Tìm hiểu công nghệ WiMAX

Đồ án tốt nghiệp 1 Mục lục
MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
MỤC LỤC CÁC BẢNG
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG WIMAX..........................................13
1.1. WiMAX là gì?......................................................................................................13
1.2. Các chuẩn của WiMAX.......................................................................................16
1.2.1. Chuẩn IEEE 802.16-2001.......................................................................16
1.2.2. Chuẩn IEEE 802.16a..............................................................................17
1.2.3. Chuẩn IEEE 802.16-2004.......................................................................18
1.2.4. Chuẩn IEEE 802.16e..............................................................................18
1.3. Phổ WiMAX........................................................................................................19
1.3.1. Băng tần đăng ký....................................................................................19
1.3.2. Băng tần không dăng ký.........................................................................20
1.3.3. Các băng tần được đề xuất cho WiMAX trên thế giới...........................20
1.3.4. Các băng tần ở Việt Nam có khả năng dành cho WiMAX....................21
1.4. Truyền sóng..........................................................................................................23
1.4.1. Công nghệ OFDM..................................................................................24
1.4.2. Công nghệ OFDMA...............................................................................25
1.4.3. Điều chế thích nghi................................................................................26
1.4.4. Công nghệ sửa lỗi..................................................................................27
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 2 Mục lục
1.4.5. Điều khiển công suất..............................................................................27
1.4.6. Các công nghệ vô tuyến tiên tiến...........................................................27
1.5. So sánh WiMAX với WiFi và 3G........................................................................28
1.5.1. WiFi ......................................................................................................29
1.5.2. 3G.............................................................................................................29

1.6. Kết luận.......................................................................................................31
Chương 2: CÁC KĨ THUẬT SỬ DỤNG TRONG WiMAX.......................32
2.1. Kĩ thuật OFDM............................................................................................32
2.1.1. Sự ảnh hưởng của môi trường đến việc truyền dẫn..................................32
2.1.2. Đa sóng mang...........................................................................................32
2.1.3. Công nghệ OFDM với khả năng hạn chế nhiễu.......................................34
2.1.4. Sự trực giao (Orthogonal).........................................................................37
2.1.5. Trực giao miền tần số...............................................................................38
2.1.6. Tạo và thu OFDM.....................................................................................39
2.1.7. Điều chế tải phụ........................................................................................39
2.1.8. Các sơ đồ điều chế....................................................................................40
2.1.9. Khoảng bảo vệ (GUARD PERIOD).........................................................41
2.1.10. Bảo vệ chống lại ISI...............................................................................42
2.1.11. Độ dịch Doppler.....................................................................................43
2.1.12. Tạo kí hiệu OFDM.................................................................................44
2.1.13. Mô tả kí hiệu OFDM..............................................................................45
2.1.14. Các thông số và tín hiệu được phát của kí hiệu OFDM.........................46
2.1.15. Cấu trúc khung.......................................................................................48
2.2. Kĩ thuật OFDMA cho mạng WiMAX.........................................................49
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 3 Mục lục
2.2.1. Nguyên lý cơ bản......................................................................................50
2.2.2. Những đặc tính vượt trội..........................................................................50
2.2.3. Các giao thức OFDMA.............................................................................51
2.2.4. Cấu trúc kí hiệu OFDMA và phân kênh con............................................53
2.2.5. OfDMA theo tỉ lệ (scalable).....................................................................55
2.2.6. Cấu trúc khung TDD................................................................................56
2.2.7. Tổng quát về khung (Frame)....................................................................57
2.2.8. Các thành phần trong khung (Frame Parts)..............................................58
2.3. Kết luận chương..........................................................................................59

Chương 3: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ WiMAX.........................................60
3.1. WiMAX cố định – IEEE 802.16d-2004......................................................60
3.1.1. Lớp MAC.................................................................................................60
3.1.2. Lớp PHY..................................................................................................69
3.2. WiMAX di động – IEEE 802.16e- 2005.....................................................75
3.2.1. Lớp PHY...................................................................................................75
3.2.2. Lớp MAC.................................................................................................81
3.3. Kết luận chương..........................................................................................86
Chương 4: ỨNG DỤNG................................................................................87
4.1. Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế mạng WiMAX.................................87
4.1.1. Mô hình triển khai WiMAX với các yêu cầu truy cập di đông................87
4.1.2. Mô hình triển khai WiMAX với các yêu cầu truy cập cố định................88
4.1.3. Các vấn đề kĩ thuật cần quan tâm khi thiết kế và triển khai mạng
WiMAX..............................................................................................................90
4.2. Tình hình ứng dụng WiMAX ở Việt Nam................................................115
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 4 Mục lục
4.2.1. Ưu điểm...............................................................................................115
4.2.2. Thách thức............................................................................................116
4.2.3. Tình hình thực tế....................................................................................118
4.3. Xu hướng của WiMAX trong thời gian tới trên qui mô thế giới...............126
4.4.Tiềm năng cho WiMAX ở Việt Nam.........................................................128
4.4.1.WiMAX cố định......................................................................................128
4.4.2.WiMAX di động......................................................................................128
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 5 Danh mục các từ viết tắt
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AAS adaptive antena system Hệ thống anten thích nghi

