WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

Mục lục
Mục lục.................................................................................................................. 1

LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 5Chương 1 Vô tuyến và bộ phận WiMAX trong vô tuyến............................... 7

1.1. Công nghệ vô tuyến........................................................................................ 7

1.1.1. Công nghệ vô tuyến..................................................................................... 7

1.1.2. Xu thế phát triển của công nghệ vô tuyến...................................................7

1.1.3. Một số công nghệ vô tuyến hiện hành ...................................................... 11

1.1.3.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất.(1G)................................... 11

1.1.3.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. (2G)................................... 12

1.1.3.4. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba. (3G). .................................. 14

1.1.3.5. Mạng lan không dây............................................................................... 15

1.1.3.6. Mạch vòng vô tuyến nội hạt................................................................... 16

1.2. Wimax trong hệ thống các công nghệ vô tuyến........................................... 17

1.2.1. Giới thiệu chung........................................................................................ 17

2.4.1. Sơ đồ nguyên lý.........................................................................................29

2.4.2. Nguyên tắc hoạt động................................................................................ 29

2.5. Công nghệ..................................................................................................... 31

2.5.1. Chuẩn IEEE802.16.................................................................................... 31

2.5.2. Đặc trưng lớp MAC của IEEE802.16 ....................................................... 32

2.5.2.1. Lớp con hội tụ dịch vụ đặc trưng ........................................................... 32

2.5.2.2. Lớp con phần chung (MAC CPS)..........................................................33

2.5.3. Kỹ thuật OFDM ........................................................................................ 36

2.5.4. Mã hóa, tránh và sửa lỗi............................................................................ 37

2.5.4.1. FEC (Forward Error Correction)............................................................ 37

2.5.4.2. Phương pháp kiểm tra sai dùng ARQ ....................................................40

2.6. Kỹ thuật OFDM ........................................................................................... 43

2.6.1 Kỹ thuật OFDM nói chung. ....................................................................... 43

2.6.1.1. Sự ảnh hưởng của môi trường đến việc truyền dẫn ............................... 43

2.6.1.2. Công nghệ OFDM với khả năng hạn chế nhiễu..................................... 44



3.2.1.1. OFDM .................................................................................................... 51

3.2.1.2. Cấu trúc lớp ký hiệu OFDM và phân kênh con ..................................... 53

3.2.1.3. OFDM theo tỷ lệ .................................................................................... 55

3.2.1.4. Cấu trúc khung TDD.............................................................................. 56

3.2.1.5. Các đặc trưng ưu điểm của lớp vật lý .................................................... 57

3.2.1.6. So sánh OFDM và OFDMA .................................................................. 60

3.2.2. Chất lượng dịch vụ QoS............................................................................62

3.2.2.1. Chất lượng dịch vụ................................................................................. 62

3.2.2.2. MAC....................................................................................................... 63

3.2.2.3. Quản lý ................................................................................................... 65

3.2.2.4. Bảo mật................................................................................................... 67

3.2.3. Ưu việt so với wimax cố định ................................................................... 68

3.2.3.1. Công nghệ anten thông minh .................................................................68

3.2.3.2. Dùng lại tần số phân đoạn...................................................................... 70

3.2.3.3. Dịch vụ đa hướng và quảng bá (MBS) .................................................. 72

4.2.2. Thách thức............................................................................................... 110

4.2.3. Tình hình thực tế. ....................................................................................114Chương 5. Tiềm năng phát triển .................................................................. 118

5.1. Sơ lược tiềm năng phát triển trên quy mô thế giới .................................... 118

5.2. Xu hướng của wimax trong thời gian tới trên quy mô thế giới ................. 120

5.3. Sự phát triển công nghệ viễn thông và di động ở việt nam ....................... 121

5.4. Tiềm năng cho wimax ở việt nam.............................................................. 122

5.4.1. WiMAX cố định...................................................................................... 122

5.4.2. WiMAX di động...................................................................................... 123

5.5. Ý kiến đánh giá của tác giả ........................................................................123Kết luận ............................................................................................................ 124

Thuật ngữ viết tắt ..............................................................................................126

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ....................................................................... 131

Tài liệu tham khảo.............................................................................................132


