Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu về wimax, nhiễu và ảnh hưởng của nhiễu trong wimax

 án tt nghip
-1-
CÁC T VIT TT
AMC Adaptive Modulation and Code
ARQ Automatic Retransmission Request
ATM Network Asynchronous Transfer Mode
BPSK Binary Phase Shift Keying
BS Base Station
CI CRC Indicator
CID Connection Identifier
CPE Customer Premise Equipment
CPS Common Part Sublayer
CRC Cyclic Redundancy Checks
CS Centralized Scheduling
CSMA Carrier Sense Multiple Access
DES Data Encryption Standard
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
DL-MAP Downlink Map
DL-MAP Downlink Map
DSL Digital Subscriber Line
EC Encryption Control
EKS Encryption Key Sequence
FDD Frequency Division Multiplexing
FEC Forward Error Correction
FFT Fast Fourier Transformation
GMH Generic Mac Header
HCS Header Check Sequence
HT Header Type
IEEE Institute of Electrical anh Electronics Engineers
ITU International Telecommunication Union
IV Initialising Vectors

LEN Length
LOS Line Of Sight
MAC Media Access Control
 án tt nghip
-2-
MAC CPS Mac Common Part Sublayer
MAC CS Mac Service Specific Convergence Sublayer
MAC PDU MAC Protocol Data Unit
MSDU Mac Service Data Unit
NLOS Non Line Of Sight
nrtPS Non Real Time Polling Service
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
PDA Persional Digital Assitant
PDU Protocol Data Units
PHY Physical Layer
PMP Point MultiPoint
PS PHY Slots
16QAM 16-State Quadrature Amplitude Modulation
QoS Quality of Service
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
SC Single Carrier
SINR Signal-to -Interference-plus-Noise Ratio
SOFDMA Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing
SS Subscriber Station
SSCS Service-Specific Convergence Sublayer
TDD Time Division Duplexing
TDMA Time Division Multiple Access
UGS Unsolicited Grant Service
UL-MAP Uplink Map
VoIP Voice over IP

Wi-Fi Wireless Fidelity
WiLANs Wireless Local Area Networks
WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access
WirelessHUMAN Wireless HighSpeed Unlicensed Metropolitan Area Networks
WISPs Wireless Internet Providers
WMAN Wireless Metropolitan Area Network
 án tt nghip
-3-
U
***
Ngày nay nhu cu thông tin liên lc ca con ngi ngày càng cao, nht là i
i các thit b không dây tc  cao, bng thông rng nh n thoi không dây,
internet không dây  mi ngi có th liên lc vi nhau  mi lúc, mi ni và quan
trng hn là vic m rng dân trí cho ngi dân  các vùng xa xôi ho lánh trên t
c ta, ni mà c s h tng vin thông cha n c. Hin nay ã có rt nhiu h
thng mng không dây ra i nh là WiFi, bluetooth và mt trong só có tháp
ng c nhu cu trên là WiMax. Wimax ch yu cung cp dch v internet không dây
i giá thành r, tc  truyn cao kt ni n các thit bu cui trong mt khong
cách truyn ln.
Hin nay,  nc ta WiMAX ang c th nghim  tnh min núi nh: Lào
Cai,Cao Bng. Mc dù có nhng khó khn bc u, nhng em tin vi su túng
ng ca ng và nhà nc dành cho Wimax thì nó sc phát trin ra toàn quc.
Tuy nhiên, vic trin khai h thng còn gp nhiu khó khn do nhng nh
ng có tính truyn thng ca mng không dây. Vì vy, em ã chn  tài “Tìm hiu
 WiMAX, nhiu và nh hng ca nhiu trong WiMAX”. Trong  tài này, em i
sâu tìm hiu nhng k thut khc phc nhiu ca WiMAX mà  các th h trc cha
có c, nh hng ca kênh truyn n cht lng truyn tín hiu. Vi c s lý thuyt
này, em ã mô phng hai lnh vc trên bng ngôn ng Matlab.
 án gm có nm chng:
Chng1: Tng quan v k thut u ch OFDM.

