nghiên cứu, tìm hiểu wimax và các vấn đề an toàn thông tin của wimax

Đồ án tốt nghiệp
Mục lục
Mục lục 1
Lời Nói Đầu 4
CHƯƠNG I: 6
TổNG QUAN Về WIMAX 6
1.1. Lịch sử Wimax 6
1.2. Khái niệm Wimax 7
1.3. Băng tần hoạt động và chuẩn công nghệ của Wimax 7
1.3.1. Băng tần hoạt động 7
1.3.2. Chuẩn công nghệ Wimax 10
Chơng ii : 13
Đặc điểm kỹ thuật của WiMAx di động 13
2.1. Tóm lợc 13
2.2. Lớp vật lý PHY(physical) 14
2.2.1. Cở sở OFDM 14
2.2.2. Cấu trúc symbol OFDMA và kênh con hoá 15
2.2.3. Scalable OFDMA 18
2.3.4. Cấu trúc khung TDD 18
2.2.5. Các đặc tính lớp PHY cao cấp khác 20
2.3. Lớp kiểm soát truy nhập MAC (Media Access Control) 22
2.3.1. Các khía cạnh lớp kiểm soát truy nhập MAC 22
2.3.2. Hỗ trợ chất lợng dịch vụ (QoS) 23
2.3.3. Dịch vụ lập lịch trình MAC (Media Access Control) 25
2.3.4. Quản lý tài nguyên 26
2.3.4.1. Quản lý di động 26
2.3.4.2. Quản lý nguồn năng lợng 26
2.3.4.3. Chuyển giao 26
2.3.5. Các đặc tính cao cấp hỗ trợ khá năng di động 28
2.3.5.1. Công nghệ Anten thông minh 28
2.3.5.2. Sử dụng lại tần số 30

2.3.6. Tính toán hiệu suất hệ thống di động Wimax 34
2.3.6.1. Các thông số hệ thống di động Wimax 34
1
Đồ án tốt nghiệp
2.3.6.2. Quỹ đờng truyền WiMAX di động 39
2.3.6.3. Độ tin cậy và mào đầu của MAP trong WiMAX di động 39
2.3.6.4. Hiệu suất hệ thống WiMAX 42
2.3.7. Kiến trúc WiMAX đầu cuối (end-to-end) và ứng dụng 45
2.3.7.1. Kiến trúc WiMAX đầu cuối (end-to-end) 45
2.3.7.2. Hỗ trợ dịch vụ và ứng dụng: 46
2.3.8. Tính mềm dẻo, khả năng mở rộng, phủ sóng 47
2.3.8.1. Liên mạng và chuyển vùng (roaming) 47
2.3.8.2. Khá năng di động và chuyển giao 51
2.3.8.3. Khả năng mở rộng, và lựa chọn của nhà khai thác 51
2.4. Kết chơng 53
Chơng IIi: 54
Vấn đề an toàn thông tin của wimax 54
3.1. Tóm lợc 54
3.2. Kỹ thuật an toàn thông tin quy định trong wimax 55
3.2.1. Khái quát quy trình an toàn thông tin cho IEEE 802.16 55
3.2.2. Liên kết bảo mật (Security Association) 60
3.2.3. Chứng thực (Authentication) 65
3.2.3.1. Hash Message Authentication Code(HMAC): 65
3.2.3.2. Chứng chỉ nhận thực X.509: 66
3.2.3.3. Giao thức chứng thực mở EAP 66
3.2.4. Quản lý riêng t và hệ thống giải mã PKM 67
3.2.4.1. Xác thực và trao đổi AK: 67
3.2.4.2. Trao đổi TEK: 68
3.2.5. Mã hóa dữ liệu(Data Encryption): 70
3.2.5.1. DES (Data Encryption Standard) 70

3.2.5.2. AES (Advanced Encryption Standard) 71
3.2.5.3. Thuật toán mật mã hóa khóa công khai (RSA) 75
3.2.6. Giao thức quản lý khóa phiên bản 2-PKMv2: 75
3.2.6.1. PKMv2 quản lý khóa dựa trên RSA: 78
3.2.6.2. Xác thực PKMv2 dựa vào EAP: 79
3.2.6.3. Chi tiết về PKMV2 dùng trong IEEE802.16e dựa vào EAP. .83
3.3. Các điểm yếu ATTT của wimax và phơng pháp khắc phục 85
3.3.1. Nguy cơ bị tấn công ở lớp lớp vật lý (PHY) 86
2
Đồ án tốt nghiệp
3.3.1.1. Phơng thức tấn công Jamming (tấn công kiểu chèn ép) 86
3.3.1.2. Phơng thức tấn công Scrambling 86
3.3.2. Điểm yếu của lớp con bảo mật 86
3.3.3. Điểm yếu quá trình nhận thực qua lại 87
3.3.4. Nguy cơ mất an toàn dữ liệu 88
3.3.5. Lổ hỏng an ninh trong việc quản lý khóa 89
3.3.6. Các điểm yếu an toàn khác 89
Kết luận 90
Bảng ký hiệu viết tắt 92
Danh mục hình ảnh 95
Danh mục bảng 96
Tài liệu tham khảo 97
3
Đồ án tốt nghiệp
Lời Nói Đầu
Viễn thông nói chung và công nghệ thông tin nói riêng đã có những bớc
tiến dài cơ bản, các thế hệ mạng liên tục đợc xây dựng và phát triển. Thực tế
đã chứng minh đây là yếu tố quan trọng hàng đầu thúc đẩy nền kinh tế phát
triển với những xu thế toàn cầu hoá đầy thời cơ, thách thức với mỗi quốc gia
và các đặc khu kinh tế Vì thế ngày nay, vấn đề xây dựng một hệ thống cơ sở