WiMAXtruyền tải tốc độ dữ liệu cao nhờ công nghệ không dây bằng sóng
viba theo họ chuẩ
n 802.16. Nó được xây dựng trên nền tảng ghép kênh phân chia
theo tần số trực giao OFDM và lớp MAC linh hoạt, mềm dẻo…
Trải qua các giai đoạn phát triển, họ 802.16 được đưa ra nhiều chuẩn công
nghệ như là 802.16a, 802.16b, 802.16c, 802.16d, 802.16e, 802.16g…tuy nhiên
hiện nay các nhà khai thác đang thử nghiêm và sử dụng chủ yếu là họ chuẩn
802.16e do đây là họ chuẩn phù hợp với nhiều lĩnh vực kinh doanh trên thị trường
như là thiêt bị di động, thiết bị cầ
m tay, và cả thiết bị cố định…chuẩn tấn số
WiMAX khá rộng và đa dạng, nhưng theo khuyến khích thì tần số sử dụng cho
WiMAX tốt nhất ở các dải tần như là: 2,3GHz, 2,4 GHz 2,5 GHz, 3,3 GHz, 3,5
GHz, 3,7 GHz, và 5,8 GHz. Đây là các tấn số áp dụng tốt nhất cho chuẩn 802.16e.
Trên thế giới tính đến ngày 16.10.2007 thì đã có 1272 giấy phép cấp cho
WiMAX, tăng gấp đôi so với năm trước , theo thăm dò ý kiến từ ngày 11.04.2007
đến ngày 11.05.2007 với 1388 ngườ
i yêu thích công nghệ tại Đông Nam Á với độ
tuổi trung bình là 25 thì có tới 99,2% số người được hỏi cho biết họ muốn có
WiMAX tại nơi họ sinh sống. đây là số liệu điều tra của Motorola tại Hồng Kông,
Malasia và Philippin.
Chính vì những điều đó, em nhận thấy WiMAX là công nghệ đang có tiềm năng
nhất hiện nay với khả năng phát triển vững chắc và lâu dài…cho nên em chọn đề
tài cho đồ án tố
t nghiệp của mình là: “Nghiên cứu công nghệ WiMAX và ứng
dụng ở Việt Nam”.
Trải qua một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, đúc kết dưới sự chỉ bảo tận
tình của các thầy cô giáo em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình đúng như
thời gian yêu cầu của nhà trường đặt ra.
Đỗ Tấn Trọng -5- Lớp KTVT B-44

Đỗ Tấn Trọng -6- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

Chương 1: Vô tuyến và bộ phận WiMAX trong vô tuyến
1.1. Công nghệ vô tuyến
1.1.1. Công nghệ vô tuyến.
Thời cổ đại, người ta truyền tin bằng cách chạy bộ hoặc phi ngựa, vừa
tốn thời gian, vừa tốn công sức. Đến thế kỷ XIX, cùng với sự phát triển của sản
xuất tư bản chủ nghĩa, những cách truyền tin cổ xưa không tài nào đáp ứng được
nhu cầu truyền tin nhanh chóng, cho dù có sử dụng những phương pháp mới như
bằng xe lửa, tàu thuyền. Sau khi đi
ện bước lên vũ đài khoa học, mọi người khao
khát mở ra một cuộc cách mạng tin tức trong điện học. Để giải quyết vấn đề khoa
học kỹ thuật nan giải đó, rất nhiều người đã tốn biết bao nhiêu công sức và tâm
huyết trên con đường khoa học đầy trắc trở này. Cuối cùng họ cũng đổi lấy được
hàng loạt các thành quả khoa học to lớn: cuố
i thập niên 30 thế kỷ XIX, người Mỹ
Beese Morse (1791 - 1872) đã chế tạo thành công chiếc máy điện báo hữu dụng, và
xây dựng đường điện báo hữu tuyến đầu tiên giữa Washington và Baltimore và
năm 1844. Năm 1876, người Mỹ Bell (1847 - 1922) phát minh ra điện thoại ống
nghe. Đến thập niên 90 lại có người phát minh ra điện báo vô tuyến truyền tin. Trải
qua quá trình phát triển lâu dài cùng với những bước đột phá của mình cho đến nay
vô tuyến trở thành m
ột hệ thống các công nghệ đa dạng phong phú gồm rất nhiều

