NGHIÊN cứu tác ĐỘNG điều CHẾ và mã hóa THÍCH NGHI AMC để NÂNG CAO DUNG LƯỢNG hệ THỐNG 802 16e (MOBILE WIMAX) đa NGƯỜI DÙNG

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU
Theo hướng phát triển các thế hệ truyền dẫn với băng thong rộng. Theo giá trị
thống kê cho thấy (vào năm 2008) vào cuối năm 2010 của thị trường Erisson có
khoảng 320 triệu người sử dụng hệ thống kết nối internet băng thông rộng. Như vậy,
hướng phát triển hệ thống kết nối băng rộng WiMAX đang là nhu cầu lớn về tốc độ
đường truyền và băng thông rộng trong khi các hệ thống hữu tuyến không thể đáp
ứng.
Hai chương đầu của luận văn nêu ra các khái niệm thực tế và thông số cơ bản
theo chuẩn IEEE 802.16e-2005 của hệ thống WiMAX di động. các chương sau, nêu
các kiến thức cần thiết cho việc thực hiện quy hoạch WiMAX. Xây dựng phương
pháp để tính toán thực tế của hệ thống WiMAX và mô hình kết nối cho người dùng
với mô tả từng bước để có 1 thuật toán xây dựng số lượng thuê bao tối đa trên một
khu vực WiMAX cụ thể có thể hỗ trợ.
Quá trình tính toán mô phỏng thực hiện trên Matlab, tính toán với các tham số
khác nhau và trường hợp lưu thông để giảm bớt các vấn đề quy hoạch WiMAX di
động. Chương cuối cùng của thesis nêu ra các mô hình truyền khác nhau phù hợp với
các ứng dụng trong WiMAX.
Phương pháp nghiên cứu sẽ giúp những nhà khai thác có kế hoạch để thực
hiện một mạng lưới phủ sóng rộng trong một thành phố. Sử dụng phương pháp giới
thiệu, các nhà cung cấp dịch vụ sẽ có thể ước tính số lượng các trạm gốc và do đó
đầu tư mạng lưới và lợi nhuận.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn Khoa Điện – Điện Tử, trường Đại Học
Tôn Đức Thắng đã tạo điều kiện tốt cho chúng em thực hiện đề tài đồ án này. Em xin
chân thành cảm ơn thầy Ts Đỗ Đình Thuấn đã tận tình hướng dẩn, chỉ bảo em trong
suốt thời gian thực hiện đề tài. Cùng lòng biết ơn sâu sắc đối với Ông Bà, Cha Mẹ đã
chăm sóc, nuôi dạy chúng con thành người. Xin chân thành cảm ơn các anh chị và

bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên em trong thời gian học tập và nghiên cứu.
Mặc dù em đã cố gắng hoàn thành báo cáo trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng
chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong nhận được sự
cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn
Sinh viên thực hiên
Trần Nguyễn Văn Đoài
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 2

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
MỤC LỤC 2
DANH MỤC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU 10
CHƯƠNG 1 13
GIỚI THIỆU VỀ TRUY CẬP MẠNG BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY 13
1.1 KỸ THUẬT TRUY CẬP DI ĐỘNG VỚI BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY 15
1.2 GIỚI THIỆU VỀ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16 16
1.3 GIỚI THIỆU VỀ WiMAX FORUM 19
1.4 ĐẶC ĐIỂM MẠNG WiMAX 19
1.5 CÁC BĂNG TẦN CỦA WiMAX 20
1.5.1 CÁC BĂNG TẦN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT CHO WIMAX TRÊN THẾ GIỚI
20
1.5.2 BĂNG TẦN Ở VIỆT NAM CÓ KHẢ NĂNG DÀNH CHO WIMAX 21
CHƯƠNG 2 23
TỔNG QUAN VỀ MOBILE WiMAX 23
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 23
2.2 SƠ LƯỢC VỀ KÊNH TRUYỀN KHÔNG DÂY 24

2.3 LỚP VẬT LÝ 26
2.3.1 KỸ THUẬT ODFM 26
2.3.2 KỸ THUẬT OFDMA 27
2.3.3 SOFDMA- Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access 29
2.3.4 ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA KÊNH TRUYỀN 31
2.3.5 CẤU TRÚC FRAME 32
2.4 LỚP MAC 35
2.4.1 CẤU TRÚC LỚP MAC 35
2.4.2 CẤU TRÚC MAC PDU 36
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 3

2.4.3 PHÂN BỐ BĂNG THÔNG - Bandwidth Allocation 37
2.4.4 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS Và LẬP LỊCH Scheduling 37
2.4.5 QUẢN LÝ THUÊ BAO 39
2.4.5.1 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 39
2.4.5.2 CHUYỂN GIAO- HANDOFF 39
2.5 THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG VÀ VÙNG BAO PHỦ SÓNG 40
2.5.1 THÔNG LƯỢNG VÀ TỐC ĐỘ DỮ LIỆU 40
2.5.2 VÙNG BAO PHỦ 43
2.6 ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ THÍCH NGHI AMC 44
CHƯƠNG 3 48
PHÂN TÍCH DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG MOBILE WiMAX 48
3.1 GIỚI THIỆU 48
3.2 PHÂN BỐ ĐIỀU CHẾ 49
3.3 PHÂN PHỐI ỨNG DỤNG 51
3.3.1 HỖ TRỢ LUỒNG DỮ LIỆU- SERVICE FLOWS 52
3.3.2 CÁC THÔNG SỐ VỀ CÁC ỨNG DỤNG 53

3.3.3 MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH
VỤ QOS 55
3.3.4 PHÂN PHỐI ỨNG DỤNG VÀ XU HƯỚNG THỊ TRƯỜNG 57
3.4 ƯỚC LƯỢNG BĂNG THÔNG SỬ DỤNG 61
3.4.1 DOWNLINK 63
3.4.2 UPLINK 69
3.5 SỐ USER LỚN NHẤT TRONG KHOẢNG KHU VỰC ĐO LƯỜNG 73
3.6 TÁC ĐỘNG CỦA OVERHEAD LÊN DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 75
CHƯƠNG 4 76
MỘT VÀI MÔ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU CHO ĐƯỜNG TRUYỀN KHÔNG
DÂY BĂNG RỘNG 76
4.1 GIỚI THIỆU 76
4.2 SUI MODEL- MÔ HÌNH SUI 76
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 4