AK Authorization key Khoá Cấp phép
BE Best effort Cố gắng tối đa
BER Bit error ratio Tỷ lệ lỗi bit
BNI Base station network interface Giao diện giữa trạm gốc và mạng
BS Base station Trạm gốc
BW Bandwidth Băng thông
BWA Broadband wireless access Truy nhập không dây băng rộng
CDMA code division multiple access Đa truy nhập chia mã
CA Certification authority Quyền Chứng thực
CP Cyclic Prefix Tiền tố Tuần hoàn
CPE Customer Premise Equipment Thiết bị đầu cuối thuê bao
CPS Common part sublayer Lớp con phần chung
CRC Cyclic redundancy check Kiểm tra vòng dư
CS Convergence sublayer Lớp con hội tụ
DES Data encryption standard Tiêu chuẩn mật mã dữ liệu
DFS Dynamic frequency selection Lựa chọn tần số động
DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc
DHCP Dynamic host configuration protocol Thủ tục cấu hình chủ không cố định
DL Downlink Hướng xuống
EC Encryption control Điều khiển mật mã
ECB Electronic code book Bảng mật mã điện tử
EDE Encrypt-Decrypt-Encrypt Mật mã-giải mã-mật mã
FEC
Forward Error Correction Mã hóa sử lỗi trước
ETSI European Telecommunications
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
FBSS Fast Base Station Switching
Chuyển đổi trạm gốc nhanh
FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia tần số

FDD Frequency division duplex Song công chia tần số
FEC Forward error correction Sửa lỗi hướng đi
FFT Fast Fourier transform Biến đổi Fourier nhanh
FSS Fixed satellite service Dịch vụ vệ tinh cố định
FWA Fixed wireless access Truy nhập không dây cố định
GPS Global positioning satellite Vệ tinh định vị toàn cầu
H-FDD Half-duplex FDD FDD bán song công
HHO Hard Handoff Chuyển vùng cứng
IE Information element Phần tử thông tin
IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức kỹ sư thiết kế Internet
IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc ngược
IFFT Inversion Fast Fourier transform Biến đổi Fourier ngược nhanh
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 6 Danh mục các từ viết tắt
IP Internet Protocol Thủ tục Internet
ITU International Telecommunications
Union
Hiệp hội viễn thông Quốc tế
KEK Key encryption key Khoá Mật mã Khoá
LAN Local area network Mạng nội bộ
LMDS Local multipoint distriution service Dịch vụ phân phối đa điểm nội hạt
LOS Line of sight Tia trực xạ
MAC Medium access control layer Lớp điều khiển truy nhập môi trường
MAN Metropolitan area network Mạng khu vực thành phố
MDHO
Macro Diversity Handover
Chuyển giao đa dạng riêng
MIMO Multi input Multi output Đa đường vào đa đường ra
MMDS Multichannel multipoint distribution
service

Dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh
MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh
động
NCFG Network configuration Cấu hình mạng
NLOS Non line of sight Tia không trực xạ
nrtPS Non-real-time polling service Dịch vụ thăm dò không thời gian
thực
OFDM Orthogonal frequency division
multiplexing
Ghép kênh chia tần số trực giao
OFDMA Orthogonal frequency division multiple
access
Đa truy nhập chia tần số trực giao
PARP Peak-to Average Power Ratio Công suất tương đối cực đại
PCMCIA Personal Computer Memory Card
International Association
Hiệp hội quốc tế về tấm mạch nhớ
của máy tính cá nhân
PDA Personal Digital Assistant Thiết bị vụ số cá nhân
PDH Plesiochronous digital hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ
PDU Protocol data unit Đơn vị dữ liệu thủ tục
PER Packet Error Rate Tỷ lệ lỗi gói
PHY Physical layer Lớp vật lý
PKM Privacy key management Quản lý khoá riêng
PMP Point - to – multipoint Điểm đa điểm
PPP Point-to-Point Protocol Thủ tục điểm-điểm
QAM Quadrature amplitude modulation Điều chế biên độ cầu phương
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature phase-shift keying Khoá dịch pha cầu phương
REQ Request Yêu cầu

rtPS Real-time polling service Dịch vụ thăm dò thời gian thực
Rx Reception Thu
SA Security association Tập hợp bảo mật
SAID Security association identifier Bộ nhận dạng tập hợp bảo mật
SAP Service access point Điểm truy nhập dịch vụ
SAR Synthetic aperture radar Rada khe hở nhân tạo
SC Single carrier Kênh mang đơn
SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 7 Danh mục các từ viết tắt
SDU Service data unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ
SF Service flow Luồng dịch vụ
SFID Service Flow Identifier Bộ Nhận dạng Luồng Dịch vụ
SNMP Simple Network Management Protocol Thủ tục quản lý mạng đơn giản
SNR Signal-to-noise ratio Tỷ lệ tín hiệu/tạp âm
SS Subscriber Station Trạm thuê bao
STC Space time coding Mã thời gian không gian
TDD Time division duplex Song công chia thời gian
TDM Time division multiplex Ghép kênh chia thời gian
TDMA Time division multiple access Đa truy nhập phân chia thời gian
TEK Traffic encryption key Khoá mật mã lưu lượng
Tx Transmission Truyền dẫn
UGS Unsolicited grant service Dịch vụ cấp phát tự nguyện
UL Uplink Hướng lên
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 8 Mục lục các bảng
MỤC LỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: So sánh các chuẩn IEEE 802.16.............................................19
Bảng 1.2: So sánh WiMAX di động và 3G ...........................................31