mạnh mẽ hơn thậm chí trong các mạng thông tin di động. Hệ thống tế bào 4G sẽ hỗ
trợ tốc độ dữ liệu cao hơn các hệ thống tế bào 3G (W-CDMA, CDMA2000).
1G 2G 3G 4G
Tương tự Số Số Tới 1Gbit/s Truy nhập vô
tuyến
FDMA TDMA, DS-
CDMA
DS-CDMA OFDM,
MC-CDMA
Thoại Thoại Thoại Các dịch vụ
chính
Internet
(chỉ text)
Internet
(text, hình ảnh)
Internet
băng rộng
Mạng lõi Chuyển mạch
kênh
Chuyển mạch
kênh/gói
Chuyển mạch
kênh/gói
IP băng rộng
Bảng 1.1: Tổng quan về các hệ thống thông tin tế bào
Các hệ thống mà hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu tốc độ cực cao (ví dụ 1Gbit/s)
thường là không có khả năng cung cấp một vùng bao phủ toàn quốc. Những nơi
mà người sử dụng yêu cầu các dịch vụ dữ liệu tốc độ cực cao có thể là các khu vực
điểm nóng (hot spot) nhỏ, gia đình, chợ, các nhà ga, sân bay, khách sạn… Do vậy
không thể nào xây d


Hình 1.2: Hệ thống vô tuyến toàn cầu
• Các yêu cầu về tốc độ dữ liệu
Nhu cầu về tải số lượng lớn thông tin ngày càng tăng sẽ trở nên cao hơn.
Ghép dữ liệu mềm dẻo nhiều dải các tốc độ thông tin lớn hơn các hệ thống vô
tuyến 3G hiện nay là yêu cầu cho các liên kết đường xuống (trạm gốc tới máy di
động). Yêu cầu đặt ra cho các tốc độ dữ
liệu có thể là:
 Các điểm nóng và môi trường đông dân cư: 100M đến 1Gbit/s
 Môi trường phương tiện vận tải: ~100Mbit/s
 Do giới hạn của nhiều băng tần hiện nay, các hệ thống yêu cầu phải có hiệu
suất phổ rất cao. Để đạt được điều này, các hệ thống anten đa đầu vào, đa đầu ra
(MIMO) sẽ đóng một vai trò quan trọng.
• M
ạng truy nhập vô tuyến
Lưu lượng gói sẽ thống trị lưu lượng chuyển mạch kênh trong tương lai gần.
Hình 1.3 đưa ra một khái niệm về cấu hình mạng tế bào 4G. Phần vô tuyến của
mạng sẽ gần với một mạng WLAN, nhưng với sự quản lý tính di động vùng rộng
như trong các hệ thống tế bào 2G/3G. Các hệ thống tế bào yêu cầu nhiều chức
năng kiểm soát cu
ộc gọi và cơ sở dữ liệu được phân phối. Tất cả các chức năng
này sẽ được liên kết qua mạng toàn IP. Lưu lượng thoại sẽ được truyền như các gói
IP nhưng làm cách nào để đảm bảo các yêu cầu QoS khác nhau và giảm trễ là vấn
đề kĩ thuật chính mà các hệ thống 4G phải đối mặt.
Đỗ Tấn Trọng -10- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệpHình 1.3: Cấu hình hệ thống tế bào 4G