Chng 2: Gii thiu v WiMAX.
 án tt nghip
-4-
Chng 3: nh hng ca nhiu trong WiMAX và các bin pháp khc phc.
Chng 4: nh hng ca kênh vô tuyn n truyn dn tín hiu.
Chng 5: Chng trình mô phng và hng phát trin  tài.
  hoàn thành  án này em xin chân thành cm n s giúp  tn tình ca thy
Nguyn Vn Tun và các thy cô giáo trong Khoa n T-Vin Thông H Bách
Khoa à Nng.
à Nng, tháng 6 nm 2008
Sinh viên
Phan Th Minh Huyn
 án tt nghip
-5-
Chng 1
NG QUAN V K THUT OFDM
1.1. Gii thiu chng
Wimax c phát trin da trên công ngh OFDM. Vì th trc khi i vào
Wimax, ta tìm hiu v nhng nguyên lý c bn ca k thut OFDM. Trong chng này
gii thích mt cách d hiu nht v s trc giao sóng mang theo tn s, tó a ra
nhng công thc tng quát  mô t k thut OFDM cng nh các su ch ca
 thut này.
1.2. Nguyên lý c bn ca OFDM[1]
Ý tng OFDM là truyn dn song song (ng thi) nhiu bng con chng ln
nhau trên cùng mt  rng bng tn cp phát a h thng. Vic xp chng ln các
ng tn con trên toàn b bng tn c cp phát dn n không nhng t c
hiu qu s dng ph tn cao mà còn có tác dng phân tán li cm khi truyn qua
kênh, nh tính phân tán li mà khi c kt hp vi các k thut mã hoá kênh kim
soát li hiu nng h thng c ci thin áng k. So vi h thng ghép kênh
phân chia theo tn s FDM truyn thng thì,  FDM cng truyn theo c ch song

song nhng các bng con không nhng không c phép chng ln nhau mà còn
phi dành khong bng tn bo v ( gim thiu  phc tp b lc thu) dn n
hiu qu s dng ph tn kém.
Hình 1.1. S trc giao ca các sóng mang
 án tt nghip
-6-
1.3. a sóng mang (Multicarrier)
u truyn tín hiu không phi bng mt sóng mang mà bng nhiu sóng mang,
i sóng mang ti mt phn d liu có ích và c tri u trên c bng thông thì khi
chu nh hng xu s ch có mt phn d liu có ích b mt, da trên c s d liu ca
các sóng mang khác có th khôi phc li d liu có ích.
HDo vy, khi dùng nhiu sóng mang có tc  bit thp, nhiu d liu gc s
c thu chính xác.  hi phc d liu ã mt, ngi ta dùng phng pháp sa li
FEC-Forward Error Correction.  máy thu mi sóng mang c tách ra khi dùng các
 lc thông thng và gii u ch. Tuy nhiên  không có can nhiu gia các sóng
mang (ICI) cn phi có khong bo v khi hiu qu ph kém.
Gii pháp khc phc vic hiu qu ph kém khi có khong bo v (GUARD
PERIOD) là gim khong cách các sóng mang và cho phép ph ca các sóng mang
nh nhau trùng lp nhau. S trùng lp này là c phép nu khong cách gia các
sóng mang c chn chính xác. Khong cách này c chn ng vi trng hp các
sóng mang trc giao vi nhau. ó là phng pháp ghép kênh theo tn s trc giao
(OFDM).
i
b
1
cos(2 )
ft
π
2
cos(2 )

ft
π
cos(2 )
N
ft
π
()
st
S/
S/
S/
P
P
P

cos(2 f
2
t)
cos(2 f
N
t)
S
/
P
cos(2 f
1
t)
b
i
S(t)