hạ tầng viễn thông, công nghệ thông tin tiết kiệm về sức ngời, sức của, hơn
nữa an toàn trong vận hành và khai thác phục vụ các chiến lợc an ninh quốc
phòng, phát triển kinh tế là u tiên hàng đầu của mỗi quốc gia.
Việc nghiên cứu WiMAX cũng không nằm ngoài mục đích đa ra một
thế hệ mạng mới có thế thay thế các công nghệ trớc đó nh xDSL, Wi-Fi, 2G,
3G, Nhằm đa internet băng thông rộng đến với tất cả mọi ngời trên thế giới
kể cả những vùng xa xôi heo lánh địa hình phức tạp. Bên cạnh đó không làm
mất đi mỹ quan của đô thị, tránh và giảm thiểu các thiệt hại đáng tiếc do thiên
tai gây ra.
Giá trị lớn nhất khi nghiên cứu WiMAX chính là: Nghiên cứu một thế
hệ mạng bền vững cho tơng lai, đảm bảo tính An toàn thông tin. Một thế
hệ mạng mới thay thế, hay bổ sung khắc phục các điểm yếu mà những thế hệ
mạng trớc đó để lại. Nhằm xây dựng một cơ sở hạ tầng xanh, chiến lợc,
đáp ứng đợc các nhu cầu dài hạn về lĩnh vực thông tin viễn thông nói chung và
công nghệ thông tin nói riêng.
Vì vậy việc chọn đồ án tốt nghiệp là đề tài: Nghiên cứu, tìm hiểu
WiMAX và các vấn đề an toàn thông tin của WiMAX mang ỷ nghĩa thực
tiến rất cao. Trong khuôn khổ của đồ án đã tìm hiểu kiến thức cơ bản về trúc
của mạng WiMAX và từ đó đi sâu nghiên cứu các cơ chế bảo mật mà
WiMAX đa ra cũng nh các lỗ hỏng an ninh và phơng pháp khắc phục giảm
thiếu các cuộc tấn công có thế xẩy ra đối với WiMAX, cụ thể bổ cục nh sau.
Bổ cục của đồ án bao gồm 3 chơng:
Chơng I : Tổng quan về WiMAX
Tìm hiểu sơ lợc về WiMAX. Từ lịch sử phát triển, khái niệm, đến băng
tần hoạt động và những thách thức.
Chơng II : Đặc điểm về kỹ thuật của WiMAX di động
4
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu, đánh giá chi tiết, rõ ràng các đặc điểm kỹ thuật của
WiMAX di động. Sở dĩ nghiên cứu WiMAX di động mà không phải là

WiMAX bởi vì. Hiện nay nói đến WiMAX là ngời ta nghĩ đến IEEE 802.16e,
nó bao hàm các đặc điểm của WiMAX cố định (802.16d) trở về trớc và hỗ
trợ thêm rất nhiều tính năng u việt trong phạm vi phủ sóng cũng nh khả năng
bảo mật.
Chơng III : Vấn đề an toàn thông tin của WiMAX
Trình bày các nội dung an toàn mà IEEE802.16 quy định trong quá
trình xây dựng và phát triển, qua đó nghiên cứu, đánh giá các điểm yếu, các
nguy cơ mất An toàn thông tin của WiMAX và phơng pháp khắc phục, giảm
thiếu các thiệt hại khi WiMAX bị tấn công.
Đồ án Nghiên cứu, tìm hiểu WiMAX và các vấn đề an toàn thông
tin của WiMAX đợc trình bày mạch lạc, logic theo tuần tự từ kiến thức cơ
bản đến nâng cao, đó là một quá trình nghiên cứu khoa học mang tính ứng
dụng cao. Để rõ em xin trình bày chi tiết nội dung.
5
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I:
TổNG QUAN Về WIMAX
1.1. Lịch sử Wimax
Nhóm công tác IEEE 802.16 của Viện nghiên cứu của các kỹ s điện tử
Hoa Kỳ là nhóm đầu tiên chịu trách nhiệm phát triển chuẩn 802.16 bao gồm
giao diện vô tuyến cho truy nhập không dây băng rộng. Hoạt động của nhóm
khởi đầu trong một cuộc họp vào 08/1998. Ban đầu nhóm tập trung vào việc
phát triển các chuẩn và giao diện vô tuyến cho băng tần 10-60GHz. Sau đó dự
án sửa đổi dẫn đến việc tán thành chuẩn IEEE 802.16a tập trung vào băng tần
2-11GHz. Các chi tiết kĩ thuật giao diện vô tuyến 802.16a đợc phê chuẩn cuối
cùng vào 01/2003.
ETSI đã tạo ra chuẩn MAN không dây cho băng tần 2-11GHz vào
10/2003 còn đợc gọi là HiperMAN . Chuẩn HiperMAN về cơ bản là theo sự h-
ớng dẫn 802.16. Chuẩn HiperMAN cung cấp việc truyền thông cho mạng
không dây trong các băng tần 2-11GHz ở Châu Âu. Nhóm làm việc

HiperMAN tận dụng lợc đồ điều chế OFDM FFT 256 điểm. Đó là một trong
những lợc đồ điều chế đợc định nghĩa trong chuẩn IEEE 802.16a.
Wimax Forum giữ vai trò liên minh tơng tự nh sự liên minh Wi-Fi trong
WLAN, hỗ trợ phát triển các sản phẩm MAN vô tuyến dựa trên các chuẩn
của Viện nghiên cứu của các kĩ s điện và điện tử (IEEE) và viện nghiên cứu
các chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI). Wimax Forum tin rằng một chuẩn
chung cho truy nhập vô tuyến băng rộng (BWA) sẽ làm giảm chi phí thiết bị
và thúc đẩy việc cải thiện hiệu năng. Bên cạnh đó, các nhà khai thác BWA sẽ
không bị ràng buộc với một nhà cung cấp thiết bị duy nhất. Do các trạm gốc
(BS) sẽ tơng thích với thiết bị truyền thông cá nhân CPE của nhiều nhà cung
cấp. Wimax Forum ban đầu tập trung vào truyền thông cố định cho dải tần 10-
66GHz, việc mở rộng quy mô lớn bắt đầu vào 01/2003 và chuyển sang cả lĩnh
vực di động. Wimax dựa trên cơ sở tơng thích toàn cầu đợc kết hợp bởi các
chuẩn IEEE 802.16-2004 và IEEE 802.16e của IEEE và ETSI HiperMAN của
ETSI. Trong đó IEEE 802.16-2004 cho cố định và IEEE 802.16e cho dữ liệu
di động tốc độ cao.
6
Đồ án tốt nghiệp
1.2. Khái niệm Wimax
Wimax là khả năng khai thác liên mạng toàn cầu đối với truy nhập vi ba
(Worldwide Interoperability for Microwave Access). Là một công nghệ không
dây dựa trên chuẩn 802.16 cung cấp các kết nối băng rộng thông lợng cao
qua khoảng cách xa. Công nghệ Wimax bao gồm các sóng vi ba để truyền dữ
liệu không dây. Wimax đợc dùng cho một số ứng dụng nh kết nối băng rộng
đầu cuối, các hotspot và các kết nối tốc độ cao cho các khách hàng kinh
doanh. Nó cung cấp kết nối mạng vùng thành thị không dây MAN với tốc độ
lên tới 70Mbps và các trạm gốc Wimax trung bình có thể bao phủ từ 5 đến
10km.
Các chuẩn cố định và di động đều đợc sử dụng trong cả băng tần cấp
phép và không cấp phép. Tuy nhiên miền tần số cho chuẩn cố định là 2-