thứ hai xuất hiện ở Châu Âu đó là hệ thống GSM (Global System for Mobile
Communication) hay còn gọi là hệ thống thông tin di động toàn cầu. Đây là hệ
thống thông tin ở Châu Âu đầu tiên sử dụ
ng các kĩ thuật điều chế số.
b. Hệ thống DCS: Hệ thống thông tin di động tế bào thế hệ thứ hai, hệ thống DCS
(Digital Communication System: Hệ thống thông tin số), xuất hiện ở Châu Âu năm
1993. Hệ thống này có các thông số kĩ thuật chính giống như hệ thống GSM nhưng
ở tần số 1800 MHz. Do đó ở một số nước Châu Âu người ta còn gọi chuẩn này là
GSM 1800.
c. Hệ th
ống DECT: Năm 1993 cũng tại Châu Âu, xuất hiện hệ thống điện thoại
không dây thế hệ thứ hai, hệ thống DECT (Digital European Cordless Telephone:
Hệ thống điện thoại không dây số Châu Âu). Hệ thống này sử dụng phương pháp
điều chế tần số GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying), bộ lọc sử dụng là bộ lọc
Gaussian có hệ số 0,5.
d. Hệ thống IS – 54: Cùng vào thời điểm năm 1992 ở B
ắc Mĩ, hệ thống điện thoại
tế bào thế hệ thứ hai (IS – 54 hoặc NADC North American Digital Cellular: Hệ
thống điện thoại vô tuyến tế bào số Bắc Mĩ) xuất hiện. Cũng giống như hệ thống
GSM ở Châu Âu, các bước tiến triển tiếp theo của hệ thống IS -54 cũng đang được
nghiên cứu và phát triển. Hệ thống NADC sử dụng phương thức
điều chế pha π / 4
DQPSK. Bộ lọc sử dụng là bộ lọc cosin nâng (Raised-Cosine Filter) với hệ số truy
cập bằng hệ số roll-off bằng 0,35.
e. Hệ thống IS – 95 hay CDMA One: Cũng năm 1992 ở Châu Mĩ, một hệ thống
điện thoại tế bào khác xuất hiện, đó là hệ thống IS-95 hay CDMA one.
f. Hệ thống IS-136: Hệ thống IS-136 hay còn gọi là hệ thống điện thoạ
i di động số
tiên tiến (Digital Advanced Mobile Phone System) là sự phát triển của hệ thống
Đỗ Tấn Trọng -12- Lớp KTVT B-44


liệu dạng gói với tốc độ bit khoảng 115 Kbit/s và giữ nguyên kiểu (hay mode)
chuyển mạch cho các tốc độ bit thấp khoảng chục kbit/s. Hệ thống này có tên là
GPRS. Bằng việc sử dụng lại các tần số, khung truyền dẫn (trame) và các cơ sở vật
chất sẵn có của mạng GSM, chỉ có duy nhất có thay đổi về phần mềm trong việc
cài đặt hệ thống, giải pháp GPRS sử dụng là mode thông tin khác nhau.
b. Hệ
thống EDGE: Một giải pháp kĩ thuật khác để đạt được tốc độ bit tương
thích với các ứng dụng truyền thông đa phương tiện tốc độ cao đó là giải pháp
EDGE (Enhanced Data Rate for Evolution). Giải pháp này sử dụng lại các đặc
trưng phổ của chuẩn GSM cho phép tốc độ bit đạt tới 384 kbit/s. Chuẩn EDGE cho
phép đạt được tốc độ bit này bằng việc kết hợp sử dụng phương thứ
c điều chế pha
8-PSK (8 – Phase Shift Keying) và sử dụng hay kết hợp nhiều khe thời gian trong
Đỗ Tấn Trọng -13- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

quá trình truyền dẫn như trong mạng GPRS thay vì chỉ sử dụng khe thời gian như
trong mạng GSM. Bằng việc có thể sử dụng lại hầu hết các cơ sở vật chất của
mạng GSM, giải pháp này cho phép giảm giá thành đầu tư.
1.1.3.4. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba. (3G).
Các dịch vụ vô tuyến di động thế hệ thứ 3 mới (3G) không tương ứng với một
giao diện thông tin duy nhất và toàn cầu, mà tương ứng với sự kết hợp các hệ
thống có nhiều giao diện với nhau. Sự kết hợp này được gọi là IMT 2000 và nó kết
hợp hệ thống UMTS (Universal Mobile Telephone System), hệ thống UWC-136
và CDMA 2000. Ở Mỹ, các hệ thống đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển
đó là hệ thống CDMA 2000 tương
ứng với sự tiến triển của hệ thống IS-95 và hệ
thống UWC-136 là một tiến triển của IS-136. Ở Châu Âu, các hệ thống đang được