4.3 Cost-231 Hata Model 78
4.4 SO SÁNH CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN- COMPARISON OF PROPAGATION
MODELS 79
CHƯƠNG 5 81
MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 81
5.1 GIỚI THIỆU 81
5.2 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG 81
5.3 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG 82
5.3.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI 84
5.3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ƯỚC LƯỢNG DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG VÀ
SỐ USER 91
CHƯƠNG 6 98

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 98
6.1 KẾT LUẬN 98
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 5

DANH MỤC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
3GPP 3G Partnership Project
A
AF Amplify and Forward Khuếch đại và chuyển tiếp.
AWGN Addtive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng.
ACK Acknowledge Xác nhận được tín hiệu
AMC Adaptive modulation and Code Mã hóa và điều chế thích nghi
AMT Asynchronous Transfer Module Mô hình truyền bất đồng bộ
B
BE Best Effort Tác động cao nhất
BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bit.
BTS Base Tranceiver Station Trạm vô tuyến gốc.
BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân.
BW Bandwidth Băng thông
BWA Broadband Wireless Access Đường kết nối không dây băng rộng
C
CBR Constant Bit Rate Hằng số tốc độ Bit
CC Convolutional Coding Mã xoắn
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập chia theo mã.
CS Convergence Sublayer Lớp hộ tụ con

CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh.
CP Cyclic Prefix Chu kỳ tiền tố
CTC Convolutional Turbo Coding Mã xoắn Turbo
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 6

D
DAC Digital to Analogue Converter
DCD Downlink Channel Descriptor
DIUC Downlink Interval Usage Code
DL Downlink
DF Decode and Forward Giải mã và chuyển tiếp.
E
EGC Equal Gain Combining Kết hợp độ lợi cân bằng.
ETSI European Telecommunications Standards Institute
Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu.
F
FBSS Fast Base Station Switching
FCH Frame Control Header
FDD Frequency Division Duplex
FEC Forward Error Correction
FFT Fast Fourier Transform
FDM Frequence Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số.
FER Frame Error Rate Tỉ số lỗi khung.
FSK Frequency Shift Keying Khoá điều chế dịch tần.
G
GSM Global System for Mobile Communication
Thông tin di động toàn cầu.

H
HHO Hard Hand-Off Chuyển giao cứng
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 7

HSPA High Speed Packet Access
Đường truyền dữ liệu gói tốc độ cao
I
IE Information Element Phần tử thông tin
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
IMT-2000 International Mobile Telecommunication
Tiêu chuẩn thông tin di động toàn cầu.
IS-95A Interim Standard 95A
Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ
ISI Inter Symbol Interference Nhiễu liên ký tự.
L
LOS Light-Of-Sight Tầm nhìn thẳng
LTE Long Term Evolution
M
MAC Medium Access Control Lớp liên kết dữ liệu
MAP Media Access Protocol Giao thức kết nối trung gian
MAU Minimum Allocation Unit Đơn vih phân bố nhỏ nhất
ME Mobile Equipment Thiết bị di động.
MMSE Minimum Mean Square Error Ước lượng giá trị tối thiểu nhiễu
MS Mobile Station Trạm di động.
MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra.
MRC Maximum Ratio Combining Kết hợp theo tỷ lệ tối đa.
N

NLOS Non Light Of Sight Tầm nhìn không thẳng
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 8

O
OCR Overall Coding Rate
OFDM Orthogonal Frequence Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao.
OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplex Access
Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao
OSR Over Subscription Ratio
P
PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha.
Q
QPSK Quarter Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc.
R
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến.
Rx Receiver Phía thu (anten thu).
S
SC Selection combining Kết hợp lựa chọn.
SC Switching combining Kết hợp chuyển nhánh.
SNR Signal to Noise Ratio Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu.
STBC Space-Time Block Code Mã hóa khối không gian thời gian.
STTC Space –Time Trellis Code Mã hóa lưới không gian thời gian.
SMS Short Message Services Dịch vụ tin nhắn ngắn
SOFDMA Scalable Orthogonal Frequency
Division Multiplex AccessĐa truy cập ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao tỉ lệ

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 9

T
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian.
Tx Transmitter Phía phát (anten phát)
TDM Time Division Mutiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian.
S
SDU Service Data Unit Đơn vị hỗ trợ dữ liệu
SIMO Single Input Multiple Output
SNR Signal to Noise Ratio Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
SOFDMA Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access
SS Subscriber Station Trạm phân phối
U
UE User Equipment Thiết bị người dùng
UL Uplink Đường tải dữ liệu
UTMS Universal Mobile Telephone System
UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network
V
VBR Variable Bit Rate Tốc độ Bit biến đổi
VoIP Voice over IP
W
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
Khả năng khai thác liên mạng trên toàn cầu đối với truy cập viba

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn

SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 10

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1- Mô hình một hệ thống mạng không dây 13
Hình 1.2- Vị trí của WiMAX trong tiêu chuẩn IEEE 802 17
Hình 2.1- Mô hình kênh truyền không dây 24
Hình 2.2- Các tác động lên kênh truyền không dây 26
Hình 2.3- Cấu trúc ký tự thông tin theo Cyclic Prefix 27
Hình 2.4- Miền tần số đại diện của các ký tự trong kỹ thuật OFDMA 28
Hình 2.5- Kênh truyền với kỹ thuật OFDM và OFDMA xét trên đường up-link. 29
Hình 2.6- Cấu trúc frame TDD trong WiMAX OFDMA 33
Hình 2.7- Thực hiện tái sử dụng tần số trong một khu vực 34
Hình 2.8- Lớp MAC WiMAX 35
Hình 2.9- Cấu trúc MAC PDU 36
Hình 2.10- Phần trăm các dải tần số của hệ thống WiMAX 42
Hình 2.11- Điều chế và mã hóa thích nghi 45
Hình 3.1- Chia phần trong băng thông kênh truyền 53
Hình 3.2- Triển khai WiMAX trên toàn cầu với các loại người dùng đầu cuối 56
Hình 3.3- Phân bố các ứng dụng nhà cung cấp hệ thống UTMS-HSPA ở Châu Âu 59
Hình 3.4- Giải thuật tính toán băng thông hữu ích Downlink 64
Hình 3.5- Kỹ thuật Packing và Fragmentation trong WiMAX 68
Hình 3.6- Thuật toán tính toán băng thông hữu ích đường Uplink 70
Hình 3.7 - Giải thuật tính toán số user lớn nhất trên mỗi sector 74
Hình 5.1- Giao diện chính 82
Hình 5.2- Giao diện mô phỏng điều chế và mã hóa thích nghi. 83
Hình 5.3- Giao diện mô phỏng ước lượng dung lượng hệ thống và số user 83
Hình 5.4- Mô phỏng điều chế QPSK với 1/2 . Cyclic Prefix 8. N = 50 84
Hình 5.5- Mô phỏng điều chế QPSK với 3/4 . Cyclic Prefix 8 N = 50 84