Hình 1.2. S to ra tín hiu OFDM
 án tt nghip
-7-
Cho ti nay da trên nhng thành tu ca công ngh mch tích hp, phng
pháp này ã c thc hin mt cách d dàng.
1.4. S trc giao (Orthogonal)
ORTHOGONAL ch ra rng có mt mi quan h toán hc chính xác gia các
n s ca các sóng mang trong h thng OFDM.
V mt toán hc, trc giao có ngha là các sóng mang c ly ra t nhóm trc
chun (Orthonomal basis) {{i(t)/i= 0,1…} có tính cht sau:
Trong toán hc, s hng trc giao có c t vic nghiên cu các vect. Theo
nh ngha, hai vectc gi là trc giao vi nhau khi chúng vuông góc vi nhau(to
nhau mt góc vuông 90) và tích ca 2 vect là bng 0. m chính ây là ý tng
nhân hai hàm s vi nhau, tng hp các tích và nhn c kt qu là 0.
. u này gi là tính trc giao ca dng sóng sin. Nó cho thy rng min là hai
ng sóng sin không có cùng tn s, thì tích phân ca chúng s bng không. Thông tin
này là m mu cht  hiu quá trình u ch OFDM.
Hình 1.3. FDM thông thng và OFDM
(1.1)
 án tt nghip
-8-
Hình 1.4. Tích ca hai vect trc giao bng 0
u chúng ta nhân và cng(tích phân) hai dng sóng sin có tn s khác
nhau. Ta nhn thy quá trình này ng bng 0.
y hai sóng sin khác tn s thì tích
phân ca chúng s bng không và ngc li. u này gi là tính trc giao ca dng
sóng sin. Hình 1.5 và 1.6
.
Vic gii u ch cht ch c thc hin k tip trong min tn s (digital
domain) bng cách nhân mt sóng mang c to ra trong máy thu n vi mt sóng

mang nhn c trong máy thu có cùng chính xác tn s và pha. Sau ó phép tích phân
c thc hin, tt c các sóng mang s v không ngoi tr sóng mang c nhân, nó
c dch lên trc x, c tách ra, hiu qu và giá tr symbol ca nó khi ó ã c
xác nh. Toàn b quá trình này c lp li khá nhanh chóng cho mi sóng mang, n
khi tt c các sóng mang ã c gii u ch.
Hình 1.6. Tích phân ca hai sóng sin
cùng tn s
Hình 1.5.Tích phân ca hai sóng sin
khác tn s
 án tt nghip
-9-
1.4.1. Mô t toán hc ca OFDM[1]
Trong toán hc, mi sóng mang c mô t nh mt sóng phc:
S
c
(t) = A
c
(t)e
j[ct + c(t)]
(1.2)
Tín hiu thc là phn thc ca Sc(t). C Ac(t) và c(t) (biên  và pha tng
ng ca sóng mang) có th thay i trên mi symbol bi symbol c bn.
Phng pháp u ch OFDM s dng rt nhiu sóng mang, vì vy tín hiu
phc Sc(t) c th hin bi công thc :
S
s
(t) =
∑
−
=

1
0
1
N
n
N
A
n
(t)e
j[nt + n(t)]
(1.3)
Trong ó : 
n
= 
o
+n
Tt nhiên, ây là mt tín hiu liên tc. Nu ta xem các dng sóng ca mi phn
 tín hiu trên mt chu k symbol thì các bin s Ac(t) và c(t) và nhn các giá tr c
nh mà các giá tr này ph thuc vào tn s ca sóng mang c thó, nh vy có th
vit li nh sau:
n(t)  n
An(t)  An
Nu tín hiu c ly mu vi tn s ly mu có giá tr là 1/T ( vi T là chu k
y mu), thì tín hiu hp thành c th hin bi công thc :
S
s
(kT) =
∑
−
=

1
0
1
N
n
N
A
n
e
j[(0 + n)kT + n]
(1.4)
 ây, chúng ta chia tín hiu thành N mu. Nó thun li  ly mu trong mt
chu k ca mt symbol d liu. Vì th có mi liên h : =NT
Nu bây gin gin biu thc trên mà không làm mt tính tng quát bng cách
cho 
o
= 0, thì tín hiu tr thành :
S
s
(kT) =
∑
−
=
1
0
1
N
n
N
A

n
e
n
e
j(n)kT
(1.5)
 án tt nghip
-10-
Tip theo ta có th so sánh biu thc này vi dng tng quát ca bin i Fourier
ngc:
g(kT) =
∑
−
=
1
0
1
N
n
N
G(
NT
n
) e
j2nk/N
(1.6)
Trong biu thc (1.5), hàm s A
n
e