1.1.3.5. Mạng lan không dây
Một mạng LAN (Local Area Network) là một cơ sở hạ tầng thông tin kết nối các
thiết bị tin học và cho phép chia sẻ tài nguyên chung trong một cự ly giới hạn vài
trăm mét. Một số mạng LAN điển hình như Ethernet, IEEE 802.3, IEEE 802.5
hoặc Token-ring, IEEE 802.4 hoặc Wireles LAN (WLAN). Mạng WLAN được
ứng dụng rất nhiều trong thời gian gần đây. WLAN được ứng dụng ở nhiều khu
vực khác nhau như trong các toà nhà, trong các bệnh viện, trường học…Trong
mạng WLAN, hai phươ
ng thức truyền tin được sử dụng để truyền thông tin:
phương thức truyền điểm - điểm và phương thức truyền “đẳng hướng” (omini-
directional). Hai phương thức truyền thông này có thể hoạt động theo kiểu hỗ trợ
nhau tuỳ theo ứng dụng. Các vấn đề chính liên quan đến ứng dụng của các mạng
WLAN là sự xuất hiện của nhiễu (interference). Trong WLAN, kĩ thuật trải phổ
được s
ử dụng nhiều. Hai kĩ thuật trải phổ là: trải phổ nhảy tần FHSS (Frequency
Hopping Spead Spectrum) và kĩ thuật trải phổ dãy trực tiếp DSSS (Direct
Sequence Spead Spectrum). Tuy nhiên kĩ thuật trải phổ dãy trực tiếp được dùng
nhiều hơn trong mạng WLAN. Thuật ngữ WLAN bao gồm nhiều chuẩn tương ứng
từ chuẩn tốc độ bit thấp đến chuẩn có tốc độ bit cao (IEEE 802.11, HYPERLAN 1
và HYPERLAN 2).
a. Chuẩn IEEE 802.11: Viện các tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI
đã dành
băng tần từ 2.4GHz đến 2.484GHz cho các ứng dụng liên quan đến chuẩn này. Tốc
độ dữ liệu trong IEEE 802.11 thường từ 1Mbit/S đến 2Mbit/s. Ở lớp vật lí này, có
hai phương pháp trải phổ là FHSS và DSSS. Băng tần 2.4GHz đến 2.48GHz được
dung chung cho 3 kênh chính. Công suất phát tối đa 1W (ở Mĩ), 10mW (ở Nhật) và
1mW (ở Pháp). Các phương thức điều chế được sử dụng phụ thuộc vào tốc độ bit.
Với tố
c độ bit từ 1 đến 2 Mbit/s, phương thức điều chế BPSK hoặc QPSK kết hợp

ử dụng băng tần thấp giữa 1.9GHz và 3.4GHz cho phép
cung cấp dịch vụ tốc độ bit thấp (N lần 64Kbit/s). Để cung cấp dịch vụ tốc độ bit
cỡ 2Mbit/s cần tăng tần số trong băng lên 10.5GHz hoặc 26GHz. Để truy cập với
tốc độ bit cỡ Gbit/s cần thiết dải tần rộng hơn từ 28GHz tới 40GHz, thậm chí
60GHz.
Công nghệ được lựa chọn cho mạch vòng vô tuyến nộ
i hạt là hệ thống phân
bố đa điểm nội hạt LMSA (Local Mutipoint Distribution System). LMDS là sự mở
rộng tương đối gần đây của hệ thống phân bố đa điểm đa kênh MMDS (Microware
or Multichannel Moultipoint Distribution System).
a. Hệ thống MMDS: MMDS là hệ thống phát vô tuyến truyền hình, do đó phương
thức truyền dẫn là bán song công và chỉ cung cấp đường truyền xuống hướng thuê
bao. Hệ thống này sử dụng một bă
ng tần số khá hẹp 200MHz từ 2.4GHz đến
2.6GHz. Hạn chế này giảm dung lượng truyền dẫn số kênh truyền hình. Đối với tín
hiệu truyền hình băng thông 6MHz, chỉ có 33 kênh có thể phát được.
Các tần số được sử dụng trong mạng MMDS cho phép phủ song các vùng
với bán kính từ 50 đến 60 km. Ngoài ra, các tần số này ít bị ảnh hưởng bởi các hiện
tượng suy giảm gây ra bởi các phần tử nước và do đó đảm bảo s
ự hoạt động của hệ
thống MMDS trong điều kiện thời tiết xấu. Các phương thức điều chế sử dụng
trong MMDS là QPSK, 16 QAM hoặc 64 QAM. Bộ khuyếch đại công suất đảm
bảo công suất ra từ 1 đến 100 mW.
Đỗ Tấn Trọng -16- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