11GHz trong khi chuẩn di động là dới 6GHz. Wimax hỗ trợ cả tầm nhìn thẳng
LOS ở phạm vi lên đến 50km và ở tầm nhìn không thẳng NLOS khoảng từ 6-
10km cho thiết bị truyền thông cá nhân với các CPE cố định. Tốc độ dữ liệu
đỉnh cho chuẩn cố định sẽ hỗ trợ lên đến 70Mbps mỗi thuê bao, trong phổ
20MHz nhng tốc độ dữ liệu tiêu chuẩn sẽ hơn 20-30Mbps. Các ứng dụng di
động sẽ cũng đợc hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh 30Mbps mỗi thuê bao trong phổ
10MHz, tốc độ tiêu chuẩn 3-5Mbps. Các trạm gốc sẽ hỗ trợ 280Mbps để đáp
ứng nhu cầu của hàng ngàn ngời sử dụng cùng một lúc.
1.3. Băng tần hoạt động và chuẩn công nghệ của Wimax
1.3.1. Băng tần hoạt động
Các băng đợc WiMax Forum tập trung xem xét và vận động cơ quan
quản lý tần số các nớc phân bổ cho WiMax là: 3600-3800MHz, 3400-
3600MHz (băng 3.5GHz), 3300-3400MHz (băng 3.3GHz), 2500-2690MHz
(băng 2.5GHz), 2300-2400MHz (băng 2.3GHz), 5725-5850MHz (băng
5.8GHz) và băng 700-800MHz (dới 1GHz).
Băng tần 3400-3600MHz (băng tần 3.5GHz)
Băng tần 3.5Ghz là băng tần đó đợc nhiều nớc phân bổ cho hệ thống
truy cập không dây cố định (Fixed Wireless Access - FWA) hoặc cho hệ
thống truy cập không dây băng rộng (WBA). WiMax cũng đợc xem là một
7
Đồ án tốt nghiệp
công nghệ WBA nên có thể sử dụng băng tần này cho WiMax. Vì vậy,
WiMax Forum đó thống nhất lựa chọn băng tần này cho WiMax.
Các hệ thống WiMax ở băng tần này sử dụng chuẩn 802.16-2004 để
cung cấp các ứng dụng cố định và nomadic, độ rộng phân kênh là 3.5MHz
hoặc 7MHz, chế độ song công TDD hoặc FDD.
Một số nớc quy định băng tần này chỉ dành cho các hệ thống cung cấp
các dịch vụ cố định, không có ứng dụng nomadic, nên để triển khai đ-
ợcWiMax cần thiết phải sửa đổi lại quy định này. Đối với Việt Nam, do băng
tần này đợc u tiên dành cho hệ thống vệ tinh Vinasat nên hiện tại không thể

triển khai cho WiMax.
Băng 3600-3800MHz
Băng 3600-3800MHz đợc một số nớc châu Âu xem xét để cấp cho
WBA. Tuy nhiên, do một phần băng tần này (từ 3.7-3.8GHz) đang đợc nhiều
hệ thống vệ tinh viễn thông sử dụng (đờng xuống băng C), đặc biệt là ở khu
vực châu á, nên ít khả năng băng tần này sẽ đợc chấp nhận choWiMax ở châu
á.
Băng 3300-3400MHz (băng 3.3 GHz)
Băng tần này đó đợc phân bổ ở ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam Chuẩn
WiMax áp dụng ở băng tần này tơng tự nh với băng 3.5GHz, đó là WiMax cố
định, chế độ song công FDD hoặc TDD, độ rộng kênh 3.5MHz hoặc 7MHz.
Băng 2500-2690MHz (băng 2.5 GHz)
Băng tần này là băng tần đợc WiMax Forum u tiên lựa chọn cho
WiMax di động theo chuẩn 802.16-2005. So với các băng trên 3GHz điều kiện
truyền sóng của băng tần này thích hợp cho các ứng dụng di động. Băng tần
này hiện đợc nhiều nớc cho phép sử dụng WBA bao gồm cả WiMax. WiMax
ở băng tần này có độ rộng kênh là 5MHz, chế độ song công TDD, FDD.
Băng 2300-2400MHz (băng 2.3 GHz)
Băng 2.3GHz cũng có đặc tính truyền sóng tơng tự nh băng 2.5GHz
Hiện có một số nớc phân bổ băng tần này cho WBA nh Hàn Quốc (triển khai
WiBro), úc, Mỹ, Canada, Singapore. Singapore đã cho đấu thầu 10 khối 5MHz
trong dải 2300-2350MHz để sử dụng cho WBA với các điều kiện tơng tự nh
với băng 2.5GHz. úc chia băng tần này thành các khối 7MHz, không qui định
cụ thể về công nghệ hay độ rộng kênh, u tiên cho ứng dụng cố định. Mỹ chia
8
Đồ án tốt nghiệp
thành 5 khối 10MHz, không qui định cụ thể về độ rộng kênh, cho phép triển
khai cảTDD và FDD.
Đối với Việt Nam, đây cũng là một băng tần đã và đang đợc sử dụng để
triển khai WBA/WiMax.

Băng 5725-5850MHz (băng 5.8 GHz)
Băng tần này đợc WiMax Forum quan tâm vì đây là băng tần đợc nhiều
nớc cho phép sử dụng không cần cấp phép và với công suất tới cao hơn so với
các đoạn băng tần khác trong dải 5GHz (5125-5250MHz, 5250-5350MHz),
vốn thờng đợc sử dụng cho các ứng dụng trong nhà. Theo WiMax Forum thì
băng tần này thích hợp để triển khai WiMax cố định, độ rộng phân kênh là
10MHz, phơng thức song công đợc sử dụng là TDD, không có FDD.
Băng tần dới 1GHz
Với các tần số càng thấp, sóng vô tuyến truyền lan càng xa, số trạm gốc
cần sử dụng càng ít, tức mức đầu t cho hệ thống thấp đi. Vì vậy,WiMax
Forum cũng đang xem xét khả năng sử dụng các băng tần dới 1GHz, đặc biệt
là băng 700-800MHz.
Hiện nay, một số nớc đang thực hiện việc chuyển đổi từ truyền hình t-
ơng tự sang truyền hình số, nên sẽ giải phúng đợc một phần phổ tần sử dụng
cho WBA/WiMax. Ví dụ, Mỹ đó cấp đoạn băng tần 699-741MHz trớc đây
dùng cho kênh 52-59 UHF truyền hình và xem xét cấp tiếp băng 747-801MHz
(kênh 60-69 UHF truyền hình).
Với Việt Nam, do đặc điểm có rất nhiều đài truyền hình địa phơng nên
các kênh trong giải 470-806MHz dành cho truyền hình đợc sử dụng dày đặc
cho các hệ thống truyền hình tơng tự. Hiện cha có lộ trình cụ thể nào để
chuyển đổi các hệ thống truyền hình tơng tự này sang truyền hình số, nên cha
thấy có khả năng có băng tần để cấp cho WBA/WiMax ở đây.
Dải tần cho 802.20 là dới 3.5GHz trong môi trờng NLOS. Vì mục đích
của 802.20 là tăng tính di động cho 802.16e hơn nữa nên nó hoạt động ở dãi
tần dới 3.5GHz và NLOS.
802.22 WRAN thì hoạt động trong dãi tần UHF/VHF TV-band. Ví dụ ở
Mỹ thì nó sẽ dùng dãi tần trong khoảng 54-854MHz.
Các dãi băng tần không cấp phép unlicensed không giống nhau ở các n-
ớc khác nhau. Băng tần này dành cho truyền thông vô tuyến tầm ngắn nh wifi
9