Bảng 2.1: Mã Gray ...............................................................................41
Bảng 2.2: Các thông số lớp PHY OFDM-256 .....................................48
Bảng 2.3: Tham số vật lý của OFDMA .................................................51
Bảng 2.4: Các thông số S-OFDMA ......................................................55
Bảng 3.1: Các loại khoá bảo mật sử dụng trong IEEE 802.16-2004 ...69
Bảng 3.2: Mã sửa lỗi đối với các phương thức điều chế....................... 71
Bảng 3.3: Kích cỡ khối bit xen kẽ ........................................................72
Bảng 3.4: Các phương thức điều chế và Mã hóa được hỗ
trợ trong 802.16e .................................................................................78
Bảng 3.5: Tốc độ dữ liệu lớp PHY Mobile WiMAX ..........................79
Bảng 3.6: Các dịch vụ WiMAX di động và QoS ................................ 83
Bảng 4.1: Phân bổ tần số cho các công nghệ không dây .....................91
Bảng 4.2 Tốc độ dữ liệu cho các cấu hình SIMO/MIMO ...................106
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 9 Mục lục hình ảnh
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 1.1 Mô hình mạng WiMAX ................................………………13
Hình 1.2 Lộ trình công nghệ WiMAX............................................. ….14
Hình 1.3. Minh họa họat động WiMAX ........................…………….24
Hình 1.4. So sánh FDM và OFDM............................…………………25
Hình 1.5. OFDM với 256 sóng mang .........................………………..25
Hình 1..6. Các kênh con trong OFDMA...... ………………………….26
Hình 1.7. Bán kính cell quan hệ với điều chế thích nghi …………….26
Hình 1.8. MISO ............................……………………………………28
Hình 1.9 MIMO ..................................………………………………..28
Hình 2.1: Suy giảm tín hiệu theo khoảng cách........... ………………..32
Hình 2.2. Sự tạo ra tín hiệu OFDM……............................. ………….33
Hình 2.3. FDM thông thường và OFDM…......................... ………….33
Hình 2.4: So sánh sóng mang của OFDM với các hình

thức truyền thống......................................................... …………35
Hình 2.5: OFDM phát và thu......................................... ……………..36
Hình 2.6. Tích của hai vectơ trực giao bằng 0……….................. ……37
Hình 2.7.Tích phân của hai sóng sin khác tần số ……………………38
Hình 2.8. Tích phân của hai sóng sin cùng tần số …………………..38
Hình 2.9. Sơ đồ khối của thiết bị đầu cuối OFDM …………………..39
Hình 2.10. Ví dụ chòm điểm (constellation) điều chế IQ,
16 – QAM, với mã gray dữ liệu tới mỗi vị trí………………….40
Hình 2.11. Giản đồ IQ của 16QAM khi dùng mã Gray ………….. 41
Hình 2.12.Chèn khoảng thời gian bảo vệ cho mỗi ký hiệu OFDM …..42
Hình 2.13. Chức năng của khoảng bảo vệ chống lại ISI …………….43
Hình 2.14. Hiệu ứng của độ lệch Doppler ……………………………44
Hình 2.15 Bộ phát OFDM 4 sóng mang .. ……………………………45
Hình 2.16 Cấu trúc miền thời gian của ký hiệu OFDM . …………….45
Hình 2.17 Mô tả tần số OFDM..................................... ……………..46
Hình 2.18. Cấu trúc khung 802.16 OFDM…………...................... …..49
Hình 2.19. Sự sắp xếp theo hai chiều trong OFDMA……………....... 50
Hình 2.20.Sự so sánh OFDM và OFDMA………………....................51
Hình 2.21 Cấu trúc sóng mang con OFDMA……………………….... 53
Hình 2.22.Kênh con phân tập tần số DL……………………………... 54
Hình 2.23. Cấu trúc tile cho UL PUSC……………………………..... 55
Hình 2.24. Cấu trúc khung 802.16e OFDMA....................................... 57
Hình 2.25. Cấu trúc khung OFDMA………………………………..... 58
Hình 3.1 Quá trình phân loại MAC SDU ............................................. 61
Hình 3.2 Cấu trúc của MAC PDU........................................................ 63
Hình 3.3 Quá trình truyền-nhận ........................................................... 70
Hình 3.4 Quá trình xen kẽ ................................................................... 71
Hình 3.5 Cấu trúc khung TDD ............................................................. 73
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 10 Mục lục hình ảnh

Hình 3.6 Cấu trúc khung con đường xuống TDD ............................... 74
Hình 3.7 Cấu trúc khung con đường lên TDD ..................................... 75
Hình 3.8 OFDM và OFDMA ............................................................... 77
Hình 3.9 Hiệu ứng kênh con hoá (sub channelization) ........................ 77
Hình 3.10: Điều chế thích nghi và mã hóa dựa trên khoảng cách với BS..78
Hình 3.11: Cơ chế yêu cầu lặp lại khi lỗi xảy ra ................................ 80
Hình 3.12: Hỗ trợ QoS trong Mobile WiMAX ................................... 82
Hình 4.1: Ứng dụng đa dạng của Mobile WiMAX ..............................89
Hình 4.2: Hai chế độ song công TDD và FDD .................................... 91
Hình 4.3: Cấu trúc khung WiMAX OFDM ..........................................93
Hình 4.4: Minh họa khung OFDMA với cấu trúc đa vùng .................. 94
Hình 4.5: Mô hình tái sử dụng tần số .................................................. 98
Hình 4.6: Phân đoạn tần số trong một cell ........................................... 99
Hình 4.7: Phân đoạn tái sử dụng tần số trong một site gồm 3 cell .......100
Hình 4.8: Vùng phủ sóng của Sector Antenna .....................................101
Hình 4.9: Vùng phủ sóng của Omni Antenna ......................................101
Hình 4.10: CPE với Anten tích hợp bên trong .....................................102
Hình 4.11: CPE với Anten ngoài ..........................................................102
Hình 4.12: Công nghệ tạo chùm tia đơn ..............................................103
Hình 4.13: Mã hóa không gian – thời gian .........................................104
Hình 4.14: Hệ thống Anten MIMO ......................................................105
Hình 4.15: Hệ thống Anten MIMO 4x4 ...............................................106
Hình 4.16: Chuyển mạch thích ứng cho Anten thông minh ................107
Hình 4.17: Chuyển giao cứng HHO ....................................................109
Hình 4.18: Chuyển trạm gốc nhanh (FBSS) ........................................110
Hình 4.19: Chuyển giao phân tập MDHO ............................................111
Hình 4.20: Trung tâm quản lý mạng WiMAX .....................................112
Hình 4.21: Sơ đồ kết nối của mạng WiMAX .......................................114
Hình 4.22: Toàn cảnh thung lũng Tả Van ...........................................120
Hình 4.23: Hình ảnh về thiết bị trạm gốc BS được lắp