b. Hệ thống LMDS: LMDS là một hệ thống thông tin vô tuyến băng rộng điểm -
đa điểm có tần số hoạt động dưới 20GHz phụ thuộc vào mỗi nước. Hệ thống này
cho phép thông tin song biến (2 biên) tiếng nói,dữ liệu, internet và video. Các chữ


Tốc độ truy cập (cố định cũng như di động) cao với thế mạnh chuyên về dữ
liệu do dựa trên IP khiến WiMAX là sự bổ sung tối ưu cho những nhà cung cấp đã
triển khai mạng 3G. Bên cạnh đó, theo ông Andersen, WiMAX còn phù hợp cả với
các nhà cung cấp 2G để họ có thể vượt qua 3G và tiến thẳng lên cung cấp những
dịch vụ "giống như 4G". Về chi phí hàng tháng cho mỗi người sử dụng, n
ếu ở mức
Đỗ Tấn Trọng -17- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

dùng dưới 2GB thì giữa WiMAX và các công nghệ di động (GSM, CDMA) là xấp
xỉ nhau. Tuy nhiên, từ 2GB trở lên, chi phí sử dụng cho WiMAX càng lúc càng
thấp hơn hẳn.Cùng chung nhận định, ông Michael Lai, Giám đốc điều hành Packet One,
công ty viễn thông đang triển khai thử nghiệm WiMAX tại Malaysia, cho rằng
WiMAX nằm trong xu hướng phát triển mới. Theo đó, xu hướng lớn đầu tiên trong
ngành viễn thông là xu hướng di động; xu hướng lớn thứ hai là băng thông rộng.Băng thông rộng hiện nay vẫn chủ yếu ở dạng cố định và chia sẻ, tức là
nhiều nguời dùng chung một băng thông (ADSL, cáp...). Tuy nhiên, xu hướng lớn
thứ ba đang bắt đầu diễn ra là băng thông rộng di động, hay còn được coi là băng
thông rộng cá nhân, nghĩa là mỗi người có một băng thông riêng tới thiết bị cá
nhân của riêng mình. WiMAX ra đời nhằm đáp ứng xu hướng này.Ông Steve Bell, Giám đốc cao cấp, nhóm Chiến lược và Thiết bị WiMAX,

Tại diễn đàn, Motorola đã trình diễn những khả năng mà hiện tại WiMAX
đã có thể thực hiện, như duyệt web trong khi di chuyển với tốc độ cao; vừa xem
video trực tuyến trên điện thoại vừa dùng điện thoại như một modem WiMAX để
giúp máy tính xem một đoạn video khác song song; thực hiện cuộc gọi VoIP với
Đỗ Tấn Trọng -18- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

chất lượng tốt từ thiết bị WiMAX sang thuê bao di động...

Tuy nhiên, những thiết bị mẫu mà Motorola trình có giá khá cao. Thêm vào
đó, nếu các nhà sản xuất muốn tích hợp nhiều công nghệ kết nối vào một thiết bị
(WiMAX, Wi-Fi, GSM...), để cung cấp khả năng "di động không giới hạn", giá
thành thiết bị có thể lên khá cao. Theo các chuyên gia, phải tới năm 2009 các thiết
bị này mới bắt đầu phổ biến. Các thiết bị này cũng đặt ra câu hỏi về tính tiện dụng
bởi khi tích hợp quá nhi
ều thứ, pin có thể không đáp ứng đủ.
Công nghệ WiMAX sẽ được trình bày kỹ hơn ở phần sau.

thấp so với nhu cầu của người sử dụng.