Đồ án tốt nghiệp
(2.4Ghz, 5.xGHz cho 802.11a), bluetooth, Do vậy, nhiễu trong băng này có
thể sẽ lớn.
IEEE 802.16-2004 dựa trên kĩ thuật OFDM và đợc thiết kế cho các hoạt
động trong các băng tần 2-11GHz hỗ trợ các lợc đồ điều chế thích ứng và mã
hóa. Đây là một giải pháp không dây cho truy nhập Internet băng rộng cố
định, cung cấp sự tơng tác, giải pháp phân loại sóng mang cho các thiết bị đầu
cuối. Nó có thể đợc dùng trong các băng tần đợc cấp phép và không cấp phép.
IEEE 802.16e hoạt động trong băng tần không cấp phép 2.3GHz,
2.5GHz và 3.5GHz. Hiện nay các nớc hầu nh chỉ xây dựng và phát triển
Wimax di động bởi hay nâng cấp hệ thống Wimax cố định thành di động. Bởi
vậy phạm vi của đồ án cũng chỉ tập trung nghiên cứu chuẩn công nghệ này.
1.3.2. Chuẩn công nghệ Wimax
Chuẩn IEEE 802.16 đặc tả lớp vật lý (PHY) và lớp điều khiển truy nhập
môi trờng (MAC) đối với truy nhập băng rộng trong một mạng khu vực đô thị
(MAN). Chuẩn IEEE 802.16 điền đầy các lỗ hổng giữa lớp liên kết logic IEEE
802.2 và giao diện vô tuyến. Cùng với khả năng của bridging theo chuẩn IEEE
802.1, các chuẩn này và các kỹ thuật truy nhập ở lớp cao hơn của chúng có thể
đợc sử dụng để tạo ra một mạng hỗn loạn (routable). Hình 1.1 minh họa vị trí
của chuẩn 802.16 trong cấu trúc các chuẩn IEEE 802.
Trong khi chuẩn 802.16 chỉ đặc tả một lớp điều khiển truy nhập môi tr-
ờng (MAC), nó đã trải qua hàng loạt sự sửa đổi. Sự sửa đổi này thêm vào sự
đặc tả vài lớp vật lý khác nhau, nh vị trí phổ tần mới, cả dải tần cho phép và
dải tần không cho phép cũng xuất hiện. Để ngăn cản sự lộn xộn, một bản tóm
tắt ngắn gọn của nhiều sự mở rộng và phạm vi dải tần khác nhau của các
chuẩn đợc thể hiện ở dới đây.
10
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1. : Vị trí của chuẩn IEEE 802.16 trong cấu trúc chuẩn IEEE 802
Các chuẩn cơ bản

Chuẩn 802.16c - 2002
Tháng 12/2002, uỷ ban các tiêu chuẩn IEEE phê chuẩn bổ sung chuẩn
IEEE 802.16c. Sự bổ sung này để hiệu chỉnh một vài lỗi và sự mâu thuẫn
trong chuẩn cơ bản, mô tả chi tiết hệ thống trong dải tần 10-60 GHz.
Chuẩn 802.16a - 2003
IEEE 802.16a là một phiên bản sửa đổi từ chuẩn cơ bản, đợc thông qua
bởi chuẩn băng rộng IEEE trong 1/2003. Quan trọng hơn, chuẩn IEEE
802.16a mở rộng thêm sự hỗ trợ trong băng tần cho phép 2-11GHz, nó mở ra
nhiều thị trờng công nghệ tiềm năng. Sự hoạt động theo đờng truyền NLOS trở
thành hiện thực khi hoạt động trong dải tần 2-11 GHz, mở rộng vùng địa lý
của mạng. Sự truyền dẫn đa đờng có thể trở thành một sự cản trở. Chuẩn IEEE
802-16a bao gồm cả việc đặc tả lớp PHY và tăng lớp MAC để phù hợp với sự
truyền dẫn đa đờng và việc giảm bớt các giao diện. Các đặc trng đã đợc thêm
vào để cho phép các kỹ thuật quản lý công suất tiến tiến và ma trận anten
thích ứng. Ngoài ra lựa chọn OFDM nh là một sự lựa chọn để điều chế sóng
mang đơn. Để cung cấp một cơ cấu cho việc giảm các giao diện khi mà xuất
hiện nhiều mạng, chuẩn IEEE 802.16a thêm vào phơng pháp điều chế
OFDMA để lựa chọn trong phạm vi dải tần 2-11GHz hiện có.
Với nhiều yếu tố yêu cầu các đặc tính của phân lớp con phần riêng vấn
đề bảo mật đợc cải thiện. Các đặc tính riêng đợc sử dụng để chứng minh chắc
chắn ngời gửi các bản tin MAC.
11
Đồ án tốt nghiệp
IEEE 802.16 thêm vào sự hỗ trợ tùy chọn cho các mạng hình lới
(Mesh), nơi mà lu lợng có thể định tuyến từ trạm thuê bao tới trạm thuê bao.
Đó là một sự thay đổi từ mô hình điểm-đa điểm (PMP), nơi mà lu lợng chỉ đợc
cho phép giữa BS và SS. IEEE 802.16 thêm vào sự đặc tả lớp MAC phù hợp đã
làm cho lợc đồ truyền dẫn của SS là một phần của lới (Mesh), nhng nó không
hiện rõ tới SS.
Chuẩn 802.16d - 2004 (Fixed WiMAX)