Hình 5.6- Mô phỏng điều chế QPSK 3/4 . Cyclic Prefix 16, N = 50 85
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 11

Hình 5.7- Mô phỏng điều chế 16QAM 1/2 . Cyclic Prefix 8, N = 50 85
Hình 5.8- Mô phỏng điều chế 64QAM 2/3 . Cyclic Prefix 8, N = 50 86
Hình 5.9- Mô phỏng điều chế 64QAM 2/3 . Cyclic Prefix 16, N = 50 86
Hình 5.10- Giao diện mô phỏng các điều chế sử dụng với các mô hình kênh truyền
không dây SUI-1, SUI-2, SUI-3 87
Hình 5.11- Biểu đồ BER so với SNR cho các loại mã hóa theo Code rate và Cyclic
Profix với mô hình kênh truyền SUI-1 88
Hình 5.12- Biểu đồ BER so với SNR cho các loại mã hóa theo Code rate và Cyclic
Profix với mô hình kênh truyền SUI-2 88
Hình 5.13- Biểu đồ BER so với SNR cho các loại mã hóa theo Code rate và Cyclic
Profix với mô hình kênh truyền SUI-3 89
Hình 5.14- Receiver SNR [dB] theo khoảng cách. 90
Hình 5.15- Mô phỏng với giá trị nhập trường hợp 1 và kết quả 91
Hình 5.16- Biểu đồ số tốc độ đường UL/DL theo số userKết quả thu được với mô
phỏng 1 92
Hình 5.17- Mô phỏng với giá trị nhập trường hợp 2 và kết quả 93
Hình 5.18- Biểu đồ số tốc độ đường UL/DL theo số userKết quả thu được với mô
phỏng 2 94
Hình 5.19- Mô phỏng với giá trị nhập trường hợp 3 và kết quả 95
Hình 5.20- Biểu đồ số tốc độ đường UL/DL theo số userKết quả thu được với mô
phỏng 3 96


NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO

DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 12

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1- Các thông số OFDM biểu tượng cho WiMAX cố định và các biểu tượng
OFDMA thông số tương đương được sử dụng trong WiMAX di động trong đường
downlink. 30
Bảng 2.2- Burst profile theo uplink- downlink trong IEEE 802.16e-2005 32
Bảng 2.3- Lưu lượng dịch vụ và các thông số WiMAX di dộng (Mobile WiMAX)
38
Bảng 2.4- Các thông số tần số của Mobile WiMAX 41
Bảng 2.5- Phân tích điều chế và mã hóa thích nghi với giá trị SNR tương ứng có được
bán kính vùng phủ. 47
Bảng 3.1- Điều chế và mã hóa hỗ trợ cho WiMAX di động 49
Bảng 3.2- Giá trị nhỏ nhất độ nhạy phía thu với các kỹ thuật điều chế và mã hóa khác
nhau 50
Bảng 3.3- Giả định phân phối điều chế 50
Bảng 3.4- Giả thiết phân phối các ứng dụng 58
Bảng 4.1- Các con số số liệu cho các thông số mô hình SUI 78
Bảng 4.2- giới hạn các thông số trong mô hình Cost-231 Hata 79
Bảng 4.3- Thống kê so sánh của mô hình truyền 80
Bảng 5.1- Thể hiện giá trị SNR tương ứng với giá trị BER = 10
-3
của các loại điều
chế khác nhau với coding rate. 89


NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG

GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 13

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ TRUY CẬP MẠNG BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY
KHÔNG DÂY DI ĐỘNG
Hệ thống viễn thông là một trong những thành tựu quan trong trong lịch sử
của khoa học kỹ thuật và truyền thông. Những mạng viễn thông với khung chính gồm
các tế bào mạng, truyền thông vô tuyến, radio, kênh truyền hình, truyền gửi dữ liệu
và nhận thông qua các vệ tinh nhân tạo và một số thành phần khác. Với các hệ thống
viễn thông, truyền thông trở nên phát triển cách cực nhanh và các dịch vụ sẵn có dành
cho hầu hết các user người sử dụng và dù cho người sử dụng đi đến đâu. Worldwide
Interoperability for Microwave Access (WiMAX) là kỹ thuật truyền thông mới cho
hệ thống truyền dữ liệu không dây và nó là tiêu chuẩn như các tiêu chuẩn sau IEEE
802.16-2004 và IEEE 802.16-2005 hoặc tiêu chuẩn 802.16e.
Một hệ thống WiMAX bao gồm 2 phần:
1. Thiết bị phát sóng WiMAX: khái niệm chọn lọc có thể được hiểu như các anten
phát sóng của các cell mạng nhưng tổng dện tích cuả nó có thể lớn hơn rất nhiều.
2. Thiết bị thu WiMAX: nó có 1 anten nhỏ và có thể được trang bị card xử lý máy
tính cá nhân liên kết mạng xã hội- Personal Computer Memory Card International
Association (PCMCIA) hoặc một cái hộp nhỏ xử lý tín hiệu thu. Ngày nay, những
máy tính cá nhân, laptop có trang bị các thiết bị thu trên.