GSM (2G),GPRS (2,5G) cho phép truy nhập ở tốc độ 172,2Kb/s hay EDGE
ở 300 đến 400Kb/s cũng chưa đủ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ
Internet.
 Hệ thống di động 3G thì tốc độ truy nhập Internet cũng không vượt quá
2Mb/s.
 Mạng WiFi (hay LAN không dây) chỉ có thể áp dụng cho các máy tính trao
đổi thông tin khoảng cách ngắn.
Với thực tế các công nghệ như vậy, WIMAX (Worldwide Interoprability
for Microwave Access) đã ra đời nhằm cung cấp một phương tiệ
n truy nhập
Internet không dây tổng hợp có thể thay thế cho ADSL và WiFi. Hệ thống
WIMAX có thể cung cấp đường truyền với tốc độ lên tới 70Mb/s và có bán kính
phủ sóng của một trạm là 50Km. Mô hình phủ sóng của WIMAX tương tự như
mạng tế bào. Hoạt động của WIMAX rất mềm dẻo và tương tự như của WiFi khi
truy nhập mạng tức là khi một máy tính có nhu cầu truy nhập mạng thì nó sẽ tự
động kết nố
i đến trạm anten WIMAX gần nhất.Điều quan trọng nhất WIMAX xây
dựng dựa trên tiêu chuẩn IEEE.802.16.
Đỗ Tấn Trọng -20- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

2.1.2. Quá trình phát triển
Quá trình phát triển của WiMAX trải qua một số các chuẩn như là:
Chuẩn 802.16:
Chuẩn IEEE 802.16a, được công nhận vào tháng 1/2003, cung cấp khả năng
truy cập băng rộng không dây ở đầu cuối, giữa người sử dụng và điểm kết nối,
bằng các băng tần từ 2 đến 11 GHz. Dải tần này cho phép kết nối mà không cần

Điều này sẽ thay đổi nhờ việc tung ra các hệ thống chuẩn dựa trên 802.16a.
d. Các khu vực thiếu dịch vụ. Công nghệ Internet không dây dựa trên công nghệ
IEEE 802.16là một sự lựa ch
ọn tự nhiên cho khu vực nông thôn thiếu dịch vụ và
các khu vực ngoại ô có mật độ dân số thấp.
Đỗ Tấn Trọng -21- Lớp KTVT B-44

WIMAX và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp

e. Dịch vụ không dây kết nối tốt nhất. Chuẩn IEEE 802.16e* mở rộng tới
802.16a giới thiệu khả năng di động cho phép người sử dụng kết nối khi đang di
chuyển ngoài khu vực nhà ở của mình.
Các yếu tố khiến 802.16 a trở nên khác biệt
Thông lượng. Bằng cách sử dụng một phương thức điều chế mạnh, IEEE 802.16a
tạo ra thông lượng cao trên khoảng cách có năng suất ph
ổ mức cao chịu lỗi phản xạ
tốt. Trạm gốc có thể đánh đổi thông lượng để lấy khoảng cách. Ví dụ nếu một
đường truyền băng thông lớn không thể thiết lập điều chế QAM 64 (Điều biên cầu
phương) thì có thể chuyển qua QAM 16 để tăng khoảng cách hiệu dụng.
Khả năng mở rộng được. Để sử dụng đượ
c kế hoạch mạng cho cả hai phổ được
cấp phép và miễn phép trên toàn cầu, chuẩn 802.16a hỗ trợ các băng thông kênh
linh hoạt. Ví dụ một nhà khai thác mạng được cấp phổ 20MHz có thể chia phổ này
thành 2 phần, mỗi phần 10MHz.
Phủ sóng. Bên cạnh việc hỗ trợ phương thức điều chế mạnh và động, chuẩn IEEE
802.16a cũng hỗ trợ các công nghệ tăng cường việc phủ sóng trong đó co các k
ỹ
thuật topo mạng nhện và ăng ten thông minh.
Chất lượng dịch vụ. Chuẩn IEEE 802.16a bao gồm các tính năng Chất lượng dịch
vụ cho phép các dịch vụ như thoại và email là những dịch vụ đòi hỏi mạng có độ