ging nh nh ngha ca tín hiu trong
khong tn s ly mu và S
s
(kT) là mt biu din trong min thi gian.
Biu thc (1.5) và (1.6) là tng ng nu :
f=
NT
1
=
τ
1
 ây cng là u kin yêu cu cho tính trc giao. Do ó kt qu ca vic bo
toàn tính trc giao là tín hiu OFDM có thc xác nh bng cách bin i Fourier.
1.4.2. Trc giao min tn s
Cách khác  xem xét tính trc giao ca nhng tín hiu OFDM là xem ph ca
nó. Trong min tn s mi sóng mang th cp OFDM có áp tuyn tn s
sinc(sin(x)/x). Kt qu ca thi gian symbol tng ng vi nghch o ca khong
cách sóng mang. Dng sinc có 1 búp chính hp, vi nhiu búp biên có cng  gim
n theo tn s khi i ra khi tn s trung tâm. Mi ti ph có mt nh ti tn s trung
tâm và mt s giá tr null c t theo các l trng tn s bng khong cách sóng
mang. Bn cht trc giao ca vic truyn là kt qu ca nh ca mi ti ph tng ng
i Nulls ca các ti ph khác. Khi tín hiu này c phát hin nh s dng bin i
Fourier ri rc (DFT).
1.5. To và thu OFDM
Phn máy phát bin i d liu s cn truyn, ánh x vào biên  và pha ca các
i ph. Sau ó nó bin i biu din ph ca d liu vào trong min thi gian nh s
ng bin i fourier ri rc o (inverse Discrecte Fourier Transform). Bin i
nhanh Fourier o (Inverse Fast fourier Transform) thc hin cùng mt thut toán nh
 án tt nghip
-11-

IDTF, ngoi tr rng nó tính hiu qu hn nhiu và do vy nó c s dng trong tt
 các h thng thc t.  truyn tín hiu OFDM tín hiu min thi gian c tính
toán phách lên tn s cn thit. Máy thu thc hin thut toán ngc li vi máy phát.
Khi dch tín hiu RF xung bng c s x lý, sau ó s dng bin i Fourier nhanh
 phân tích tín hiu trong min tn s. Sau ó biên  và pha ca các ti phc
chn ra và c bin i ngc li thành d liu s.
1.6. u ch ti ph
 mi ln ti phc phân phi bit  truyn, chúng c ánh x vào biên 
và pha ca ti ph nh dùng su ch biu din bi vectng pha và vuông
pha. Hình 1.8 là ví d ca ánh xu ch ti ph. Nó ch ra chòm sao 16-QAM, ánh
 4 bit cho mi symbol. Mi kt hp ca d liu tng ng vi 1 vect duy nht c
ch ra nh mt m trên hình v. Mt s ln su ch là có sn, cho phép thay
i s bit c truyn trên mt sóng mang trên mi symbol
1.6.1. Các su ch
D liu sc truyn trong kt ni OFDM bng cách dùng su ch trên
i ti ph. Su ch là s ánh x các d liu vào chòm sao thc(ng pha) và
phc (vuông pha), c bit nh chòm sao IQ(inphase Quadrature). S bit có thc
truyn khi dùng mt symbol tng ng vi log
2
(M) vi M là s các m trong chòm
sao. Mi t d liu c ánh x vào mt v trí IQ duy nht trong chòm sao. Vect phc
Hình1.7. S khi ca thit bu cui OFDM
 án tt nghip
-12-
p thành I +Q tng ng vi biên 
22
QI + và pha argument (I+ Q) vi =
1−
.
Vic tng sm trong chòm sao không thay i di thông truyn, do vy vic dùng