Hình 1.1- Mô hình một hệ thống mạng không dây

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 14

Hình 1.1 diễn tả sơ lược hệ thống làm việc của mạng WiMAX. Các trạm thiết
bị phát WiMAX có thể kết nối trực tiếp đến các xương sống mạng với sự hỗ trợ của
các cáp quang. Và trạm phát cũng có thể kết nối với các trạm phát khác thống qua
Line-of-Sight (LOS) liên kết siêu sóng và như các loại kết nối có thể được gọi là thiết
bị chuyên chở- backhauls.
Hai thập niên gần đã minh chứng cho sự phát triển nhanh chóng trên số lượng
của thuê bao và sự phát triển không tưởng về kỹ thuật của thông liên lạc mạng di
động từ cá nhân, các mạch chuyển mạch, hệ thống thế hệ kỹ thuật tương tự đầu tiên
với giới hạn về dung lượng thoại cung cấp, giới hạn tính linh động và một dung lượng
nhỏ cho hệ thống du động thứ 3 với dung lượng kênh tăng cách đặc biệt, chuyển mạch
gói dữ liệu số thi hành tất cả IP đề ra 1 sự đa dạng của các dịch vụ đa phương tiện.
Với sự phát triển của nhu cầu dành cho các dịch vụ truyền thông đa phương tiện chất
lượng cao, kỹ thuật kết nối đường truyền sóng tiếp tục hướng đến các thế hệ tiếp theo
phát triển hơn. Các đặc điểm chung của hệ thống di động sau bao gồm hệ thống cốt
lõi, hỗ trợ cho một phạm vi rộng của người sử dụng di động, cải thiện đáng kể thông
lượng người sử dụng và thông lượng của hệ thống , độ tin cậy và độ vững, liền mạch
két nối, giảm độ trễ kết nối
Trong chương này đề cập đến trạng thái hiện hành của kỹ thuật truy cập với
băng rộng và kết quả đạt được thông qua các tổ chức tiêu chuẩn để cụ thể hóa các
nhìn nhận và đáp ứng các mục tiêu dành cho các thế hệ sau của hệ thống truy cập
băng rộng. Hiện nay, hầu hết các hoạt động qua trọng trong lĩnh vực này được quản
lý với tổ chức viện kỹ thuật điện và điện tử- Institute of Electrical and Electronics
Engineers và các dự án quan hệ đối tác thế hệ 3. Hai tôt chức có lịch sử đóng góp cho
dự phát triển và đánh dấu của sự sửa đổi và hệ thống băng rộng di đông như IEEE
802.16, IEEE 802.11, IEEE 802.3 và dòng UTMS của các giá trị tiêu chuẩn. cả hai
tổ chức trên đã đem đến bước phát triển đáng chú ý hướng dến các thế hệ sau này của
sửa chữa và kỹ thuật truy cập di động được biết đến như hệ thống IMT.
Có một số lượng lớn sự giống nhau và tương ứng giữa các tiêu chuẩn hệ thống
truy cập không dây với nhu cầu hệ thống tương tự nhau và tiếp tục với các khơi chức
năng tương ứng, giao thức, và xử lý dải băng cơ sở và kết quả là khái niệm cuối cùng

quy hồi trong các thế hệ thứ 4 hoặc sau này của công nghệ truy cập băng thông rộng
không dây.

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 15

1.1 KỸ THUẬT TRUY CẬP DI ĐỘNG VỚI BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY
Kỹ thuật băng rộng không dây cung cấp đường truy cập băng rộng đến các thê
bao di động ở bất cứ chỗ nào, cho phép khác hàng với 1 dải băng tính linh động và
một sự đa dạng về dịch vụ truyền thông và ứng dụng. Kỹ thuật truy cập băng rộng
không dây cung cấp các truy cập dữ liệu băng thông lớn thông qua các phương tiện
truyền thông không dây đến khác hàng và thị trường kinh doanh. Hầu hết các ví dụ
về đường truy cập băng rộng là mạng không dây lưới khu vực địa phương. Vừa có
những tác động liên tục để phân bố băng rộng bởi sự phát triển không ngừng cuả kỹ
thuật truy cập sóng như 3GPP UMTS và LTE và nhất là hệ thống WiMAX cho thuê
bao cố định và di động – Mobile WiMAX. Hệ thống truy cập không dây cũng là một
hấp dẫn tùy chọn để các nhà khai thác mạng tại các khu vực địa lý từ xa với mạng có
dây hoặc không dây. Lợi thế lợi thế về tiết kiệm trong tốc độ của chi phí triển khai và
lắp đặt thêm động lực cho công nghệ truy cập băng rộng không dây.
Có những loại kỹ thuật truy cập mạng không dậy với băng rộng dựa trên vùng
phủ sóng và người sử dụng di động hay cố định.
o Personal Area Network (PAN) là mạng không dây dữ liệu dùng các
truyền thông giữa các thiết bị/ thiết bị ngoại vi xung quanh người sử
dụng. Vùng phủ sóng của mạng không dây PAN bị giới hạn khoảng vài
mét. Ví dụ kỹ thuật PAN bao giồm Bluetooth hoặc IEEE 802.15,1 [1]
và kỹ thật siêu băng rộng- Ultra Wideband (UWB).
o Local Area Network (LAN) là mạng không dây hoặc có dậy với dữ liệu
mạng được dung cho truyền dữ liệu/ thoại giữa các thiệt bị với vùng

phủ sóng nhỏ như phạm vi gia đình hoặc môi trường văn phòng, với
không hoặc giới hạn thuê bao di động. Ví dụ băng gồm giao thức LAN
dây và Wifi hoặc IEEE 802.11 (LAN không dây cho người dùng cố
định và di động.
o Metropolitan Area Network (MAN) là mạng dữ liệu có kết nối 1 số
LANs hoặc 1 nhóm user cố định/ di động phân bố trong 1 khu vực lớn
mang tính chất vật lý. Cơ sở hạ tầng không dây hoặc các kết nối sợi
quang thường được sử dụng để liên kết các LANs phân tán. Ví dụ bao
gồm IEEE 802.16-2004 (WiMAX cố định- fixed WiMAX) và Ethernet
dựa trên MAN. Sau này với các tiêu chuẩn IEEE 802.16-2005 cho
người dùng cố định và di động, IEEE802.16e …
o Wide Area Network (WAN) là mạng dữ liệu mà kết nối phân tán về
phương diện vật lý người sử dụng theo 1 hình thức của những mấu
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 16

chuyển mạch liên kết nối- switching, host, LANs,… và phủ 1 vùng diện
tích lớn về phương diện vật lý. Ví dụ mạng WAN bao gồm Internet và
tế bào mạng như 3GPP UTMS , 3GPP LTE và WiMAX di động –
mobile WiMAX hoặc 802.16-2009
Người dùng yêu cầu cho các dịch vụ băng rộng không dây và các ứng dụng tiếp tục
tăng lên. Xét riêng, các user mong đợi 1 sự năng động và dòng liên tục các ứng dụng
mới, dung lượng và các dịch vụ mà phổ biến và có sẵn trên một loạt các thiết bị sử
dụng một thuê bao duy nhất và 1 cá nhân hoặc đồng nhất tính duy nhất. Một số yếu
tố quan trọng đang đẩy nhanh việc áp dụng các dịch vụ dữ liệu không dây. Những
yêu cầu bao gồm sự gia tăng số người sử dụng dành cho các dịch vụ truyền thông
không dây, những bước tiến trong công nghệ điện thoại thông minh- smart phone,
phủ sóng toàn cầu của băng thông rộng có dây và truy cập không dây. Đi cùng với