trên nóc nhà điểm BĐVHX .............................................122
Hình 4.24: Hình ảnh thực tế thiết bị Out door phía khách hàng ...........123
Hình 4.25 Hình ảnh người dân Tả Van truy cập Internet ....................123
Hình 4.26 WiMAX trên taxi........................................... ....................127
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 11 Tìm hiểu công nghệ WiMAX
MỞ ĐẦU
***
Ngày nay nhu cầu thông tin liên lạc của con người ngày càng cao, nhất là đối với
các thiết bị không dây tốc độ cao, băng thông rộng như điện thoại không dây, internet
không dây... để mọi người có thể liên lạc với nhau ở mọi lúc, mọi nơi và quan trọng hơn
là việc mở rộng dân trí cho người dân ở các vùng xa xôi hẻo lánh trên đất nước ta, nơi
mà cơ sở hạ tầng viễn thông chưa đến được. Hiện nay đã có rất nhiều hệ thống mạng
không dây ra đời như là WiFi, bluetooth... và một trong số đó có thể đáp ứng được nhu
cầu trên là WiMax. WiMAX chủ yếu cung cấp dịch vụ internet không dây với giá thành
rẻ, tốc độ truyền cao kết nối đến các thiết bị đầu cuối trong một khoảng cách truyền lớn.
Hiện nay, ở nước ta WiMAX đang được thử nghiệm ở tỉnh miền núi như: Lào
Cai,Cao Bằng. Mặc dù có những khó khăn bước đầu, nhưng em tin với sự đầu tư đúng
hướng của Đảng và nhà nước dành cho Wimax thì nó sẽ được phát triển ra toàn quốc.
Tuy nhiên, việc triển khai hệ thống còn gặp nhiều khó khăn do nhiều nguyên
nhân khách quan cũng như chủ quan. Vì vậy, em chọn đề tài “ tìm hiểu công nghệ
WiMAX ”. Trong giới hạn đồ án này, em đã tìm hiểu kĩ thuật và những khó khăn của
công nghệ WiMAX khi áp dụng rộng rãi ở nước ta.
Đồ án gồm có bốn chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống WiMAX.
Chương 2: Các kĩ thuật sử dụng trong WiMAX
Chương 3: Đặc điểm công nghệ WiMAX.
Chương 4: Ứng dụng.
Để hoàn thành đồ án này em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy
Nguyễn Quốc Trung và các thầy cô giáo trong Khoa Kĩ thuật – Công nghệ, trường đại

học Qui Nhơn.
Đồ án còn nhiều thiếu sót, mong các thầy cô và các bạn nhiệt tình góp ý để đồ án
được hoàn thiện.
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Đồ án tốt nghiệp 12 Tìm hiểu công nghệ WiMAX

Qui nhơn, tháng 6 năm 2009
Sinh viên

Trần Thiện Tôn
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 13
Chương I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG WiMAX
1.1 WiMAX là gì ?
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) là một công nghệ
không dây băng rộng, hỗ trợ khả năng kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho cả mạng
cố định lẫn mạng không dây di động. Hai phiên bản của WiMAX đã được IEEE đưa ra
như sau:
Hình 1.1 Mô hình mạng WiMAX

Fixed WiMAX (WiMAX cố định): Dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004, được
thiết kế thích hợp cho dạng truy nhập cố định. Trong phiên bản này sử dụng kỹ thuật
ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonnal Frequency Division
Multiple) hoạt động trong cả môi trường nhìn thẳng – LOS (line-of-sight) và không nhìn
thẳng – NLOS (Non-line-of-sight). Sản phẩm dựa trên tiêu chuẩn này hiện tại đã được
cấp chứng chỉ và thương mại hóa.

Mobile WiMAX (WiMAX di động): dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16e, hỗ trợ cho
dạng di động, cung cấp khả năng chuyển vùng – handoff và chuyển mạng – roaming.
Tiêu chuẩn này sử dụng phương thức đa truy cập ghép kênh chia tần số trực giao

OFDMA (Orthogonnal Frequency Division Multiple Access) – là sự phối hợp của kỹ
thuật ghép kênh và kỹ thuật phân chia tần số có tính chất trực giao, rất phù hợp với môi
trường truyền dẫn đa đường nhằm tăng thông lượng cũng như dung lượng mạng, tăng
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 14
độ linh hoạt trong việc quản lý tài nguyên, tận dụng tối đa phổ tần, cải thiện khả năng
phủ sóng với các loại địa hình đa dạng. Phiên bản này đã được hợp chuẩn năm 2005.
Lộ trình công nghệ WiMAX có thể hình dung qua hình vẽ sau:

WiMAX
đã được phát triển và khắc phục được những nhược điểm của các công nghệ truy cập
băng rộng trước đây, cụ thể:
o Cấu trúc mềm dẻo: WiMAX hỗ trợ các cấu trúc hệ thống bao gồm điểm – đa
điểm, công nghệ lưới (mesh) và phủ sóng khắp mọi nơi. Điều khiển truy nhập môi
trường – MAC, phương tiện truyền dẫn hỗ trợ điểm – đa điểm và dịch vụ rộng khắp bởi
lập lịch một khe thời gian cho mỗi trạm di động (MS). Nếu có duy nhất một MS trong
mạng, trạm gốc (BS) sẽ liên lạc với MS trên cơ sở điểm – điểm. Một BS trong một cấu
hình điểm – điểm có thể sử dụng anten chùm hẹp hơn để bao phủ các khoảng cách xa
hơn.
o Chất lượng dịch vụ QoS: WiMAX có thể được tối ưu động đối với hỗn hợp lưu
lượng sẽ được mang. Có 4 loại dịch vụ được hỗ trợ: dịch vụ cấp phát tự nguyện (UGS),
dịch vụ hỏi vòng thời gian thực (rtPS), dịch vụ hỏi vòng không thời gian thực (nrtPS),
nỗ lực tốt nhất (BE).
o Triển khai nhanh, chi phí thấp: So sánh với triển khai các giải pháp có dây,
WiMAX yêu cầu ít hoặc không có bất cứ sự xây dựng thiết lập bên ngoài. Ví dụ, đào hố
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Hình 1.2 Lộ trình công nghệ WiMAX
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 15
để tạo rãnh các đường cáp thì không yêu cầu. Ngoài ra, dựa trên các chuẩn mở của
WiMAX, sẽ không có sự độc quyền về tiêu chuẩn này, dẫn đến việc cạnh tranh của

nhiều nhà sản xuất, làm cho chi phí đầu tư một hệ thống giảm đáng kể.
o Dịch vụ đa mức: Cách thức nơi mà QoS được phân phát nói chung dựa vào sự
thỏa thuận mức dịch vụ (SLA - Service-Level Agreement) giữa nhà cung cấp dịch vụ và
người sử dụng cuối cùng. Chi tiết hơn, một nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các
SLA khác nhau tới các thuê bao khác nhau, thậm chí tới những người dùng khác nhau
sử dụng cùng MS. Cung cấp truy nhập băng rộng cố định trong những khu vực đô thị và
ngoại ô, nơi chất lượng cáp đồng thì kém hoặc đưa vào khó khăn, khắc phục thiết bị số
trong những vùng mật độ thấp nơi mà các nhân tố công nghệ và kinh tế thực hiện phát
triển băng rộng rất thách thức.
o Tính tương thích: WiMAX được xây dựng để trở thành một chuẩn quốc tế, tạo ra
sự dễ dàng đối với người dùng cuối cùng để truyền tải và sử dụng MS của họ ở các vị trí
khác nhau, hoặc với các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. Tính tương thích bảo vệ sự
đầu tư của một nhà vận hành ban đầu vì nó có thể chọn lựa thiết bị từ các nhà đại lý
thiết bị.
o Di động: IEEE 802.16e bổ sung thêm các đặc điểm chính hỗ trợ khả năng di
động. Những cải tiến lớp vật lý OFDM (ghép kênh phân chia tần số trực giao) và
OFDMA (đa truy nhập phân chia tần số trực giao) để hỗ trợ các thiết bị và các dịch vụ
trong một môi trường di động. Những cải tiến này, bao gồm OFDMA mở rộng được,
MIMO (Multi In Multi Out - nhiều đầu vào nhiều đầu ra), và hỗ trợ đối với chế độ
idle/sleep và handoff, sẽ cho phép khả năng di động đầy đủ ở tốc độ tới 160 km/h. Mạng
WiMAX di động cho phép người sử dụng có thể truy cập Internet không dây băng thông
rộng tại bất cứ đâu có phủ sóng WiMAX.
oHoạt động NLOS: Khả năng hoạt động của mạng WiMAX mà không đòi hỏi tầm
nhìn thẳng giữa BS và MS. Khả năng này của nó giúp các sản phẩm WiMAX phân phát
dải thông rộng trong một môi trường NLOS.
oPhủ sóng rộng hơn: WiMAX hỗ trợ động nhiều mức điều chế, bao gồm BPSK,
QPSK, 16QAM, 64QAM. Khi yêu cầu với bộ khuếch đại công suất cao và hoạt động
với điều chế mức thấp (ví dụ BPSK hoặc QPSK). Các hệ thống WiMAX có thể phủ
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 16

sóng một vùng địa lý rộng khi đường truyền giữa BS và MS không bị cản trở. Mở rộng
phạm vi bị giới hạn hiện tại của WLAN công cộng (hotspot) đến phạm vi rộng
(hotzone). Ở những điều kiện tốt nhất có thể đạt được phạm vi phủ sóng 50 km với tốc
độ dữ liệu bị hạ thấp (một vài Mbit/s), phạm vi phủ sóng điển hình là gần 5 km với CPE
(NLOS) trong nhà và gần 15km với một CPE được nối với một anten bên ngoài (LOS).
oDung lượng cao: Có thể đạt được dung lượng 75 Mbit/s cho các trạm gốc với một
kênh 20 MHz trong các điều kiện truyền sóng tốt nhất.
o Tính mở rộng: Chuẩn 802.16 -2004 hỗ trợ các dải thông kênh tần số vô tuyến (RF)
mềm dẻo và sử dụng lại các kênh tần số này như là một cách để tăng dung lượng mạng.
Chuẩn cũng định rõ hỗ trợ đối với TPC (điều khiển công suất phát) và các phép đo chất
lượng kênh như các công cụ thêm vào để hỗ trợ sử dụng phổ hiệu quả. Chuẩn đã được
thiết kế để đạt tỷ lệ lên tới hàng trăm thậm chí hàng nghìn người sử dụng trong một
kênh RF. Hỗ trợ nhiều kênh cho phép các nhà chế tạo thiết bị cung cấp một phương tiện
để chú trọng vào phạm vi sử dụng phổ và những quy định cấp phát được nói rõ bởi các
nhà vận hành trong các thị trường quốc tế thay đổi khác nhau.
oBảo mật: Bằng cách mã hóa các liên kết vô tuyến giữa BS và MS, sử dụng chuẩn
mã hóa tiên tiến AES, đảm bảo sự toàn vẹn của dữ liệu trao đổi qua giao diện vô tuyến.
Cung cấp cho các nhà vận hành với sự bảo vệ mạnh chống lại những hành vi đánh cắp
dịch vụ.
1.2 Các chuẩn của WiMAX
1.2.1 Chuẩn IEEE 802.16-2001.
Chuẩn IEEE 802.16-2001 được hoàn thành vào tháng 10/2001 và được công bố
vào 4/2002, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gian WirelessMAN™ cho các
mạng vùng đô thị.
Đặc điểm chính của IEEE 802.16 – 2001:
 Giao diện không gian cho hệ thống truy nhập không dây băng rộng cố
định họat động ở dải tần 10 – 66 GHz, cần thỏa mãn tầm nhìn thẳng.
 Lớp vật lý PHY: WirelessMAN-SC.
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 17