IEEE 802.16-2001, 802.16a và 802.16c đợc tích hợp trong chuẩn IEEE
802.16-2004 đợc chứng nhận trong 24/6/2004 và đã đợc công bố vào tháng
12/2004. Phiên bản này bắt đầu đợc phát triển nh việc đặc tả một hệ thống dới
cái tên IEEE 802.16-REVd nhng đã đủ để công bố nh là một sự tái bản thành
công của các chuẩn cơ bản IEEE 802.16. IEEE 802.16-2004 là một phiên bản
đợc chuẩn hóa để sử dụng cho việc chứng nhận Wimax.
Chuẩn 802.16 - 2005 (Mobile WiMAX)
Chuẩn IEEE 802.16e-2005 đợc chứng nhận vào cuối tháng 12/2005.
IEEE 802.16e thêm vào tính di động cho các chuẩn hiện tại, sử dụng
SOFDMA thay cho OFDM trong chuẩn IEEE 802.16d. IEEE 802.16e cho
phép chuyển giao tín hiệu tốc độ cao cần thiết cho truyền thông với những ng-
ời dùng di chuyển ở tốc độ của phơng tiện giao thông. Chuẩn này là chuẩn
công nghệ mạnh nhất hiện nay, đợc các nhà cung cấp thiết bị cũng nh dịch vụ
WiMAX lựa chọn để mở rộng và phát triển WiMAX, các đặc điểm kỹ thuật
của IEEE 802.16 trớc đó đều đợc thể hiện và hỗ trợ cho chuẩn cho chuẩn này.
Bởi vậy trong quá trình nghiên cứu chỉ tập trung nghiên cứu các đặc điểm kỹ
thuật của WiMAX về chuẩn WiMAX di động này. Hơn nữa IEEE 802.16
cũng bao hàm các đặc điểm của chuẩn trớc đó và bổ sung thêm các tính năng -
u việt hơn cho công nghệ internet di động.
Chuẩn 802.16m
IEEE 802.16m là một chuẩn mở rộng của IEEE 802.16e-2005 đợc
chuẩn hóa bởi nhóm TG16m của IEEE. 802.16m định nghĩa một giao diện vô
tuyến tiên tiến nhằm cung ứng tốc độ trên 100Mbit/giây cho ứng dụng di động
và trên 1Gbit/giây đối với ứng dụng cố định. Chuẩn 802.16m dự kiến sẽ kết
thúc vào cuối năm nay, năm 2009.
12
Đồ án tốt nghiệp
Chơng ii :
Đặc điểm kỹ thuật của WiMAx di động
2.1. Tóm lợc

WiMAX di động (Mobile WiMAX) là giải pháp không dây băng rộng
cho phép phủ sóng mạng băng rộng không dây và cố định nhờ công nghệ truy
nhập vô tuyến băng rộng trên diện rộng với kiến trúc mạng linh hoạt. Giao
diện WiMAX di động sử dụng công nghệ OFDM để cải thiện hiệu suất đa đ-
ờng (multi-path) trong các môi trờng không theo tầm nhìn thẳng (NLOS).
OFDMA thay đổi tỉ lệ (S-OFDMA) đợc giới thiệu trong phần bổ sung IEEE
806.16e để hỗ trợ băng thông kênh tỉ lệ (co dãn) từ 1.25 đến 2 MHz. Nhóm kỹ
thuật di động (Mobile Technical Group) trong diễn đàn WiMAX Forum đang
phát triển tham số hệ thống cho WiMAX di động qua đó xác định các đặc tính
bắt buộc và tuỳ chọn của chuẩn IEEE - là chuẩn giao diện vô tuyến tơng thích
với WiMAX di động.
Tham số WiMAX di động cho các hệ thống di động đợc phép cấu hình
trên cơ sở một tập các đặc tính cơ bản để đảm bảo chức năng cơ bản nhất cho
các thiết bị đầu cuối (terminal) và các trạm gốc (base station). Đó là các cấu
hình đợc tối u về dung lợng hoặc đợc tối u về phủ sóng. Phiên bản WiMAX di
động phiên bản 1 sẽ bao gồm các băng thông kênh 5, 7, 8.75 và 10 MHz dành
cho các dải tần đợc cấp phép trên thế giới nh: 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.3 GHz và
3.5 GHz.
Các hệ thống WiMAX di động cung cấp khả năng mở rộng về cả công
nghệ truy nhập vô tuyến và kiến trúc mạng, do đó cung cấp khả năng linh
động cao trong các lựa chọn phát triển mạng và cung cấp dịch vụ. Một số các
đặc điểm chính mà WiMAX di động hỗ trợ là:
Tốc độ dữ liệu cao:
Các kỹ thuật anten MIMO cùng với các nguyên lý chia nhỏ kênh (sub-
channelization) linh hoạt, mã hoá và điều chế nâng cao, tất cả làm cho công
nghệ WiMAX di động có khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu đờng xuống (DL) tối
đa alên tới 63Mbps cho một sector và tốc độ dữ liệu đờng lên (UL) tối đa lên
tới 28Mbps cho một sector trong một kênh 10MHz.
Chất lợng dịch vụ (QoS):
13

Đồ án tốt nghiệp
Tiền đề cơ bản của kiến trúc MAC (Media Access Control) trong IEEE
802.16 là QoS. Nó định nghĩa luồng dịch vụ (Service Flows) mà có thể ánh xạ
đến các điểm mã DiffServ hoặc các nhãn luồng MPLS để cho phép kết nối đầu
cuối tới đầu cuối (end-to-end) theo giao thức IP trên cơ sở QoS. Ngoài ra, các
nguyên lý báo hiệu trên cơ sở kênh chi nhỏ kênh (sub-channelization) và MAP
cung cấp một cơ chế linh động cho việc lập lịch tối u tài nguyên không gian,
tần số và thời gian trên giao diện vô tuyến theo khung (frame by frame).
Tính mềm dẻo:
Tài nguyên phổ cho băng rộng không dây đợc cấp phát khác nhau. Vì
vậy công nghệ WiMAX di động đợc thiết kế để có thể linh hoạt (mềm dẻo) để
hoạt động trong các kênh khác nhau từ 1.25 đến 20 MHz thoả mãn các yêu
cầu trên toàn cầu.
Khả năng bảo mật:
Các đặc tính khả năng bảo mật trong WiMAX di động là tốt nhất trong
các chuẩn IEEE 802.x với sự xác thực theo EAP, dữ liệu mã hoá đợc xác thực
theo AES-CCM, các nguyên bảo vệ bản tin điều khiển theo CMAC và HMAC.
Các xác thực cho một tập các ngời dùng đang tồn tại bao gồm: thẻ SIM/USIM,
các thẻ thông minh (Smart Card), các chứng chỉ số (Digital Certificate), các
nguyên lý Username/ Password theo các phơng pháp EAP tơng ứng cho kiểu
nhận thực.
Khả năng di động:
WiMAX di động hỗ trợ các nguyên lý chuyển giao tối u với trễ nhỏ hơn
50 msec để đảm bảo các ứng dụng thời gian thực nh VoIP với dịch vụ không
bị suy giảm. Các nguyên lý quản lý khoá linh động mà bảo mật đợc duy trì
trong quá trình chuyển giao. Chi tiết về các kỹ thuật nền tảng của Wimax nh
sau.
2.2. Lớp vật lý PHY(physical).
2.2.1. Cở sở OFDM
Công nghệ ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) là một kỹ