đó, các ứng dụng được nhà cung cấp tối ưu hóa dịch vụ của họ hoặc phát triển các
ứng dụng mới để giải quyết nhu cầu và mong đợi của người sử dụng cố định và điện
thoại di động.
Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện đang phát triển rất nhanh hơn ứng
dụng thoại và đang ngày càng chiếm lượng lớn lưu lượng mạng. Hiện nay có sự
chuyển đổi dần từ mạch chuyển mạch sang chuyển mạch gói và mạng all-IP. Sự
chuyển đổi này sẽ thay đổi nguời sử dụng với khả năng để đạt khả năng nhiều hơn
cới các dịch vụ bao gồm email, truyền file dữ liệu, IPTV, VoIP, tương tác game, tin
nhắn và phân phối dịch vụ. Những hỗ trợ dịch vụ này là một trong hai đối xứng hoặc
không đối xứng và thời gian thực hoặc phi thời gian thực. Chúng yêu cầu băng thông
tần số rộng hơn, truyền tải thấp hơn và thời gian trễ xử lý, và thông lượng dữ liệu cao
hơn.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16
Sự phát triển các tiêu chuẩn IEEE được hiệp hội tiêu chuẩn IEEE điều hành.
Sự phát triển và duy trì các tiêu chuẩn được giám sát bởi IEEE -SA ban tiêu chuẩn,
quản lý và phê duyệt các dự án bỏ phiếu phê duyệt các tiêu chuẩn. Hiệp hội tiêu chuẩn
IEEE 802 LAN/MAN (còn được gọi là IEEE 802) đã đi vào hoạt động từ tháng 3
năm 1980. Đối tượng phát triển của hiệp hội là phát triển các tiêu chuẩn về mạng
LAN/ MAN và giao thức mà tạo ánh xạ để các lớp thấp (như lớp vật ký, lớp liên kết
dữ liệu) của 7 lớp trong mô hình Open System Interconnection (OSI) mô hình tham
chiếu tiêu chuẩn IEEE 802 chia lớp liên kết dữ liệu (data link layer) thành 2 lớp con,
với tên tương ứng Logical Link Control (LLC) và Medium Access Control (MAC).
Tiêu chuẩn dùng rộng rãi cho các họ Ethernet, Token Ring, Wireless LAN, Wireless
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 17

PAN, Wireless MAN, Bridging và Virtual Bridged LANs. Hình 1.2 thể hiện chuẩn
IEEE 802-16 tương ứng với hệ thống WiMAX.

Hình 1.2- Vị trí của WiMAX trong tiêu chuẩn IEEE 802
Sự phát triển của tiêu chuẩn IEEE 802.16 cùng với những sửa đổi liên quan
và sửa đổi, là trách nhiệm của Nhóm làm việc IEEE 802.16. Nhóm làm việc nghiên
cứu về tiêu chuẩn IEEE 802.16 là 1 thành viên của nhóm IEEE 802 cho mạng không
dây diện rộng- Wireless Metropolian Area Netwwork- MAN, đặc biệt trong phần 16:
giao diện air- Air Interface dành cho hệ thống truy cập không dây băng rộng. Nhóm
làm việc phát triển các tiêu chuẩn và khuyên khích thực hiện để hỗ trợ sự phát triển
và triển khai băng rộng cố định và di động.
Sự phát triển của tiêu chuẩn IEEE 802.16 thông qua các giai đoạn tiêu chuẩn
tiêu biểu như sau: IEEE 802.16 basic, IEEE 802.16-2001, tiêu chuẩn IEEE 802-16a,
IEEE 802-16c, IEEE 802-16d- 2004, IEEE 802.16e-2005, IEEE 802.16-2009, IEEE
802.16h- 2010, IEEE 802m-2011…
Chuẩn IEE 802.16-2001 được hoàn thành chính thức vào tháng 10, 2001 và
được công bố ngày 8/4/2002. Với mục đích mô tả các đặc điểm kỹ thuật riêng biệt
giao diên mạng MAN- vùng đô thị- với dãi tần số từ 10-66 GHz, nhưng do việc thông
tin ở tần số cao gặp khó khăn do tần số càng cao thì tổn hao càng lớn. Chính vì vậy
chuẩn 802.16a đã được ra đời. Tiêu chuẩn IEEE 802.16 công bố vào tháng 4, 2003.
Chuẩn cung cấp khả năng truy cập băng rộng không dây ở đầu cuối và điểm kết nối
bằng băng tần 2 ÷ 11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấp phép, với
khoảng cách kết nối tối đa có thể đạt tới 50km trong trường hợp kết nối điểm điểm
và 7÷10km trong trường hợp kết nối từ điểm đa điểm. Tốc độ truy cập có thể đạt tới
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 18

70 Mbps. Tiêu chuẩn IEEE 802.16c đưa ra vào tháng 9, 2002; sau đó tiêu chuẩn nâng
cấp lên chuẩn 802.16-2001. Bản cập nhật đã sửa một số lỗi và sự mâu thuẩn trong
bản tiêu chuẩn ban đầu và thêm vào một số profiles hệ thống chi tiết cho dải tần 10 ÷