u ch vi nhiu m chòm sao s cho phép ci thin hiu qu ph (hoc hiu
sut bng thông). Tuy nhiên sm trong gin  chòm sao càng ln bao nhiêu thì
vic gii quyt chúng  máy thu càng khó by nhiêu. ó là vì khi ó các v trí IQ c
t càng gn nhau nên ch cn mt giá tr nh nhiu là có th gây ra li truy
n.
1.6.2. Mã GRAY
Gin  IQ cho su ch ch ra vect truyn cho tt c các liên hp t d
liu. Mi liên hp t d liu phi c phân phi mt vect IQ duy nht. Mã Gray là
t phng pháp cho s phân phi này, sao cho các m cnh nhau trong vòm sao ch
khác nhau mt bit n. Mã này giúp gim thiu t l li bit . Mã Gray có thc s
ng cho tt c các su ch PSK(BPSK,QPSK, ) và QAM(16QAM, 64QAM,
256QAM ).
ng 1.1. Mã Gray
 án tt nghip
-13-
Hình1.8. Gin  IQ ca 16QAM khi dùng mã Gray
1.7. Khong bo v (GUARD PERIOD)
Ta thy  hình trên, phn ISI ca vic truyn tín hiu OFDM có th b sai do
u kin ca quá trình x lý tín hiu, bi vì máy thu không nhn c thông tin ca
symbol c truyn tip theo. u ó có ngha là máy thu cn mt khong thi gian
có  dài xác nh bng thi gian symbol có ích  có th xác nh c symbol
OFDM. Khong thi gian này gi là orthogonality Interval.
Có th gim nh hng ISI ti tín hiu OFDM bng cách thêm vào các khong
o v trc ca mi symbol. Khong bo v này là bn copy tun hoàn theo chu k,
làm m rng chiu dài ca dng sóng symbol. Nó c to ra bng cách ly phn cui
a symbol OFDM  a vào phn u. Do vy vic a vào các bn copy ca
symbol ni uôi nhau to thành mt tín hiu liên tc, không có s gián n  ch ni.
Nh vy vic sao chép u cui ca symbol ã to ra mt khong thi gian symbol dài
n và gii u ch nó mà không có li.
Hình 1.10.Chèn khong thi gian bo v cho mi ký hiu OFDM

 án tt nghip
-14-
1.8. Bo v chng li ISI
Trong tín hiu OFDM biên  và pha ca ti ph phi c duy trì không i
trong chu k symbol  bo m tính trc giao cho mi sóng mang. Nu chúng b thay
i có ngha là dng ph ca các ti ph s không có dng sinc úng và nh vy m
không null s không úng, dn n can nhiu gia các sóng mang ICI(inter-Carrier
Interference).  biên ca symbol biên  và pha thay i ti giá tr mi cn thit cho
symbol d liu tip theo. Trong môi trng multipath ISI gây ra s tri rng nng
ng gia các symbol, dn n s thay i nhanh biên , pha ca ti phm u
symbol. Nó dn n s m rng  tr ca kênh vô tuyn.Vic a vào các khong bo
 cho phép có thi gian  phn tín hiu thay i nhanh này b suy hao. Tr li trng
thái ban u, do vy FFT c ly t trng thái úng ca symbol. u này loi bnh
ng ca ISI.  khc phc ISI thì khong bo v phi dài hn s m rng  tr ca
kênh vô tuyn.
Hình 1.11. Chc nng ca khong bo v chng li ISI
 án tt nghip
-15-
1.9.  dch Doppler
Do khong cách gia ni phát và thu có s thay i nên to ra  dch Doppler
(vì khong cách gia ni phát và thu thay i theo thi gian).  dch Doppler gây ra
 thay i tn s ca tín hiu. Khi gim khong cách gia ni phát và thu làm tng tn
, và khi tng khong cách s làm gim tn s.
Vi h thng OFDM,  dch Doppler gây ra s thay i v trí sóng mang, có
ngha là sóng mang s dch chuyn xung tn s thp hn khi khong cách gia ni
phát và thu tng và ngc li.
1.10. Kt lun chng
Qua nhng hiu bit v OFDM  trên, nó s là c s ta có th tìm hiu sâu
n v chun 802.16 OFDM ca WIMAX. Tó, có th rút ra các kt lun nh sau:
-  khc phc hin tng không bng phng ca áp tuyn kênh cn dùng

