 án tt nghip
-1-
CÁC T VIT TT
AMC Adaptive Modulation and Code
ARQ Automatic Retransmission Request
ATM Network Asynchronous Transfer Mode
BPSK Binary Phase Shift Keying
BS Base Station
CI CRC Indicator
CID Connection Identifier
CPE Customer Premise Equipment
CPS Common Part Sublayer
CRC Cyclic Redundancy Checks
CS Centralized Scheduling
CSMA Carrier Sense Multiple Access
DES Data Encryption Standard
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
DL-MAP Downlink Map
DL-MAP Downlink Map
DSL Digital Subscriber Line
EC Encryption Control
EKS Encryption Key Sequence
FDD Frequency Division Multiplexing
FEC Forward Error Correction
FFT Fast Fourier Transformation
GMH Generic Mac Header
HCS Header Check Sequence
HT Header Type
IEEE Institute of Electrical anh Electronics Engineers
ITU International Telecommunication Union
IV Initialising Vectors

Wi-Fi Wireless Fidelity
WiLANs Wireless Local Area Networks
WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access
WirelessHUMAN Wireless HighSpeed Unlicensed Metropolitan Area Networks
WISPs Wireless Internet Providers
WMAN Wireless Metropolitan Area Network
 án tt nghip
-3-
U
***
Ngày nay nhu cu thông tin liên lc ca con ngi ngày càng cao, nht là i
i các thit b không dây tc  cao, bng thông rng nh n thoi không dây,
internet không dây...  mi ngi có th liên lc vi nhau  mi lúc, mi ni và quan
trng hn là vic m rng dân trí cho ngi dân  các vùng xa xôi ho lánh trên t
c ta, ni mà c s h tng vin thông cha n c. Hin nay ã có rt nhiu h
thng mng không dây ra i nh là WiFi, bluetooth... và mt trong só có tháp
ng c nhu cu trên là WiMax. Wimax ch yu cung cp dch v internet không dây
i giá thành r, tc  truyn cao kt ni n các thit bu cui trong mt khong
cách truyn ln.
Hin nay,  nc ta WiMAX ang c th nghim  tnh min núi nh: Lào
Cai,Cao Bng. Mc dù có nhng khó khn bc u, nhng em tin vi su túng
ng ca ng và nhà nc dành cho Wimax thì nó sc phát trin ra toàn quc.
Tuy nhiên, vic trin khai h thng còn gp nhiu khó khn do nhng nh
ng có tính truyn thng ca mng không dây. Vì vy, em ã chn  tài “Tìm hiu
 WiMAX, nhiu và nh hng ca nhiu trong WiMAX”. Trong  tài này, em i
sâu tìm hiu nhng k thut khc phc nhiu ca WiMAX mà  các th h trc cha
có c, nh hng ca kênh truyn n cht lng truyn tín hiu. Vi c s lý thuyt
này, em ã mô phng hai lnh vc trên bng ngôn ng Matlab.
 án gm có nm chng:
Chng1: Tng quan v k thut u ch OFDM.

song nhng các bng con không nhng không c phép chng ln nhau mà còn
phi dành khong bng tn bo v ( gim thiu  phc tp b lc thu) dn n
hiu qu s dng ph tn kém.
Hình 1.1. S trc giao ca các sóng mang
 án tt nghip
-6-
1.3. a sóng mang (Multicarrier)
u truyn tín hiu không phi bng mt sóng mang mà bng nhiu sóng mang,
i sóng mang ti mt phn d liu có ích và c tri u trên c bng thông thì khi
chu nh hng xu s ch có mt phn d liu có ích b mt, da trên c s d liu ca
các sóng mang khác có th khôi phc li d liu có ích.
HDo vy, khi dùng nhiu sóng mang có tc  bit thp, nhiu d liu gc s
c thu chính xác.  hi phc d liu ã mt, ngi ta dùng phng pháp sa li
FEC-Forward Error Correction.  máy thu mi sóng mang c tách ra khi dùng các
 lc thông thng và gii u ch. Tuy nhiên  không có can nhiu gia các sóng
mang (ICI) cn phi có khong bo v khi hiu qu ph kém.
Gii pháp khc phc vic hiu qu ph kém khi có khong bo v (GUARD
PERIOD) là gim khong cách các sóng mang và cho phép ph ca các sóng mang
nh nhau trùng lp nhau. S trùng lp này là c phép nu khong cách gia các
sóng mang c chn chính xác. Khong cách này c chn ng vi trng hp các
sóng mang trc giao vi nhau. ó là phng pháp ghép kênh theo tn s trc giao
(OFDM).
i
b
1
cos(2 )ftπ
2
cos(2 )ftπ
cos(2 )
N