thuật ghép kênh, nó chia nhỏ băng thông thành các tần số sóng mang con.
Trong một hệ thống OFDM, luồng dữ liệu đầu vào đợc chia thành các luồng
con song song với tốc độ giảm (và nh vậy tăng khoảng thời gian của ký hiệu -
symbol) và mỗi luồng con đợc đợc điều chế và truyền trên một sóng mang con
14
Đồ án tốt nghiệp
(sub-carrier) trực giao tách biệt. Khoảng thời gian cho mỗi biểu trng tăng sẽ
cải thiện khả năng chống lại trễ lan truyền của OFDM. Hơn nữa, tiền tố vòng -
CP (cyclic prefix) có thể hoàn toàn loại bỏ nhiễu xuyên ký hiệu (ISI) miễn là
thời lợng CP lâu hơn trễ kênh lan truyền. CP chính là sự lặp lại phần dữ liễu
gồm các mẫu cuối của khối đợc gắn vào trớc một tải tin. Chính CP chống lại
nhiễu liên khối và làm kênh quay vòng và cho phép cân bằng miền tần số với
độ phức tạp thấp. Tuy vậy, một hạn chế của CP là nó đợc thêm vào trớc tải tin
làm giảm hiệu suất sử dụng băng thông. CP không chỉ làm giảm hiệu suất
băng thông, ảnh hởng của CP cũng tơng tự nh hệ số roll- off trong các hệ
thống sóng mang đơn đợc lọc cosine nâng. Do OFDM có một phổ "tờng gạch"
(đan xen) rất nhọn, một tỉ lệ lớn các băng thông kênh cấp phát có thể đợc sử
dụng cho truyền số liệu, giúp làm giảm suy hao hiệu suất do tiền tố vòng CP.
OFDM khai thác sự phân tập tần số của kênh đa đờng bằng cách mã
hoá và chèn thông tin trên các sóng mang con trớc khi truyền đi. Điều chế
OFDM có thể thực hiện đợc với biến đổi ngợc Fourier nhanh - IFFT, phép
biến đổi này cho phép một số lợng lớn các sóng mang con (lên tới 2048) với
độ phức tạp thấp. Trong một hệ thống OFDM, tài nguyên sẵn có trong miên
thời gian chính là các symbol OFDM và trong miền tần số chính là các sóng
mang con. Tài nguyên về thời gian và tần số có thể đợc tổ chức thành các
kênh con (sub-channel) cấp phát cho ngời dùng. OFDMA là một nguyên lý đa
truy cập/ ghép kênh cung cấp khả năng ghép kênh các luồng dữ liệu từ nhiều
ngời dùng trên các kênh con hớng xuống và đa truy nhập hớng lên nhờ các
kênh con hớng lên.
2.2.2. Cấu trúc symbol OFDMA và kênh con hoá

- Cấu trúc symbol OFDMA gồm 3 loại sóng mang con nh hình dới
- Sóng mang con dữ liệu (data) cho truyền dữ liệu
- Sóng mang con dẫn đờng (pilot) cho mục đích ớc lợng và đồng bộ
- Sóng mang con vô dụng (null) không để truyền dẫn; đợc sử dụng cho
các băng bảo vệ và các sóng mang DC.
15
Đồ án tốt nghiệp
Hình 2. : Cấu trúc sóng mang con OFDMA
Các kênh con tích cực (dữ liệu và dẫn đờng) đợc nhóm lại thành các tập
con các sóng mang con gọi là các kênh. OFDMA PHY hỗ trợ kênh con hoá ở
cả hớng xuống - DL và hớng lên - UL. Đơn vị tài nguyên tần số thời gian tối
thiểu là một khe bằng với 48 âm điệu dữ liệu (các sóng mang con). Có hai
kiểu hoán vị các kiểu sóng mang con cho kênh con hoá; phân tập (diversity)
và lân cận (contiguous). Hoán vị phân tập kéo theo các sóng mang con ngẫu
nhiên tạo thành các kênh con. Nó cung cấp phân tập tần số và lấy trung bình
nhiễu liên tế bào. Các hoán vị phân tập gồm DL FUSC (Fully Used Sub-
carrier - sóng mang con sử dụng hoàn toàn), DL PUSC (Partially Used Sub-
Carrier - sóng mang con sử dụng một phần) và UL PUSC và các hoán vị tuỳ
chọn thêm vào. Với DL PUSC, mỗi cặp symbol OFDM, các sóng mang con
khả dụng đợc nhóm lại thành các cluster chứa 14 sóng mang con lân cận trên
mỗi khoảng thời gian của symbol, với cấp phát dữ liệu và dẫn đờng trong mỗi
cluster trong các symbol chẵn và lẻ nh mô tả trên Hình 2.2
Hình 2. : Tần số DL gồm nhiều kênh con
16
Đồ án tốt nghiệp
Một nguyên lý sắp xếp lại đợc sử dụng để tạo thành các nhóm cluster
chẳng hạn mỗi nhóm đợc tạo thành bởi các cluster đợc phân bố qua không
gian các sóng mang con. Mỗi kênh con trong một nhóm chứa hai cluster và đ-
ợc tạo bởi 48 sóng mang con và 8 sóng mang dẫn đờng (pilot). Các sóng mang
con dữ liệu trong mỗi nhóm đợc tiếp tục hoán vị để tạo thành các kênh con

