BÁO CÁO MÔN HỌC KĨ THUẬT VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO MÔN HỌC
KĨ THUẬT VIỄN THƠNG
ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU VỀ CƠNG NGH WIMAX

Sinh viên
Lớp
Khoa

:Cao Ngọc Quang
:ĐT6-K48
:ĐTVT
H Ni 03/05/07


NỘI DUNG BÁO CÁO
1. Giới thiệu chung
2. Các đặc điểm về kĩ thuật của WIMAX
2.1 Dải tần làm việc
2.2 Lớp vật lý PHY (physical layer)
2.3 Lớp điều khiển truy nhập đường truyền MAC (Media
Access Control)
2.4 mã hóa bảo mật
2.5 Giới thiệu IEEE 802.16e
3. Các phương pháp điều chế
3.1 OFDM
3.2. PSK,M-QAM
4. So sánh, đánh giá WIMAX với một số công nghệ khác.
5. Nhận xét

6. Tương lai ứng dụng của WIMAX


.Giới thiệu chung
WIMAX là gì?
WiMAX” là từ viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave
Access – Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba.
WiMAX là một công nghệ cho phép truy cập băng rộng vô tuyến đến đầu
cuối (last mile) như một phương thức thay thế cho cáp và DSL.
WIMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định, nomadic,
mang xách được,di động mà khôn.g cần thiết ở trong tầm nhìn
thẳng (Line of sight) trực tiếp tới một trạm gốc.
WIMAX có hai phiên chính: WIMAX cố định (Fixed WIMAX)
WIMAX di động (Mobile WIMAX).


Lịch sử ra đời
Chuẩn 802.16 được xây dựng từ viện kĩ thuật điện và điện
tử vào năm 1999, nhưng tiêu chuẩn đầu tiên được đưa ra
và được cả thế giới chấp nhận phải vào năm 2001.
2003->802.16a
2004->802.16d
2005->802.16e

Hà Nội 03/05/07


2. Các đặc điểm về kĩ thuật của WIMAX
2.1 Dải tần làm việc

• Dải tần làm việc của WIMAX rất rộng. Phiên bản đầu tiên
WIMAX (IEEE 802.16) cho phép giải tần hoạt động từ 10
đến
>66 GHz. Đến năm 2004, phiên bản 802.16a ->802.16d thêm
vào dải tần từ 2 đến 11 GHz.
•

Các băng tần cụ thể của WiMax đang tập trung xem xét và
vận động cơ quan quản lý tần số các nước phân bổ cho WiMax
là: 3600-3800MHz, 3400-3600MHz (băng 3.5GHz), 33003400MHz (băng 3.3GHz), 2500-2690MHz (băng 2.5GHz),


2300-2400MHz (băng 2.3GHz), 5725-5850MHz (băng
5.8GHz)


2.2

Lớp vật lý PHY (physical layer)

10 – 66 GHz: Trong thiết kế của đặc tả PHY cho 10–
66 GHz, sự truyền lan “line-of-sight” (tầm nhìn
khơng bị vật cản) là cần thiết. Do kiến trúc “điểmnhiều điểm”, về cơ bản, BS truyền một tín hiệu TDM
với những trạm thuê bao riêng lẻ được định vị những
khe thời gian theo chu kỳ.
2–11 GHz: Lớp vật lý 2–11 GHz được thiết kế do
nhu cầu theo hướng hoạt động NLOS (non-line-ofsight). Vì các ứng dụng mang tính dân cư, sự
truyền phải được thực hiện theo nhiều đường.
Hà Nội 03/05/07

Chuẩn được thiết kế hỗ trợ cho cả phương thức song
công theo thời gian (Time Division Duplex - TDD)
và song công theo tần số (Frequency Division
Duplex
- FDD) cho việc phân chia truyền dẫn hướng lên và
hướng xuống. TDD, tại đó đường lên và đường
xuống dùng chung một kênh nhưng không truyền
cùng lúc và FDD, tại đó đường lên và đường
xuống hoạt động trong những kênh riêng biệt.
Hà Nội 03/05/07


Với TDD, đường uplink và downlink được đặt vào các burst khơng liên tục có
các khoảng bảo vệ để tránh nhiễu khi dùng chung một kênh.


Cấu trúc khung cho TDD

Hà Nội 03/05/07


Cấu trúc khung FDD

Hà Nội 03/05/07


Giữa PHY và MAC là một lớp con hội tụ truyền
Transmission. Lớp này thực hiện sự biến đổi các PDU
(protocol data units) giữa 2 lớp.