66GHz. Chuẩn IEEE 802.16d-2004 được phê chuẩn năm 2004 công bố rộng rãi tháng
9 năm nay 2004, tiêu chuấn sử dụng điều chế OFDM và có thể cung cấp các dich vụ
cố đinh, hoặc người dùng di động nhưng cố đinh kết nối lúc kết nối. Chuẩn 802.16d
hỗ trợ cả 2 dải tần số, cho phép kết nối thực hiện ở các môi trường khác nhau: Băng
tần 10÷66 GHz: với băng tần này thường được dùng trong môi trường tầm nhìn thẳng
(LOS). Độ rộng kênh được khuyến nghị cho dải tần này là 25 đến 28MHz. Nó cung
cấp khả năng hỗ trợ tốt trong những ứng dụng mô hình điểm-đa điểm. Băng tần 2÷11
GHz: với băng tần này thường được dùng trong môi trường không trong tầm nhìn
thẳng (NLOS).
Trong khi đó tiêu chuẩn IEEE 802.16e-2005 được công bố với tháng 11/2005,
là phiên bản phát triển của 802.16d-2004 nhằm hỗ trợ thêm các dịch vụ di động,
chuẩn này sử dụng SOFDMA- kỹ thuật điều chế sóng mang sử dụng kênh phụ. Cho
phép thực hiện các chức năng chuyển vùng và chuyển mạng, có thể cung cấp đồng
thời dịch vụ cố định, nomadic, mang xách được ( người sử dụng có thể di chuyển với
tốc độ đi bộ) với băng tần khuyến cáo 2-6GHz để phục vụ cho các ứng dụng trong
môi trường không nhìn thẳng và ứng dụng di động. Tuy tốc độ và khả năng bao phủ
không được lớn như chuẩn cố định, nhưng với kênh băng thông 10MHz, nó cũng có
thể đạt tới tốc độ 30Mbps, với khả năng bao phủ tới 15km. Một đặc điểm nổi bật của
chuẩn này là có thể ứng dụng trong môi trường di chuyển với tốc độ lý thuyết có thể
lên tới 100km/h.
Tiêu chuẩn mới IEEE 802.16h-2010 sửa đổi bổ sung một số của tiêu chuẩn
IEEE 802.16 giao diên air- air interface dành cho hệ thống không dây cố định băng
rộng với việc cải thiện cơ chế cùng tồn tại dành cho tổ chức miễn giấy phép bản
quyền. Bước tiến gần nhất của tiêu chuẩn IEEE là IEEE project 802.16.m được công
bố tháng 3, 2011 dự án sửa đổi tiêu chuẩn IEEE 802.16-2009 với giao diện air dành
cho hệ thống băng rộng cho thuê bao cố định và di động, nâng cao giao diện air.

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn

SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 19

1.3 GIỚI THIỆU VỀ WiMAX FORUM
WiMAX Forum là một tổ chức của các nhà khai thác và các công ty thiết bị
và cấu kiện truyền thông hàng đầu. Mục tiêu của WiMAX Forum là thúc đẩy và
chứng nhận khả năng tương thích của các thiết bị truy cập vô tuyến băng rộng tuân
thủ chuẩn 802.16 của IEEE và các chuẩn HiperMAN của ETSI. WiMAX Forum
được thành lập để dỡ bỏ các rào cản tiến tới việc chấp nhận rộng rãi công nghệ truy
cập vô tuyến băng rộng BWA (Broadband Wireless Access), vì riêng một chuẩn thì
không đủ để khuyến khích việc chấp nhận rộng rãi một công nghệ. Theo mục tiêu
này, WiMAX Forum đã hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp và các cơ quan quản
lý để đảm bảo các hệ thống được WiMAX Forum phê chuẩn đáp ứng các yêu cầu của
khách hàng và của các chính phủ.
1.4 ĐẶC ĐIỂM MẠNG WiMAX
Đặc điểm chính yếu của mạng WiMAX: lớp vật lý (PHY) trên nề OFDM, tốc
độ dữ liệ cao, hô trợ băng rộng cao, AMC, truyền lại ở lớp liên kết dữ liệu MAC, cấp
cho các user cố định và cả di động, hỗ trợ QoS, Robust security và kiến trúc nền IP.
Lớp vật lý dựa trên nền OFDM: chính vì lý do này mà WiMAX có thể khắc phục tốt
nhiễu đa đường, và có thể hoạt động tốt trong điều kiện không theo tầm nhìn thẳng
(NLOS).
Tốc độ dữ liệu tối đa rất cao: WiMAX có khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu ở tốc độ rất
cao. Nếu sử dụng TDM với tỉ lệ uplink-to-downlink là 3:1 thì tốc độ có thể lên đến
25Mbps cho downlink và 6.7Mbps cho uplink.
Hỗ trợ băng thông và tốc độ dữ liệu linh động: sự linh động trong cấu trúc lớp vật
lý của WiMAX cho phép tốc độ dữ liệu dễ dàng thay đổi với băng thông sẵn có. Tính
linh động này được hỗ trợ trong chế độ OFDMA nơi bộ biến đổi FFT có thể thay đổi
theo ý muốn tùy theo độ rộng băng thông.
AMC (Adaptive Modulation and Coding): WiMAX có thể sử dụng nhiều loại mã hóa
và điều chế khác nhau, cho phép thay đổi theo từng user hoặc từng frame, dựa trên
điều kiện của kênh truyền.

Truyền lại ở lớp liên kết: với những kết nối đòi hỏi tăng cường độ tin cậy, WiMAX
sẽ hỗ trợ ARQ (Automatic retransmition requsets) ở lớp liên kết. Những kết nối cho
phép ARQ sẽ mỗi gói được phát đi phải được xác nhận bởi phía thu khi nhận được,
gói nào không được xác nhận thì coi như là bị mất, và phía phát sẽ truyền lại.
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 20