trong phạm vi nhóm. Vì vậy, chỉ các vị trí dẫn đờng trong cluster là đợc biểu
thị trong hình 2.1. Các sóng mang con dữ liệu trong cluster đợc phân bổ cho
nhiều kênh con. Cấu trúc cluster cho DL, một cấu trúc lát (tilte) đợc định
nghĩa cho UL PUSC có định dạng nh Hình 2.3.
Hình 2. : Cấu trúc tilte cho đờng lên UL PUSC
Không gian sóng mang con khả dụng sẽ đợc phân chia thành các lát
(tile) và 6 lát, đợc chọn từ toàn bộ phổ theo nguyên lý hoán vị/ sắp xếp lại, và
đợc nhóm lại với nhau tạo thành khe (slot). Một slot gồm 48 sóng mang con
dữ liệu và 24 sóng mang cón dẫn đờng trong 3 symbol OFDM. Hoán vị lân
cận nhóm một khối các sóng mang lân cận tạo thành một kênh con. Các hoán
vị lân cận gồm AMC hớng DL và AMC hớng UL có cùng cấu trúc. Trong một
symbol có 9 sóng mang con lân cận (gọi là bin), với 8 trong số đó đợc ấn định
cho dữ liệu (data) và 1 đợc ấn định cho dẫn đờng (pilot). Một slot trong AMC
đợc định nghĩa nh một tập các bin của kiểu (NxM =6), trong đó N là số các
bin lân cận và M là số các symbol cận. Do vậy các tổ hợp cho phép là [(6 bins,
1 symbol)
17
Đồ án tốt nghiệp
2.2.3. Scalable OFDMA
Chế độ OFDM cho mạng không dây diện rộng (Wireless MAN) theo
chuẩn IEEE 802.16e-2005 dựa trên kỹ thuật S-OFDMA (Scalable OFDMA).
S-OFDMA hỗ trợ nhiều dải băng thông khác nhau để xác định hoạt động nhu
cầu cấp phát phổ khác nhau và các yêu cầu mô hình sử dụng. Khả năng tỉ lệ đ-
ợc hộ trợ nhờ điều chỉnh kích thớc FFT trong khi vẫn giữ nguyên độ rộng
băng tần sóng mang con là 10.94 KHz. Do vậy băng thông sóng mang con
theo đơn vị tài nguyên và độ dài của symbol là cố định, ảnh hởng ở các lớp
cao hơn cũng đợc tối thiểu hoá khi lấy tỉ lệ băng thông. Các tham số S-
OFDMA đợc liệt kê trong Bảng 2.1 Các băng thông hệ thống cho hai hồ sơ
mà nhóm kỹ thuật WiMAX Forum đa ra lần đầu (Release-1) là 5 và 10 MHz.
Các tham số Các giá trị

Băng tần kênh truyền hệ thống (MHz) 1.25 5 10 20
Tần số lấy mẫu ( MHz) 1.4 5.6 11.2 22.4
Kích cỡ FFT (NFFT) 128 512 1024 2048
Số kênh con 2 8 16 32
Không gian tần số sóng mang con 10.94kHz
Thời gian symbol hữu ích (Tb=1/f) 91.4 micro giây
Thời gian bảo vệ (Tg=Tb/8) 11.4 micro giây
Khoảng thời gian symbol OFDMA
(Tg+Tb)
102.9 micro giây
Số lợng symbol OFDMA (khung 5ms) 48
Bảng 2. : Các tham số tỉ lệ OFDMA
2.3.4. Cấu trúc khung TDD
Chuẩn 802.16e hỗ trợ TDD và FDD bán song công; tuy nhiên phê
chuẩn WiMAX di động đa ra lần đầu tiên chỉ có TDD. Với những phát hành
sắp tới, WiMAX Forum sẽ đề cập đến FDD cho các thị trờng xác định - nơi
mà các yêu cầu ổn định phổ cục bộ sẽ hoặc kế thừa TDD hoặc sẽ triển khai
FDD. Đối với các vấn đề nhiễu, TDD không yêu cầu sự đồng bộ hệ thống ở
diện rộng; trái lại TDD sẽ u tiên chế độ song công bởi các lý do:
TDD cho phép điều chỉnh tỉ lệ DL/UL (đờng xuống/đờng lên) để hỗ trợ
hiệu quả lu lợng không đối xứng giữa đờng xuống và đờng lên (với FDD thì tỉ
18
Đồ án tốt nghiệp
lệ đờng xuống và lên là không đổi và thờng là bằng băng thông của đờng
xuống và đờng lên).
TDD đảm bảo sự trao đổi kênh để: hỗ trợ khả năng điều chỉnh đờng
truyền, MIMO và các công nghệ anten vòng kín cao cấp khác.
Không nh FDD yêu cầu một cặp kênh, TDD chỉ yêu cầu một kênh đơn
cho cả đờng lên và đờng xuống đem lại khả năng điều chỉnh linh động sự cấp
phát tần số toàn cục.

Các thiết kế bộ thu phát để triển khai TDD cũng ít phức tạp và ít tốn
kém hơn. Hình 2.4 minh hoạ cấu trúc khung OFDM ở chế độ TDD. Mỗi
khung đợc chia thành các khung con hớng xuống (DL) và hớng lên (UL) bởi
bộ Phát/Thu và Thu/Phát (TTG và RTG) để tránh xung đột giữa hớng DL và
UL. Trong một khung, thông tin điều khiển dùng để đảm bảo hoạt động hệ
thống đợc tối u:
Phần đầu khung (Preamble): Là symbol OFDM đầu tiên của khung
dùng để đồng bộ.
Tiêu đề điều khiển khung (FCH): FCH nằm sau phần mở đầu khung.
Nó cho biết thông tin cấu hình khung nh độ dài bản tin MAP, nguyên lý mã
hoá và các kênh con khả dụng.
DL-MAP và UL-MAP: DL-MAP và UL-MAP cho biết cấp phát kênh
con và các thông tin điều khiển khác lần lợt cho các khung con DL và UL.
Sắp xếp UL: Kênh con sắp xếp cho UL đợc cấp phát cho trạm di động
(MS) để thực hiện điều chỉnh: thời gian vòng kín, tần số và công suất cung nh
yêu cầu băng thông.
UL CQICH: Kênh UL CQICH cấp phát cho MS để phản hồi trạng thái
kênh.
UL ACK: Kênh UL ACK cấp cho MS để xác nhận phản hồi DL
HARQ.
19
Đồ án tốt nghiệp
Hình 2. : Cấu trúc khung WiMAX OFDMA
2.2.5. Các đặc tính lớp PHY cao cấp khác.
WiMAX di động đã đa ra các kỹ thuật: AMC - điều chế thích nghi và
mã hoá, HARQ - Yêu cầu lặp lại tự động lại kiểu kết hợp, CQICH - Phản hồi
kênh nhanh để nâng cao khả năng phủ sóng, dung lợng cho WiMAX trong các
ứng dụng di động. Trong WiMAX di động ở đờng xuống, bắt buộc phải có
các hỗ trợ điều chế QPSK, 16QAM và 64QAM, còn ở đờng lên, 64QAM là
tuỳ chọn. Cả mã hoá vòng và mã hoá Turbo vòng với tốc độ mã thay đổi và