nhiu sóng mang, mi sóng mang ch chim mt phn nh bng thông, do vy bnh
ng không ln ca áp tuyn kênh n d liu nói chung.
- S sóng mang càng nhiu càng tt nhng cn phi có khong bo v tránh
can nhiu gia các sóng mang. Tuy nhiên  tn dng tt nht thì dùng các sóng trc
giao, khi ó các sóng mang có th trùng lp nhau mà vn không gây can nhiu.
 án tt nghip
-16-
CHNG 2
GII THIU V WIMAX
2.1. Gii thiu chng
Chng này gii thiu v WiMax, lch s phát trin ca chun IEEE 802.16,
u trúc và các thông s k thut ca chun 802.16 OFDM, 802.16-2004 OFDMA ,
802.16e cng nh tìm hiu mt cách khái quát v lp MAC và lp PHY. Qua ó, giúp
ngi c hiu c nhng u m và nhc m ca Wimax so vi các th h
trc.
2.2. Khái nim v WiMax[2]
WiMax là mt mng không dây bng thông rng vit tt là Worldwide
Interoperability for Microwave Access. WiMax c thit k da vào tiêu chun IEEE
802.16. WiMax ã gii quyt tt nht nhng vn  khó khn trong vic qun lý u
cui.
WiMax s dng k thut sóng vô tuyn  kt ni các máy tính trong mng
Internet thay vì dùng dây  kt ni nh DSL hay cáp, modem. Trong Wimax, ngi
 dng có th s dng trong phm vi t 3 n 5 dm so vi trm ch (BS) nu thit
p mt ng dn công ngh NLOS (Non-Line-Of-Sight) vi tc  truyn d liu rt
cao là 75Mbps. Còn nu ngi s dng trong phm vi ln hn 30 dm so vi trm ch
(BS) thì s có anten s dng công ngh LOS (Line-Of-Sight) vi tc  truyn d liu
n bng 280Mbps.
u so vi Wimax thì WiLANs (Wireless Local Area Networks) cng là mng
không dây kt ni các thit b trong mt phm vi hp hn so WiMax nh là mt vn
phòng hay mt gia ình. Các thit b theo chun 802.11b s cung cp tc  11Mbps và

các thit b theo chun 802.11g s cung cp tc  54Mbps.
ng 2.1. So sánh gia WiLANs và WiMAX
 án tt nghip
-17-
Technology Primary use Data rates
WiMAX 802.16 External 75 – 250 Mbps
WiLAN 802.11g Internal Up to 54Mbps
WiLAN 802.11b Internal Up to 11Mbps
ng trên cho ta thy WiMax có tc  truyn d liu ln hn so vi WiLANs.
Chính u này ã làm cho WiMax tr nên u m hn so vi mng không dây khác.
Hình 2.1. S hot ng ca mng WiMax.
 án tt nghip
-18-
2.3. Khái nim v IEEE 802.16[8]
 tiêu chun, WiMax là mt b tiêu chun da trên h tiêu chun 802.16 ca
IEEE nhng hp hn và tp trung vào mt s cu hình nht nh. Hin có 2 chun ca
WiMax là 802.16-2004, 802.16-2005.
- Chun 802.16-2004 (trc ó là 802.16 REVd) c IEEE a ra tháng 7 nm
2004. Tiêu chun này s dng phng thc u ch OFDM và có th cung cp các
ch v cnh, nomadic (ngi s dng có th di chuyn nhng cnh trong lúc kt
i) theo tm nhìn thng (LOS) và không theo tm nhìn thng (NLOS).
- Chun 802.16-2005 (hay 802.16e) c thông qua IEEE tháng 12/2005. Tiêu
chun này s dng phng thc u ch SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency
Division Multiplexing), cho phép thc hin các chc nng chuyn vùng(handover) và
chuyn mng(roaming) nên có th cung cp ng thi dch v cnh, nomadic, mang
xách c (ngi s dng có th di chuyn vi tc i b), di ng hn ch và di
ng.
IEEE 802.16 s dng ghép kênh phân chia theo tn s trc giao OFDM nh là
phng pháp truyn cho kt ni NLOS. WiMax có bng thông không phi là mt hng
 mà thay i t 1.25MHz n 28MHz. Trong chun IEEE 802.16-2004, mt khác