Cấp phát tài nguyên động và tĩnh cho user: việc cấp phát tài nguyên cho hướng lên
và hướng xuống đều được điều khiển bởi một bộ điều khiển ở trạm gốc. Tài nguyên
có thể được cấp phát trong miền không gian cũng như bằng việc sử dụng hệ thống
AAS (advanced antena system).
Hỗ trợ Quality-of-service: lớp MAC của WiMAX có một kiến trúc kết nối định
hướng được thiết kế hỗ trợ nhiều loại ứng dụng bao gồm thoại và các dịch vụ đa
phương tiện. Hệ thống có thể hỗ trợ dòng lưu lượng có tốc độ bit cố định, tốc độ bit
thay đổi, theo thời gian thực và không theo thời gian thực. WiMAX MAC được thiết
kế nhằm hỗ trợ một số lượng lớn user, với đa kết nối và QoS cho mỗi đầu cuối.
Robust security: WiMAX hỗ trợ mã hóa rất mạnh, dùng AES (Advanced Encryption
Standard), có một robust riêng và có giao thức quản lý khóa. Hệ thống cũng hỗ trợ
nhận thực rất linh động dựa trên giao thức EAP (Extensible Authentication Protocol).
Kiến trúc nền IP: WiMAX Forum đã định nghĩa một cấu trúc mạng tham chiếu dựa
trên nền tảng của IP. Tất cả các dịch vụ end-to-end đều được phân phối đựa trên giao
thức IP với Qos, quản lý session, an ninh và tính di động.
1.5 CÁC BĂNG TẦN CỦA WiMAX
1.5.1 CÁC BĂNG TẦN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT CHO WIMAX TRÊN THẾ GIỚI
Các băng được Diễn đàn WiMax tập trung xem xét và vận động cơ quan
quản lý tần số các nước phân bổ cho WiMax là:
Băng tần 2,3-2,4GHz (2,3GHz Band) : được đề xuất sử dụng cho Mobile
WiMAX. Tại Hàn Quốc băng này đã được triển khai cho BWA (WiBro). Băng tần

2,4-2,4835GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX trong tương lai .
Băng tần 2,5-2,69GHz (2,5GHz Band): được đề xuất sử dụng cho WiMAX di
động trong giai đoạn đầu .
Băng tần 3,3-3,4GHz (3,3GHz Band): được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố
định.
Băng tần 3,4-3,6GHz (3,5GHz Band): được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố
định trong giai đoạn đầu : FWA (Fixed Wireless Access)/WBA (WideBand Access).
Băng tần 3,6-3,8GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định (WBA) và
cấp cho Châu Âu. Tuy nhiên, băng 3,7-3,8 GHz đã được dung cho vệ tinh viễn thông
Châu Á, nên băng tần này không được sử dụng cho Wimax Châu Á.
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 21

Băng tần 5,725-5,850GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định trong
giai đoạn đầu.
Ngoài ra, một số băng tần khác phân bổ cho BWA cũng được một số nước
xem xét cho BWA/WiMax là: băng tần 700-800MHz (< 1GHz), băng 4,9-5,1GHz.

1.5.2 BĂNG TẦN Ở VIỆT NAM CÓ KHẢ NĂNG DÀNH CHO WIMAX
Băng tần 2,3-2,4GHz : Có thể dành đoạn băng tần này cho WiMAX. Băng tần
2,3-2,4GHz thích hợp cho cả WiMAX cố định và di động.
Băng tần 2,5-2,69GHz :
 Băng tần này hiện nay đang được sử dụng nhiều cho vi ba và MMDS
(tập trung chủ yếu ở Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh). Ngoài ra, băng
tần này là một trong các băng tần được đề xuất sử dụng cho 3G.
 Băng tần này lại là băng tần được đánh giá là thích hợp nhất cho
WiMAX di động và đã được Diễn đàn WiMAX xác nhận chính thức là
băng tần WiMAX. Một số nước cũng đã dành băng tần này cho

WiMAX như Mỹ, Mêhicô, Brazil, Canada, Singapo. Vì vậy, đề nghị
dành băng tần 2,5-2,69GHz cho WiMAX.
Băng tần 3,3-3,4GHz: Theo Qui hoạch phổ tần số VTĐ quốc gia, băng tần
này được phân bổ cho các nghiệp vụ Vô tuyến định vị, cố định và lưu động. Hiện
nay, về phía dân sự và quân sự vẫn chưa có hệ thống nào được triển khai trong băng
tần này. Do đó, có thể cho phép sử dụng WiMAX trong băng tần 3,3-3,4GHz.
Băng tần 3,4-3,6GHz, 3,6-3,8GHz: Đối với Việt nam, hệ thống vệ tinh
VINASAT dự kiến sẽ sử dụng một số đoạn băng tần trong băng C và Ku, trong đó cả
băng tần 3,4-3,7GHz. Ngoài ra, đoạn băng tần 3,7-3,8GHz mặc dù chưa sử dụng cho
VINASAT nhưng có thể được sử dụng cho các trạm mặt đất liên lạc với các hệ thống
vệ tinh khác. Vì vậy, không nên triển khai WiMAX trong băng tần 3,4 - 3,8 GHz.
Băng tần 5,725-5,850GHz: Hiện nay, băng tần này đã được Bộ qui định dành
cho WiFi. Nếu cho phép triển khai WiMAX trong băng tần này thì cũng sẽ hạn chế
băng tần dành cho WiFi. Băng tần này có thể thích hợp cho các hệ thống WiMAX ở
vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, ở đó có thể cho phép hệ thống WiMAX phát với
công suất cao hơn để giảm giá thành triển khai hệ thống WiMAX. Vì vậy, đề nghị
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 22

cho phép triển khai WiMAX trong băng tần 5,725-5,850GHz nhưng WiMAX phải
dùng chung băng tần và phải bảo vệ các hệ thống WiFi.
Như vậy, với hiện trạng sử dụng băng tần tại Việt Nam như trên, các băng tần
có khả năng dành cho WiMAX ở Việt Nam là: Băng tần 2,3-2,4GHz và 3,3-3,4GHz
cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể cả WiMAX.
Băng tần 5,725-5,850GHz cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể
cả WiMAX nhưng các hệ thống này phải dùng chung băng tần với các hệ thống WiFi
với điều kiện bảo vệ các hệ thống WiFi hoạt động trong băng tần này.
Băng tần 2,5-2,690GHz cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể cả

IMT-2000 và WiMAX. Hiện tại, chính phủ đã cấp phép thử nghiệm dịch vụ WiMAX
di động tại băng tần 2,3-2,4 GHz; và băng tần 2,5-2,69 GHz. (theo công văn số
5535/VPCP-CN của Văn phòng Chính phủ).