ORTHOGONAL ch ra rng có mt mi quan h toán hc chính xác gia các
n s ca các sóng mang trong h thng OFDM.
V mt toán hc, trc giao có ngha là các sóng mang c ly ra t nhóm trc
chun (Orthonomal basis) {{i(t)/i= 0,1…} có tính cht sau:
Trong toán hc, s hng trc giao có c t vic nghiên cu các vect. Theo
nh ngha, hai vectc gi là trc giao vi nhau khi chúng vuông góc vi nhau(to
nhau mt góc vuông 90) và tích ca 2 vect là bng 0. m chính ây là ý tng
nhân hai hàm s vi nhau, tng hp các tích và nhn c kt qu là 0.
. u này gi là tính trc giao ca dng sóng sin. Nó cho thy rng min là hai
ng sóng sin không có cùng tn s, thì tích phân ca chúng s bng không. Thông tin
này là m mu cht  hiu quá trình u ch OFDM.
Hình 1.3. FDM thông thng và OFDM
(1.1)
 án tt nghip
-8-
Hình 1.4. Tích ca hai vect trc giao bng 0
u chúng ta nhân và cng(tích phân) hai dng sóng sin có tn s khác
nhau. Ta nhn thy quá trình này ng bng 0.
y hai sóng sin khác tn s thì tích
phân ca chúng s bng không và ngc li. u này gi là tính trc giao ca dng
sóng sin. Hình 1.5 và 1.6
.
Vic gii u ch cht ch c thc hin k tip trong min tn s (digital
domain) bng cách nhân mt sóng mang c to ra trong máy thu n vi mt sóng
mang nhn c trong máy thu có cùng chính xác tn s và pha. Sau ó phép tích phân
c thc hin, tt c các sóng mang s v không ngoi tr sóng mang c nhân, nó
c dch lên trc x, c tách ra, hiu qu và giá tr symbol ca nó khi ó ã c
xác nh. Toàn b quá trình này c lp li khá nhanh chóng cho mi sóng mang, n
khi tt c các sóng mang ã c gii u ch.
Hình 1.6. Tích phân ca hai sóng sin

A
n
(t)e
j[nt + n(t)]
(1.3)
Trong ó : 
n
= 
o
+n
Tt nhiên, ây là mt tín hiu liên tc. Nu ta xem các dng sóng ca mi phn
 tín hiu trên mt chu k symbol thì các bin s Ac(t) và c(t) và nhn các giá tr c
nh mà các giá tr này ph thuc vào tn s ca sóng mang c thó, nh vy có th
vit li nh sau:
n(t)  n
An(t)  An
Nu tín hiu c ly mu vi tn s ly mu có giá tr là 1/T ( vi T là chu k
y mu), thì tín hiu hp thành c th hin bi công thc :
S
s
(kT) =
∑
−
=
1
0
1
N
n
N

 án tt nghip
-10-
Tip theo ta có th so sánh biu thc này vi dng tng quát ca bin i Fourier
ngc:
g(kT) =
∑
−
=
1
0
1
N
n
N
G(
NT
n
) e
j2nk/N
(1.6)
Trong biu thc (1.5), hàm s A
n
e

ging nh nh ngha ca tín hiu trong
khong tn s ly mu và S
s
(kT) là mt biu din trong min thi gian.
Biu thc (1.5) và (1.6) là tng ng nu :
f=

1.6. u ch ti ph
 mi ln ti phc phân phi bit  truyn, chúng c ánh x vào biên 
và pha ca ti ph nh dùng su ch biu din bi vectng pha và vuông
pha. Hình 1.8 là ví d ca ánh xu ch ti ph. Nó ch ra chòm sao 16-QAM, ánh
 4 bit cho mi symbol. Mi kt hp ca d liu tng ng vi 1 vect duy nht c
ch ra nh mt m trên hình v. Mt s ln su ch là có sn, cho phép thay
i s bit c truyn trên mt sóng mang trên mi symbol
1.6.1. Các su ch
D liu sc truyn trong kt ni OFDM bng cách dùng su ch trên
i ti ph. Su ch là s ánh x các d liu vào chòm sao thc(ng pha) và
phc (vuông pha), c bit nh chòm sao IQ(inphase Quadrature). S bit có thc
truyn khi dùng mt symbol tng ng vi log
2
(M) vi M là s các m trong chòm
sao. Mi t d liu c ánh x vào mt v trí IQ duy nht trong chòm sao. Vect phc
Hình1.7. S khi ca thit bu cui OFDM
 án tt nghip
-12-
p thành I +Q tng ng vi biên 
22
QI + và pha argument (I+ Q) vi =
1−
.
Vic tng sm trong chòm sao không thay i di thông truyn, do vy vic dùng
u ch vi nhiu m chòm sao s cho phép ci thin hiu qu ph (hoc hiu
sut bng thông). Tuy nhiên sm trong gin  chòm sao càng ln bao nhiêu thì
vic gii quyt chúng  máy thu càng khó by nhiêu. ó là vì khi ó các v trí IQ c
t càng gn nhau nên ch cn mt giá tr nh nhiu là có th gây ra li truy
n.
1.6.2. Mã GRAY