Hà Nội 03/05/07


2.3 Lớp điều khiển truy nhập đường truyền MAC

(Media Access Control)
MAC được thiết kế đặc biệt cho môi trường truy cập khơng
dây điểm tới đa điểm (point-to-multipoint PMP). Nó hỗ trợ
cho các lớp cao hơn và giao thức giao vận như ATM, Ethernet
hay Internet Protocol IP và cũng được thiết kế sao cho có khả
năng phù hợp với các giao thức trong tương lai. MAC có tốc
độ bit rất cao lên đến 268 mbps mỗi chiều


MAC bao gồm những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ giao diện với
những lớp cao hơn, phía trên lớp con phần chung (common part) MAC
nòng cốt thực hiện những chức năng MAC chủ yếu. Bên dưới lớp con phần
chung là lớp con bảo mật (security sublayer).


Những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ
Tiến hành chuyển đổi các gói tin từ các định dạng
của mạng khác thành các gói tin phù hợp với định
dạng IEEE 802.16. Lớp này nằm trên đỉnh của
MAC, thực hiện nhận các PDU từ các lớp cao hon,
phân lớp dịch vụ các PDU đó và phân phối xuống
lớp con phần chung.

Lớp con phần chung (common part sublayer)
Cung cấp các chức năng chính của MAC bao gồm
-chức năng truy nhập
- phân bố băng thơng
- thiết lập
- quản lí kết nối.
Sự trao đổi thông tin giữa các trạm gốc (Base Station BS) và trạm thuê bao (Subcriber Station - SS) trong
một vùng địa lí theo các kiến trúc: Điểm – Điểm
(Point to Point), Điểm – Đa điểm (Point to
MultiPoint) và kiến trúc kết hợp (Mesh).
Hà Nội 03/05/07


Mơ hình point-to-poin

Mơ hình Point-to-MultiPoint

Mơ hình kết nối dạng Mesh
Hà Nội 03/05/07


Lớp con bảo mật (security sublayer)
Cung cấp các cơ chế chứng thực, trao đổi khóa và mã
hóa. Lớp con bảo mật cung cấp cơ chế điều khiển
truy nhập tin cậy, đảm bảo an toàn dữ liệu trên đường
truyền, khắc phục việc truy cập trái phép các dịch vụ
bằng việc mã hóa các luồng dịch vụ.

Hà Nội 03/05/07

2.4 mã hóa và bảo mật
• Sơ đồ mã hóa trong quá trình truyền nhận :

Hà Nội 03/05/07


Ngẫu nhiên hóa
• Q trình được gọi là ngẫu nhiên nhưng thực chất đó chỉ là
sự giả ngẫu nhiên. Tức là một cụm các bit đầu vào sẽ được
biến đổi sao cho xác suất xuất hiện các bit 0 và 1 là tương
đương nhau, chống lại hiện tượng quá nhiều bit 0 và bit 1
cùng xuất hiện.
-đảm bảo được sự đồng bộ với bên thu, đồng hồ bên
thu sẽ dễ dàng được khơi phụ hơn, qua đó sự giải điều cũng
dễ hơn
-đối với các thiết bị mà khơng có được bộ giải điều
chế ngẫu nhiên thì các tín hiệu này giống như các tín hiệu
nhiễu, tạp âm (xác suất bit 1 và 0 là ngang nhau), nó sẽ khơng
thu nhận được.
Hà Nội 03/05/07


Mã hóa sữa lỗi
• Đây là q trình mã hóa để sửa lỗi trong trường
hợp các bit bị hỏng, bị sai trên đường truyền.
• Dùng 2 loại mã khối và mã chập. Dữ liệu được mã
hóa bằng mã khối, sau đó sẽ được mã hóa bằng
mã chập.

Hà Nội 03/05/07


Bảng thống kê mã hóa sữa lỗi

Hà Nội 03/05/07


Q trình xen kẽ
• Q trình nhằm hỗ trợ việc khơi phục thơng tin bên thu.
Phịng trường hợp lỗi bit xảy ra một cụm liên tục nhau. Các
cụm bit sẽ được truyền xen kẽ với nhau.

Hà Nội 03/05/07


2.5 Giới thiệu IEEE 802.16e
IEEE 802.16-2005 hay IEEE 802.16e (WIMAX di động) là phiên
bản cải tiến của chuẩn WIMAX cố định, cho phép truy cập
không dây cố định hay đang di chuyển Non Light of Sight với
các đặc điểm:
– Cải tiến vùng bao phủ NLOS bằng cách sử dụng thuật
toán Tự động yêu cầu truyền lại lai – hybrid Automatic
Retransmission Request (hARQ).
– Tăng vùng bao phủ và tốc độ dữ liệu với giảm phân tập
đa đường bằng cách sử dụng Hệ thống anten thích ứng
(Adaptive Antenna Systems - AAS) và công nghệ nhiều
đầu vào nhiều đầu ra (Multiple Input Multiple Output
MIMO).
– Sử dụng thuật toán biến đổi Fourier nhanh FFT tránh

được trễ do thời gian truyền sóng và nhiễu.
Hà Nội 03/05/07


3.

Các phương pháp điều chế
3.1 Điều chế phân chia tần số trực giao(OFDM).
Mật độ phổ năng lượng của hệ thống đa sóng mang FDM

Hà Nội 03/05/07