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 23

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ MOBILE WiMAX
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Các thông số của mạng không dây dữ liệu băng rộng thiết kế cho phạm vi
thành phố, thị xã được duyệt thành tiêu chuẩn IEEE 802.16 theo các tiêu chuẩn của
WiMAX. Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 standard đã đươc phát triển để thêm ứng
dụng suy hao đường truyền tự do (NLOS) hỗ trợ cho các tiêu chuẩn cơ bản. Tiêu
chuẩn này hỗ trợ cho các người sử dụng cố định và di động trong dải tần số 2- 11
GHz. Với mục đích thêm tính di động vào đường truyền không dây, hệ thống
WiMAX, tiêu chuẩn IEEE 802.15e-2005 đã được xác định sử dụng tần số dưới 6
GHz.
Có rất nhiều sự lựa chọn đa lớp vật lý trong tiêu chuẩn IEEE 802-16. Tương
ứng ta cũng sẽ có nhiều sự lựa chọn kiến trúc MAC, kênh ghép, băng tần số hoạt
động… trong thực tế, người ta có thể nói rằng IEEE 802.16 là một tập hợp các tiêu
chuẩn, không phải chỉ là một tiêu chuẩn duy nhất. Cấp tương thích của Wimax
Forum xác định giới hạn các cấu hình hệ thống và hồ sơ chứng nhận. Một hồ sơ hệ
thống định nghĩa tập hợp con của lệnh, tính năng vật lý và lớp MAC lựa chọn bởi
WiMAX Forum từ tiêu chuẩn cơ bản IEEE 802.16-2004 hoặc IEEE 802.16e-2005.
Hai hồ sơ hệ thống khác nhau được xác định: một dựa trên IEEE 802.16-2004, OFDM
PHY, được gọi là hệ thống hồ sơ cá nhân cố định; một dựa trên IEEE 802.16e-2005
khả năng mở rộng OFDMA PHY, được gọi là hệ thống hồ sơ cá nhân di động. Hệ

thống mobile WiMAX cơ bản được phát triển trở thành hệ thống truy cập không dây
băng rộng cơ bản cho các thiết bị cầm tay với thông lượng cao và băng thông chia sẻ
tốc độ cao với hiệu quả trải phổ cao khi so sánh với các công nghệ không dây 3G+
điện thoại di động khác.
Trong chương này các thông số kỹ thuật cơ bản của WiMAX được xây dựng
tập trung cho các thiết bị di động.


NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 24

2.2 SƠ LƯỢC VỀ KÊNH TRUYỀN KHÔNG DÂY
Một kênh truyền không dây có thể được thể hiện theo mô hình sau:

Hình 2.1- Mô hình kênh truyền không dây
Máy phát nhận được các gói bit dữ liệu từ 1 lớp giao thức cao hơn và gửi
những bit như sóng điện từ đối với phía nhận. Các bước quan trọng trong lĩnh vực kỹ
thuật số là mã hóa và điều chế. Bộ mã hóa nói chung cho biết thêm dự phòng mà sẽ
cho phép sửa lỗi ở người nhận. Modulator chuẩn bị các tín hiệu kỹ thuật số cho các
kênh không dây và có thể bao gồm một số hoạt động. Điều chế tín hiệu số được
chuyển đổi trong 1 bộ phận biểu diễn tín hiệu tương tự bởi bộ chuyển đổi tín hiệu số
sang tín hiệu tương tự (DAC) và sau đó chuyển đổi thành 1 dải sóng RF WiMAX yêu
cầu. Tín hiệu RF được bức xạ thông qua 1 anten phù hợp. Bộ phận phía nhận thực
hiện quá trình theo thứ tự ngược lại.
Có 3 tác động ảnh hưởng đến kênh truyền không dây mà không thể tìm được
trong hệ thống truyền dẫn hữu tuyến. Bao gồm: Pathloss, Shadowing và Fading. Mỗi
yếu tố ảnh hưởng đến giá trị tín hiệu thu được phía thu cách khác nhau.
Pathloss: nêu đến việc suy hao tín hiệu truyền được giữa phía phát và phía thu

cách nhau 1 khoảng cách d. Như vây, suy hao đường truyền pathloss này phụ thuộc
vào môi trường truyền. Từ các công thức tính toán suy hao khác nhau đề xuất pathloss
khác nhau cho các mô trường đô thị, ngoại ô hay nông thôn. Từ Pathloss cơ sở thiết
kế một mạng di động.
Shadowing: là khoảng cách giữa máy phát và máy thu có các vật cản tạo ảnh
hưởng đến hiệu suất tín hiệu truyền. Nói cách khác, bất cứ sựu thay đổi ảnh hưởng
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI AMC ĐỂ NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 802.16e (MOBILE WIMAX) ĐA NGƯỜI DÙNG
GVHD: Ts Đỗ Đình Thuấn
SVTH: Trần Nguyễn Văn Đoài Trang 25

đến hiệu suất tín hiệu thu được dù là tăng lên hay giảm đi, ví dụ hấp thụ hay nhiễu xạ
do ảnh hưởng của tòa nhà cao tần chắn giữa đường truyền.
Fading: không giống như với pathloss hay shadowing là do ảnh hưởng của
khoảng cách đường truyền vô tuyến hay do các vật cản giữa đường truyền. Fading
xuất hiện do phía thu nhận được nhiều phiên bản khác nhau của một máy phát. Những
phiên bản nhận giữa trạm thu phát và trạm thu có thể nhận tại gần như cùng 1 thời
gian. Trong trường hợp này, tùy thuộc vào giai đoạn khác nhau của họ, nhiễu có thể
được xây dựng hay phá hoại khi được kết hợp.
Nhiễu fading trong kênh truyền không dây có lẽ là điểm khác biệt rõ nhất giữa
hệ thống liên lạc không dây và có dây. Các yếu tố quan trọng khác biệt nhất trong hệ
thống không dây là tất cả người dùng trên danh nghĩa can thiệp với nhau trong môi
trường không dây được chia sẻ và tính di động mà đặt hạn chế nguồn lực trầm trọng
trên các máy thu phát điện thoại di động.
Các hàm số về các thông số được dùng để miêu tả kênh truyền fading với băng
rộng với hai thông số đo lường tương quan 














 



(2.1)
Trong đó h thể hiện đáp ứng kênh truyền giữa khoảng cách truyền: thời gian
trì hoãn , thời gian t. kênh truyền trải thời gian delay trong suốt đáp ứng kênh truyển
biểu hiện bởi 

. Giá trị miền tần số gắn liền với băng thông kênh truyền 

,
khoảng tần số lênh truyền lại với hằng số.






(2.2)

Hình 2.2- so sánh sự nhau tác động kênh truyền phía thu tương ứng với khoảng cách
giữa trạm phát và trạm thu.