bit có th nhn thy c gia hai phng pháp: OFDM và OFDMA. Lch s phát
trin ca các loi chun IEEE 802.16 c cho trong hình sau. (Hình 2.2)
 án tt nghip
-19-
2.4. Gii thiu chun 802.16 OFDM
802.16 s dng k thut truy cp OFDM mà ã c s dng trong các h
thng khác nh 802.11a. Nhng c m mi chính trong lp PHY - quan h vi
802.11a là: s sóng mang FFT dài hn ( t 64-FFT n 256-FFT); thay i c bng
thông kênh và tn s ly mu, và thay i c t s ca hai giá tr này; nhiu ngi s
ng c vi mt Tx burst; loi u ch có th thay i theo thi gian trong khung;
n thay cho hai giá tr khong bo v cn thit.
2.4.1. Chc nng phân kênh (Subchannelization)[2]
WIMAX c thit k vn hành nh là mt mng c s h tng, và s phân
chia tài nguyên này cng là mt vn  quan trng.
Vi WIMAX ( OFDM và OFDMA), Subchannelization cho phép ta nhóm hoàn
toàn mt s các sóng mang OFDM thành các block và phân cho mi block thành các
segment khác nhau ca trm BS. Nhng block c tri ra trên hoàn toàn vùng tn s
và gm mt s các sóng mang liên tip nhau. Subchannel index u khin s dng
nhng Block khác nhau trên toàn b ph.
Hình 2.2. T 802.11b ti 802.16e
 án tt nghip
-20-
S sóng mang d liu hoàn tt (192) có th c chia thành 2, 4, 8 hoc 16
Subchannel. Tt c các sóng mang c tri trên 4 vùng " regions" khác nhau ca vùng
n s.
Nu bn Subchannel c s dng nh ví d di ây, s có 16/4 = 4
subchannel khác nhau và 192/4 = 48 sóng mang trên subchannel, mà c chia trên 4
"region" khác nhau, vì vy có th coi 48/4 = 12 sóng mang liên tip / subchannel block.
2.4.2. Cu trúc khung
Mt khung c chia thành các khung nh DL và UL. Nhng khung nh DL và

UL c bt u vi ô preamble (cho bit gii hn s sóng mang ca symbol)  tìm
i thông tin v kênh truyn và cho phép máy thu tìm li áp ng kênh. Ô FCH và DL
MAP cha thông tin v ni dung khung (v trí và kiu u ch ca mi burst) và c
u ch - BPSK. (hình 2.4)
2.5. Chun 802.16-2004 OFDMA
2.5.1. Gii thiu chung
OFDMA m rng chc nng ca OFDM bng cách thêm vào c m a truy
p trong min tn s. u này có ngha là bng thông c chia thành các khe cho
ngi s dng trong min thi gian và min tn s.
Hình 2.3 Subchannelization vi 4 kênh s dng
 án tt nghip
-21-
m khác vi chun FDMA là các sóng mang OFDMA cho các user khác nhau
là rt gn vi nhau và cho phép các sóng mang vt lý có th thay i t symbol này n
symbol khác.
Nh vy tht là khó khn  thit k mt máy thu vi khong cách sóng mang
(subcarrier) thay i; các nhà sn xut thì nghiên cu  thc hin các s kt ni ca
ng thông h thng và kích thc FFT a ra khong cách sóng mang cnh.
Bng di ây a ra s thit lp hp lý cho các bng thông h thng và kích c
FFT khác nhau.
Hình 2.4. Cu trúc khung 802.16 OFDM
Hình 2.5. S so sánh OFDM và OFDMA
 án tt nghip
-22-
ng 2.2. Tham s vt lý ca OFDMA
2.5.2. Tng quát v khung (Frame)
Hình v di ây gii thiu mt cách khái quát v khung OFDMA.
2.5.3. Các phn trong khung (Frame Parts)
UL và DL c tách ra bi các khe h: transmit transition gap(TTG) sau khung
con DL và receive transition gap(RTG) sau khung con UL.