 Tốc độ bit: 32 – 134 Mbps với kênh 28 MHz.
 Điều chế QPSK, 16 QAM và 64 QAM.
 Các dải thông kênh 20 MHz, 25 MHz, 28 MHz.
 Bán kính cell: 2 – 5 km.
 Kết nối có định hướng, MAC TDM/TDMA, QoS, bảo mật.
1.2.2 Chuẩn IEEE 802.16a.
Vì những khó khăn trong triển khai chuẩn IEEE 802.16, hướng vào việc sử dụng
tần số từ 10 – 66 GHz, một dự án sửa đổi có tên IEEE 802.16a đã được hoàn thành vào
tháng 11/2002 và được công bố vào tháng 4/2003. Chuẩn này được mở rộng hỗ trợ giao
diện không gian cho những tần số trong băng tần 2–11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp
phép và không cấp phép và không cần thoả mãn điều kiện tầm nhìn thẳng.
Đặc điểm chính của IEEE 802.16a như sau:
 Bổ sung 802.16, các hiệu chỉnh MAC và các đặc điểm PHY thêm vào cho
2 – 11 GHz (NLOS).
 Tốc độ bit: tới 75Mbps với kênh 20 MHz.
 Điều chế OFDMA với 2048 sóng mang, OFDM 256 sóng mang, QPSK,
16 QAM, 64 QAM.
 Dải thông kênh có thể thay đổi giữa 1,25MHz và 20MHz.
 Bán kính cell: 6 – 9 km.
 Lớp vật lý PHY: WirelessMAN-OFDM, OFDMA, SCa.
 Các chức năng MAC thêm vào: hỗ trợ PHY OFDM và OFDMA, hỗ trợ
công nghệ Mesh, ARQ.
1.2.3. Chuẩn IEEE 802.16-2004.
← Tháng 7/2004, chuẩn IEEE 802.16 – 2004 hay IEEE 802.16d được chấp nhận
thông qua, kết hợp của các chuẩn IEEE 802.16 – 2001, IEEE 802.16a, ứng dụng LOS ở
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Bảng 1.1: So sánh các chuẩn IEEE 802.16
802.16 802.16-2004 802.16e
Dải tần số 10-66GHz <11GHz <6GHz
Môi trường

truyền
Line of Sight (LOS) Non Line of Sight (NLOS) NLOS
Tốc độ 32-144Mbps Up to 70 Mbps 10M – 30M
Điều chế Điều chế đơn sóng
mang
QPSK
OFDM 256 sóng mang con
QPSK,16QAM,64QAM
S-OFDMA
QPSK, 16 QAM, 64
QAM
Mức di động Cố định Cố định Có thể cho tốc độ di
chuyển thấp
Băng thông
kênh
20,25,28MHz 5- trên 20MHz 1.25-20 MHz
Bán kính cell 1.7-5km 5 tới 10km; tối đa 50 km tùy
thuộc vào điều kiện truyền
1.7-5km
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 18
dải tần số 10- 66 GHz và NLOS ở dải 2- 11 GHz. Khả năng vô tuyến bổ sung như là
“beam forming” và kênh con OFDM.
1.2.4. Chuẩn IEEE 802.16e.
Đầu năm 2005, chuẩn không dây băng thông rộng 802.16e với tên gọi Mobile
WiMax đã được phê chuẩn, cho phép trạm gốc kết nối tới những thiết bị đang di
chuyển. Chuẩn này giúp cho các thiết bị từ các nhà sản xuất này có thể làm việc, tương
thích tốt với các thiết bị từ các nhà sản xuất khác. 802.16e họat động ở các băng tần nhỏ
hơn 6 GHz, tốc độ lên tới 15 Mbps với kênh 5 MHz, bán kính cell từ 2 – 5 km.
WiMAX 802.16e có hỗ trợ handoff và roaming. Sử dụng SOFDMA, một công nghệ
điều chế đa sóng mang. Các nhà cung cấp dịch vụ mà triển khai 802.16e cũng có thể sử

dụng mạng để cung cấp dịch vụ cố định. 802.16e hỗ trợ cho SOFDMA cho phép số
sóng mang thay đổi, ngoài các mô hình OFDM và OFDMA. Sự phân chia sóng mang
trong mô hình OFDMA được thiết kế để tối thiểu ảnh hưởng của nhiễu phía thiết bị
người dùng với anten đa hướng. Cụ thể hơn, 802.16e đưa ra hỗ trợ cải tiến hỗ trợ
MIMO và AAS, cũng như các handoff cứng và mềm. Nó cũng cải tiến các khả năng tiết
kiệm công suất cho các thiết bị di động và các đặc điểm bảo mật linh hoạt hơn.
Với những đặc điểm và sự phát tiển của các chuẩn IEEE802.16 nói trên, ta có thể
nhận thấy được sự khác nhau cơ bản cũng như tính kế thừa của các chuẩn này.

Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 19

Hiện nay, IEEE vẫn đang nghiên cứu và đưa ra các chuẩn 802.16 mới nhằm hoàn
thiện chuẩn này. Ví dụ như: IEEE 802.16f-2005, IEEE802.16g-2007 bổ sung cho thủ
tục quản lý kế hoạch và dịch vụ, IEEE 802.16k-2007; IEEE 802.16-2009 củng cố tiêu
chuẩn IEEE 802,16-2.004, 802.16e-2005 và 802.16-2004/Cor1-2005, 802.16f-2005, và 802.16g-
2007.
1.3. Phổ WiMAX.
WiMAX – thiết bị mềm dẻo sẽ được phép hoạt động trong cả hai dải được đăng ký
và không được đăng ký.
1.3.1 Băng tần đăng ký
Các giải pháp đăng ký cung cấp các ưu điểm chất lượng dịch vụ được cải thiện cao
hơn các giải pháp không đăng ký, chấp nhận NLOS tốt hơn ở các tần số thấp, nó có một
ngân qũy công suất đường xuống rộng hơn và có thể hỗ trợ các anten trong nhà tốt hơn.
Giải pháp đăng ký cho phép kiểm soát qua cách sử dụng phổ và nhiễu.
1.3.1.1 Băng tần đăng ký 2,5 GHz
Đã được cấp phát trong phần lớn thế giới, bao gồm bắc Mỹ, Mỹ Latin, Đông và
Tây Âu và nhiều vùng của châu Á - Thái Bình Dương như một băng tần đăng ký. Mỗi
quốc gia thường cấp phát dải khác nhau, vì vậy phổ được cấp phát qua các vùng có thể
từ 2,495 GHz đến 2,690 GHz. Tổng phổ khả dụng là 195 MHz, bao gồm các dải phòng

vệ và các kênh MDS, gữa 2.495 GHz và 2.690 GHz. Hỗ trợ FDD, TDD. Phổ trên mỗi
đăng ký là 22.5 MHz, một block 16.5 MHz và một block 6 MHz, tổng số 8 đăng ký.
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 20
1.3.1.2 Băng tần đăng ký 3,5 GHz.
Ở Châu Âu, viện chuẩn viễn thông Châu Âu đã phân phối dải 3,5 GHz, bắt đầu
được sử dụng cho WPLL, cho các giải pháp WiMAX đăng ký. Tổng phổ khả dụng thay
đổi theo quốc gia nhưng nói chung khoảng 200MHz giữa 3,4 GHz và 3,8 GHz. Hỗ trợ
FDD, TDD. Một vài quốc gia chỉ sử dụng FDD trong khi các quốc gia khác cho phép sử
dụng FDD hoặc TDD. Phổ trên mỗi đăng ký thay đổi từ 2×5MHz đến 2×56 MHz.
1.3.2. Băng tần không đăng ký 5GHz
Phần lớn các quốc gia toàn thế giới đã sử dụng phổ 5 GHz cho các băng tầng
không đăng ký như: băng 5,15 GHz và 5,85 GHz .
Các giải pháp không đăng ký cung cấp một vài thuận lợi chính hơn các giải pháp
đăng ký, bao gồm chi phí ban đầu thấp hơn, rút ra nhanh hơn, và một băng chung có thể
được sử dụng ở phần lớn thế giới. Các lợi ích này đang thu hút sự quan tâm và có khả
năng cho sự chấp nhận băng rộng nhanh chóng.
Tuy nhiên một giải pháp không đăng ký thì khả năng nhiễu cao hơn, và nhiều sự
cạnh tranh đối với các nhà kinh doanh bất động sản cho việc triển khai. Một giải pháp
không đăng ký sẽ không được xem như một sự thay thế cho giải pháp đăng ký. Mỗi giải
pháp cung cấp một thị trường khác nhau dựa vào sự thỏa hiệp giữa chi phí và QoS.
1.3.3. 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 WBA (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.
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 21
● 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 dùng cho vệ tinh viễn thông
Châu Á, nên băng tần này không được sử dụng cho Wimax Châu Á.
● 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.
1.3.4. Các 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:

Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 22
Đối với Việt nam, hệ thống vệ tinh VINASAT sử dụng một số đoạn băng tần trong
băng C và Ku, trong đó cả băng tần 3,4-3,7 GHz. Ngoài ra, đoạn băng tần 3,7-3,8 GHz
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 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 ).
1.4. Truyền sóng.
Trong khi nhiều công nghệ hiện đang tồn tại cho không dây băng rộng chỉ có thể
cung cấp phủ sóng LOS, công nghệ WiMAX được tối ưu để cung cấp phủ sóng NLOS.