sẽ
được truyền trên băng tần thấp để chống nhiễu.
Các chuẩn bổ sung (amendments) của WiMAX
- 802.16a : Chuẩn này sử dụng băng tần có bản quyền từ 2 - 11 GHz. Đây là băng
tần thu hút được nhiều quan tâm nhất vì tín hiệu truyền có thể vượt được các
chướng ngại trên đường truyền. 802.16a còn thích ứng cho việc triển khai mạng
Mesh mà trong đó một thiết bị cuối (terminal) có thể liên lạc vớiBS thông qua một
thiế
t bị cuối khác. Với đặc tính này, vùng phủ sóng của 802.16a BS sẽ được nới
rộng.
- 802.16b: Chuẩn này hoạt động trên băng tần từ 5 – 6 Ghz với mục đích cung ứng
dịnh vụ với chất lượng cao (
QoS). Cụ thể chuẩn ưu tiên truyền thông tin của những
ứng dụng video, thoại, real-time thông qua những lớp dịch vụ khác nhau (class of
service). Chuẩn này sau đó đã được kết hợp vào chuẩn 802.16a.
- 802.16c : Chuẩn này định nghĩa thêm các profile mới cho dãi băng tần từ 10-
66GHz với mục đích cải tiến
interoperability.
- 802.16d : Có một số cải tiển nhỏ so với chuẩn 802.16a. Chuẩn này được chuẩn
hóa 2004. Các thiết bị pre-WiMAX có trên thị trường là dựa trên chuẩn này.
- 802.16e : Đang trong giai đoạn hoàn thiện và chuẩn hóa. Đặc điểm nổi bật của
chuẩn này là khả năng cung cấp các dịch vụ di động (vận tốc di chuyển lớn nhất
mà vẫn có thể dùng tốt dịch vụ này là 100km/h). IEEE 802.16e hay IEEE
802.16e-2005 là một chu
ẩn mở rộng (amendment) của chuẩn 802.16-2004, thường
được gọi là WiMAX di động (Mobile WiMAX) vì nó có khả năng đáp ứng dịch vụ
cho người dùng di động thông qua các giao thức chuyển giao. 802.16e dùng kỹ
thuật đa truy nhập
SOFDMA; sử dụng kỹ thuật MIMO và AAS để cải thiện vùng
Đỗ Tấn Trọng -23- Lớp KTVT B-44


Một vài lựa chọn backhauling và cấu hình được hỗ trợ cho các trạm gốc
WIMAX: backhauling có dây (thường qua Ethernet), kết nối vi ba điểm tới điểm,
cũng như backhaul WIMAX. Đối với lựa chọn sau cùng, trạm gốc có khả năng
backhaul chính nó. Điều này có thể đạt được bằng cách dự trữ phần độ rộng băng
tần thường được dùng cho lưu lượng người sử dụng đầu cu
ối và sử dụng nó cho
các mục đích backhauling.
2.2.2.Thành phần công nghệ
Nhìn chung về mặt công nghệ thì WiMAX sử dụng những công nghệ sau
đây là quan trọng nhất, sau đây tôi xin được điểm sơ qua về một số công nghệ và
các chuẩn áp dụng trong WiMAX, còn để hiểu chi tiết hơn về công nghệ sẽ được
trình bày kỹ hơn trong chương sau.
Các chuẩn và công nghệ chính sử dụng trong WiMAX:
- chuẩn IEEE802.16
- lớp MAC của chuẩn IEEE802.16
- kỹ thuật OFDM
- FEC (Forward Error Corection)
- phương pháp truyền khung dừng và chờ ARQ, truyề
n lại có lựa chọn ARQ
Trên đây là những thành phần công nghệ mà WIMAX nói chung sử dụng.
WIMAX được xây dựng trên chuẩn của ITU (liên minh viễn thông thế giới) đậy là
tiêu chuẩn của công nghệ không dây chuẩn cho WIMAX, ngoài ra xung quanh
chuẩn đó người ta còn sử dụng thêm nhiều các kỹ thuật khác nữa như đã nói ở trên.
Đối với WIMAX di động thì do đặc thù của tính di động nên người ta còn
phải chú trọng nhiều đến những vấn đề liên quan
để tăng khả năng phát sóng và
thu sóng của thiết bị di động.

2.3. Ưu điểm, nhược điểm