Hình 2.6. Cu trúc khung OFDMA
 án tt nghip
-23-
Trong DL có 4 thành phn mà nó mang thông tin cho phép máy thu gii u
ch tín hiu : preamble, FCH, DL-MAP và UL-MAP.
Bn thành phn này trong cu trúc 802.16-2004 c s dng cho vic truyn
thêm thông tin tín hiu cn thit trong tín hiu OFDMA.
2.5.3.1. Preamble
Ô preamble là ô bt u ca mi khung downlink. Nó bao gm các sóng mang
u ch-BPSK và có  dài 1 symbol OFDMA. Preamble c sng vào mc ích
ng b hóa
2.5.3.2. FCH
Frame control header(FCH) i theo sau mòa u. Nó cung cp thong tin cu
hình khung, chng hn nh s  mã hóa và  dài bn tin MAP và kênh con kh
ng.
2.5.3.3. DL-MAP /UL-MAP
Cung cp các thông tin gán kênh con và các thông tin u khin khác tng
ng cho các khung con DL và UL.
2.6. Chun 802.16e
802.16e là s phát trin cao hn ca 802.16-2004. Chun này bao gm tt c các
c m ca 802.16-2004 và thêm mt s chc nng khác.
ng 2.3. So sánh các loi giao din ca lp PHY
 án tt nghip
-24-
u ht các c m c thêm vào lp cao hn( c bit là lp MAC và mt sc
m nh là roaming), nhng cng có nhng thay i  lp vt lý:
- S thay i quan trng là 802.16e không ch cung cp size FFT 2048 mà còn
thêm các size FFT khác(1024,512, và 128).
- Tt c các thông s khác (N
used

, s subchannel ) s thay i theo kích thc
FFT.
- S nhóm subchannel b gim i 3( s 0 ,2, và 4) cho size FFT 128 và 512.
- Ni dung FCH c thu ngn li i vi size FFT 128.
- H s ly mu 86/75,144/125, 316/275 và 57/50 ã thay bi 28/25.
2.7. Lp MAC và lp PHY trong WIMAX
2.7.1. Gii thiu chung
SC SCa OFDM OFDMA
Frequency 10-66GHz 2-11GHz 2-11GHz 2-11GHz
Modulation
QPSK,
16QAM,
64QAM
BPSK,
QPSK,
16QAM,
64QAM,
256QAM
QPSK,
16QAM,
64QAM
QPSK,
16QAM,
64QAM
No of
subcarriers
N/A
N/A 256 2048
Duplexing TDD,FDD TDD,FDD TDD,FDD TDD,FDD
Channel

Bandwidth
28MHz
1.75-20MHz
1.75-20MHz 1.75-20MHz
 án tt nghip
-25-
Mô hình ca chun IEEE 802.16 có 3 phn : khi ngi dùng (user), khi u khin
(control), khi qun lý (managerment) nh trong hình 2.7.
Tiêu chun IEEE 802.16-2004 liên quan n khi ngi dùng và khi u
khin. Nó nh ngha hai lp trong các khi này: lp MAC (Medium Access Control
Layer), lp vt lý PHY(Physical Layer). Lp MAC gm có 3 lp con: CS
(Service-Specific Convergence Sublayer), MAC CPS (MAC Common Part
Sublayer) và lp con bo mt (Security Sublayer). CS cung cp nhng áp ng c
yêu cu cho quá trình lu thông lp. MAC CPS gii quyt vn  truyn tin không dây
ng thông rng. Lp bo mt cung cp bo mt vin thông v mt riêng t, thông tin
quc gia, bn quyn ca cá nhân.
i lp MAC, là lp vt lý PHY, nó cung cp kh nng truyn ti mnh và
thích nghi vi môi trng không dây. Lp PHY s dng 5 loi giao din:
• WirelessMAN-SC
TM
(Line of Sight - LOS).
• WirelessMAN-SCa
TM
(Non Line of Sight - NLOS).
Hình 2.7. Khi giao thc