mã lặp cũng đợc hỗ trợ. Ngoài ra, mã khối Turbo và mã kiểm tra chẵn lẻ mật
độ thấp (LDPC) cũng đợc hỗ trợ tuỳ chọn. Bảng 2.2 tổng kết các nguyên lý
mã hoá và điều chế hỗ trợ trong WiMAX di động (điều chế và mã hoá hớng
lên tuỳ chọn đợc in nghiêng).
Bảng 2. : Các kỹ thuật mã hoá và điều chế đợc hỗ trợ
20
Đồ án tốt nghiệp
Sự tổ hợp các kỹ thuật điều chế và các tốc độ mã đem lại sự tinh phân
giải tốc độ dữ liệu nh minh hoạ trong Bảng 2.3 (với độ rộng các kênh là 5 và
10 MHz với các kênh con PUSC). Độ dài khung là 5 ms. Mỗi khung có 48
biểu trng OFDM gồm 44 biểu trng OFDM sẵn sàng để truyền dữ liệu. Các giá
trị đợc đánh dấu màu là để chỉ các tốc độ cho kỹ thuật 64QAM tuỳ chọn ở đ-
ờng lên.
Bảng 2. : Tốc độ dữ liệu PHY với các kênh con PUSC
Bộ lập lịch trạm gốc xác định tốc độ dữ liệu phù hợp cho mỗi cấp phát
cụm (burst) dựa trên kích thớc bộ đệm và điều kiện truyến sóng ở phía thu,
v.v Một kênh chỉ thị chất l ợng kênh (CQI - Channel Quality Indicator) đợc
sử dụng để cung cấp thông tin trạng thái kênh từ thiết bị đầu cuối ngời dùng
đến bộ lập lịch trạm gốc. Thông tin trạng thái kênh tơng ứng từ kênh CQICH
gồm: CINR vật lý, CINR hiệu quả, lựa chọn chế độ MIMO và lựa chọn kênh
con lựa chọn tần số. Với kỹ thuật TDD, khả năng điều chỉnh kênh lợi dụng u
21
Đồ án tốt nghiệp
điểm khả năng trao đổi kênh để cung cấp thông tin chính xác hơn về tình
trạng kênh.
WiMAX di động cũng hỗ trợ HARQ. HARQ đợc phép sử dụng giao
thức Dừng và Đợi N kênh để cung cấp khả năng đáp ứng nhanh để đóng gói
lỗi và cải tiến khả năng phủ sóng đờng biên cell. Ngoài ra để cải thiện hơn nữa
sự ổn định của đờng truyền. Một kênh dành riêng ACK cũng đợc cung cấp ở
đờng lên để báo hiệu ACK/NACK của HARQ. Hoạt động đa kênh HARQ

cũng đợc hỗ trợ. ARQ đa kênh dừng-và-đợi (stop-and-wait) với một số lợng
nhỏ kênh là một giao thức đơn giản mà hiệu quả cho phép tối thiểu bộ nhớ yêu
cầu cho HARQ. WiMAX cũng cung cấp báo hiệu cho phép hoạt động ở chế
độ không đồng bộ. Chế độ không đồng bộ cho phép các độ trễ khác nhau giữa
những lần truyền lại và chính điều này đem lại sự linh hoạt cho bộ lập lịch do
sự hiệu quả của mào đầu thêm vào khi cấp phát phiên truyền lại. HARQ kết
hợp với CQICH và AMC sẽ cung cấp khả năng thay đổi đờng truyền trong
môi trờng di động với tốc độ xe tải không vợt quá 120 Km/giờ.
2.3. Lớp kiểm soát truy nhập MAC (Media Access Control)
2.3.1. Các khía cạnh lớp kiểm soát truy nhập MAC
Chuẩn 802.16 lúc đầu đợc phát triển cho các dịch vụ băng rộng nh
thoại, dữ liệu và video. Lớp MAC dựa theo chuẩn DOCSIS và có thể hỗ trợ lu
lợng dữ liệu cụm với tốc độ định cao ngay cả khi đang hỗ trợ lu lợng thoại và
luồng video trên cùng một kênh. Tài nguyên cấp phát cho một thiết bị đầu
cuối bởi bộ lập lịch MAC có thể thay đổi từ một khe thời gian đơn đến toàn bộ
khung, do vậy có thể cung cấp một dải rất rộng thông lợng cho một ngời dùng
đầu ở một thời điểm cho trớc bất kỳ. Hơn nữa, thông tin cấp phát tài nguyên đ-
ợc chuyển thành các bản tin MAP ở đầu mỗi khung nên bộ lập lịch có thể thay
đổi sự cấp phát tài nguyên theo từng khung để thích ứng với trạng thái lu lợng
cụm.
22
Đồ án tốt nghiệp
Hình 2. : Phân lớp MAC và các chức năng
2.3.2. Hỗ trợ chất lợng dịch vụ (QoS)
Với tốc độ đờng truyền vô tuyến cao, khả năng truyền bất đối xứng đ-
ờng lên/đờng xuống và một cơ chế cấp phát tài nguyên linh hoạt, WiMAX di
động hoàn toàn có thể đáp ứng đợc các yêu cầu QoS cho nhiều loại hình dịch
vụ và ứng dụng dữ liệu. Trong lớp MAC của WiMAX di động, QoS đợc đảm
bảo qua các luồng dịch vụ nh Hình 2.6 Đó là các luồng tin đợc cung cấp với
một tập các tham số QoS. Trớc khi cung cấp một loại hình dữ liệu, trạm gốc

và đầu cuối của ngời dùng phải thiết lập một đờng kết nối logic theo một hớng
nhất định giữa các MAC ngang hàng. MAC đầu ra kết hợp với các gói tin
chuyển đến giao diện MAC tạo thành một luồng dịch vụ để truyền trên kênh
kết nối đã thiết lập. Các tham số QoS tơng ứng với luồng dịch vụ xác định thứ
tự truyền và lập lịch trên đờng vô tuyến. Do vậy QoS hớng kết nối này có thể
23
Đồ án tốt nghiệp
cung cấp thông tin điều khiển chính xác trên đờng vô tuyến. Do đờng truyền
vô tuyến thờng bị nút cổ chai, nên QoS hớng kết nối đảm bảo đợc điều khiển
QoS đầu cuối tới đầu cuối. Các tham số luồng dịch vụ có thể đợc quản lý một
cách linh hoạt thông qua các bản tin MAC để thoả mãn yêu cầu dịch vụ.
Luồng dữ liệu dựa trên cơ chế QoS nh vậy áp dụng cho cả đờng lên và đờng
xuống đã cải thiện đợc QoS cho cả hai hớng. WiMAX di động hỗ trợ nhiều
loại ứng dụng và dịch vụ dữ liệu với các yêu cầu QoS khác nhau. Bảng 2.4 đa
ra kết luận tổng hợp.
Hình 2. : Hỗ trợ QoS WiMAX di động
24
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 2. : Các ứng dụng WiMAX di động và QoS
2.3.3. Dịch vụ lập lịch trình MAC (Media Access Control)
Dịch vụ lập lịch MAC có những thuộc tính sau cho dịch vụ dữ liệu băng
thông rộng.
- Bộ lập lịch dữ liệu nhanh
- Lập lịch trình cho cả đờng xuống và đờng lên:
- Cấp phát tài nguyên động:
- QoS hớng kết nối:
- Lập lịch lựa chọn tần số
25