO/ MIMO              87

H2.25 - Chuyển mạch thích ứng cho anten thông minh              88

2. 6. 3 : Sử dụng đa tần số              88

KẾT LUẬN              89

CHƯƠNG 3              90

ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI CễNG NGHỆ WIMAX TRONG THỰC TẾ              90

3. 1 Mễ HèNH TRIỂN KHAI WiMAX              90

3. 1.1. Mô hình ứng dụng cố định ( Fixed WiMAX )              90

Hình 3. 1cấu trúc mạng WIMAX cơ sở              91

Hình 3. 2 : Mô hình ứng dụng WiMAX cố định              92

3.1.2. Mô hình ứng dụng WiMAX di động              92

Hình 3.3 : Mô hình ứng dụng WiMAX di động              93

3. 1. 3MAC-điều khiển truy nhập và nâng cao chất lượng dịch vụ QoS              93

3. 1. 4 Phạm vi ứng dụng WiMAX              95

3.1.5. Mạng trục.              96

3. 1. 6 Kết nối mạng không dây doanh nghiệp              96

3. 1.7  Băng rộng theo nhu cầu              97

3. 1. 8 Mở rộng nhanh chóng tiết kiệm              97

3. 1. 9   Liên thông dịch vụ              97

Hình 3. 4 Mô hình triển khai WiMAX              98

3. 2 ỨNG DỤNG WIMAX TRONG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG KHễNG DÂY CỐ ĐỊNH              98

3. 2.1 Các dải tần số trong truy nhập băng rộng không dây cố định (FBWA - Fixed Băng rộng Wireless Access)              98

Bảng 3. 1 Các dải tần có thể sử dụng cho hệ thống truy nhập băng rộng cố định ở Châu Âu              99

3.2.2. Topo mạng FBWA              100

Hình 3. 5 Mang PMP              102

3.2.3. Cấu trúc mạng Điểm – Đa điểm (PMP)              102

Hình 3. 6 Kiến trúc một mạng cố định              103

3.2. 4 Tầm nhìn thẳng (LOS) trong mạng điểm - đa điểm              103

Bảng 3. 2: Sự khác nhau của các loại hệ thống LOS và NLOS              104

Bảng 3.3 Các dải tần trongn băng tần cấp phép và không              104

Tần số              104

Licensed?              104

Comments (chú giải )              104

Bảng 3.4 Các dich vụ , thiết bị sử dụng giá thành lắp đặt WiMAX cố định              106

Hình 3.7 THống kê sự tăng trưởng thị trường thuê bao WiMAX              107

3. 2. 5 Các ứng dụng cho truy nhập không dây băng rộng              107

Hình 3.5 Lớp ứng dụng WiMAX              108

Triển khai mạng mới              109

Các nước đang phát triển              109

1PAGE1Hình 3. 8PAGE1   Chuẩn IEEE 802. 16a tạo ra các giải pháPAGE1p đáp ứng được nhu cầu PAGE1đPAGE1aPAGE1PAGE1dPAGE1ạPAGE1nPAGE1gPAGE1PAGE1cPAGE1ủPAGE1aPAGE1PAGE1cPAGE1áPAGE1cPAGE1PAGE1kPAGE1hPAGE1úPAGE1cPAGE1PAGE1tPAGE1hPAGE1ịPAGE1PAGE1tPAGE1rPAGE1ưPAGE1ờPAGE1nPAGE1gPAGE1PAGE1tPAGE1rPAGE1uPAGE1yPAGE1PAGE1cPAGE1ậPAGE1pPAGE1PAGE1bPAGE1ăPAGE1nPAGE1gPAGE1PAGE1rPAGE1ộPAGE1nPAGE1gPAGE1PAGE1PAGE1PAGE1PAGE1PAGE1              110

SVTH : TRẦN QUỐC HOÀN            MS: 506102013                                                                     MS: 506102013