Công nghệ tiên tiến của WiMAX cung cấp tốt nhất cho cả hai. Cả LOS và NLOS bị ảnh
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 23
hưởng bởi các đặc tính đường truyền môi trường của chúng, tổn thất đường dẫn, và
ngân quỹ kết nối vô tuyến.
Trong liên lạc LOS, một tín hiệu đi qua một đường trực tiếp và không bị tắc nghẽn
từ máy phát đến máy thu. Một liên lạc LOS yêu cầu phẩn lớn miền Fresnel thứ nhất thì
không bị ngăn cản của bất kì vật cản nào, nếu tiêu chuẩn này không thỏa mãn thì có sự
thu nhỏ đáng kể cường độ tín hiệu quan sát. Độ hở Fresnel được yêu cầu phụ thuộc vào
tần số hoạt động và khoảng cách giữa vị trí máy phát và máy thu.
Trong liên lạc NLOS, tín hiệu đến máy thu qua phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ. Các tín
hiệu đến máy thu bao gồm các thành phần từ đường trực tiếp, các đường được phản xạ
nhiều lần, năng lượng bị tán xạ và các đường truyền bị nhiễu xạ. Các tín hiệu này có
khoảng trễ khác nhau, suy hao, phân cực và độ ổn định quan hệ với đường truyền trực
tiếp là nguyên nhân gây ra nhiễu ISI và méo tín hiệu. Điều đó không phải là vấn đề đối
với LOS, nhưng với NLOS thì lại là vấn đề chính.
Có nhiều ưu điểm mà những triển khai NLOS tạo ra đáng khao khát. Ví dụ, các yêu
cầu lập kế hoạch chặt chẽ và giới hạn chiều cao anten mà thường không cho phép anten
được bố trí cho LOS. Với những triển khai tế bào kề nhau phạm vi rộng, nơi tần số được
sử dụng lại là tới hạn, hạ thấp anten là thuận lợi để giảm nhiễu kênh chung giữa các vị
trí cell liền kề. Điều này thường có tác dụng thúc đẩy các trạm gốc hoạt động trong các
điều kiện NLOS. Các hệ thống LOS không thể giảm chiều cao anten bởi vì làm như vậy
sẽ có tác động đến đường quan sát trực tiếp được yêu cầu từ CPE đến trạm gốc.
Hình 1.3. Minh họa họat động WiMAX.
Công nghệ NLOS cũng giảm phí tổn cài đặt bằng cách đặt dưới các mái che thiết
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 24
bị CPE đúng như nguyên bản và giảm bớt khó khăn định vị trí các địa điểm đặt CPE
thích hợp. Công nghệ cũng giảm bớt nhu cầu quan sát vị trí thiết bị phía trước và cải
thiện độ chính xác của các công cụ lập kế hoạch NLOS. Xem minh họa trên hình 1.3.

Công nghệ NLOS và những tính năng được nâng cao trong WiMAX tạo khả năng
sử dụng thiết bị phía đầu khách hàng (CPE) trong nhà.
Công nghệ WiMAX, giải quyết và giảm nhẹ các vấn đề do bởi các điều kiện
NLOS bằng cách sử dụng: công nghệ OFDM, OFDMA, điều chế thích nghi, các công
nghệ sửa lỗi, các công nghệ anten, điều khiển công suất, kênh con. Dưới đây trình bày
khái quát về những giải pháp nêu trên.
1.4.1. Công nghệ OFDM.
Công nghệ OFDM (ghép kênh phân chia tần số trực giao), dựa vào FDM là công
nghệ mà sử dụng nhiều tần số để truyền đồng thời nhiều tín hiệu song song, tăng tốc độ
truyền dẫn. Mỗi tín hiệu có dải tần số riêng (sóng mang con) mà sau đó được điều chế
theo dữ liệu. Mỗi sóng mang con được tách biệt bởi một dải bảo vệ để đảm bảo rằng
chúng không chồng lên nhau. Những sóng mang này sau đó được giải điều chế ở máy
thu sử dụng các bộ lọc để tách riêng các dải. OFDM tương tự với FDM nhưng hiệu quả
phổ lớn hơn bởi khoảng cách các kênh con khép gần hơn (cho đến khi chúng thực sự
chồng nhau). Điều này được thực hiện bởi tìm các tần số mà chúng trực giao, có nghĩa
là chúng vuông góc theo cảm nhận toán học, cho phép phổ của mỗi dải thông con được
giảm đáng kể bằng cách di chuyển các dải bảo vệ và cho phép các tín hiệu chồng nhau.
Để giải điều chế tín hiệu, cần một bộ biến đổi Fourier rời rạc (DFT). So sánh FDM và
OFDM được minh họa trên hình 1.4.
Hình 1.4. So sánh FDM và OFDM.
Trong OFDM chúng ta có 256 sóng mang với 192 sóng mang con dữ liệu, 8 sóng
mang con pilot.
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27
Chương I: Tổng quan hệ thống WiMAX 25
Hình 1.5. OFDM với 256 sóng mang.
Các sóng mang con pilot cung cấp một tham chiếu để tối thiểu những dịch chuyển
tần số và pha trong thời gian truyền trong khi các sóng mang null cho phép các khoảng
bảo vệ và sóng mang DC (tần số trung tâm). Tất cả các sóng mang con được gửi ở cùng
thời gian.
OFDM nén nhiều sóng mang được điều chế chặt chẽ cùng nhau, giảm dải thông

yêu cầu nhưng giữ các tín hiệu được điều chế trực giao để chúng không gây ra nhiễu lẫn
nhau. Nó cung cấp các hoạt động với một phương thức hiệu quả khắc phục các trở ngại
của truyền sóng NLOS. Dạng sóng OFDM WiMAX cung cấp thuận lợi là có thể hoạt
động với khoảng trễ lớn hơn ở môi trường NLOS.
Khả năng khắc phục khoảng trễ, đa đường, và ISI theo cách hiệu quả cho phép
thông lượng tốc độ dữ liệu cao.
1.4.2. Công nghệ OFDMA.
Công nghệ OFDMA cho phép một vài sóng mang con được gán tới những người
dùng khác nhau. Ví dụ các sóng mang con 1, 3 và 7 có thể được gán cho người dùng 1,
và các sóng mang con 2, 5 và 9 cho người dùng 2. Những nhóm sóng mang con này
được xem như các kênh con. OFDMA mở rộng được cho phép các kích thước FFT nhỏ
hơn để cải thiện chất lượng đối với các kênh dải thông thấp hơn.
Hình 1..6. Các kênh con trong OFDMA.
Sinh viên : Trần Thiện Tôn _ Lớp : Điện tử - viễn thông K27