không null s không úng, dn n can nhiu gia các sóng mang ICI(inter-Carrier
Interference).  biên ca symbol biên  và pha thay i ti giá tr mi cn thit cho
symbol d liu tip theo. Trong môi trng multipath ISI gây ra s tri rng nng
ng gia các symbol, dn n s thay i nhanh biên , pha ca ti phm u
symbol. Nó dn n s m rng  tr ca kênh vô tuyn.Vic a vào các khong bo
 cho phép có thi gian  phn tín hiu thay i nhanh này b suy hao. Tr li trng
thái ban u, do vy FFT c ly t trng thái úng ca symbol. u này loi bnh
ng ca ISI.  khc phc ISI thì khong bo v phi dài hn s m rng  tr ca
kênh vô tuyn.
Hình 1.11. Chc nng ca khong bo v chng li ISI
 án tt nghip
-15-
1.9.  dch Doppler
Do khong cách gia ni phát và thu có s thay i nên to ra  dch Doppler
(vì khong cách gia ni phát và thu thay i theo thi gian).  dch Doppler gây ra
 thay i tn s ca tín hiu. Khi gim khong cách gia ni phát và thu làm tng tn
, và khi tng khong cách s làm gim tn s.
Vi h thng OFDM,  dch Doppler gây ra s thay i v trí sóng mang, có
ngha là sóng mang s dch chuyn xung tn s thp hn khi khong cách gia ni
phát và thu tng và ngc li.
1.10. Kt lun chng
Qua nhng hiu bit v OFDM  trên, nó s là c s ta có th tìm hiu sâu
n v chun 802.16 OFDM ca WIMAX. Tó, có th rút ra các kt lun nh sau:
-  khc phc hin tng không bng phng ca áp tuyn kênh cn dùng
nhiu sóng mang, mi sóng mang ch chim mt phn nh bng thông, do vy bnh
ng không ln ca áp tuyn kênh n d liu nói chung.
- S sóng mang càng nhiu càng tt nhng cn phi có khong bo v tránh
can nhiu gia các sóng mang. Tuy nhiên  tn dng tt nht thì dùng các sóng trc
giao, khi ó các sóng mang có th trùng lp nhau mà vn không gây can nhiu.
 án tt nghip

WiLAN 802.11g Internal Up to 54Mbps
WiLAN 802.11b Internal Up to 11Mbps
ng trên cho ta thy WiMax có tc  truyn d liu ln hn so vi WiLANs.
Chính u này ã làm cho WiMax tr nên u m hn so vi mng không dây khác.
Hình 2.1. S hot ng ca mng WiMax.
 án tt nghip
-18-
2.3. Khái nim v IEEE 802.16[8]
 tiêu chun, WiMax là mt b tiêu chun da trên h tiêu chun 802.16 ca
IEEE nhng hp hn và tp trung vào mt s cu hình nht nh. Hin có 2 chun ca
WiMax là 802.16-2004, 802.16-2005.
- Chun 802.16-2004 (trc ó là 802.16 REVd) c IEEE a ra tháng 7 nm
2004. Tiêu chun này s dng phng thc u ch OFDM và có th cung cp các
ch v cnh, nomadic (ngi s dng có th di chuyn nhng cnh trong lúc kt
i) theo tm nhìn thng (LOS) và không theo tm nhìn thng (NLOS).
- Chun 802.16-2005 (hay 802.16e) c thông qua IEEE tháng 12/2005. Tiêu
chun này s dng phng thc u ch SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency
Division Multiplexing), cho phép thc hin các chc nng chuyn vùng(handover) và
chuyn mng(roaming) nên có th cung cp ng thi dch v cnh, nomadic, mang
xách c (ngi s dng có th di chuyn vi tc i b), di ng hn ch và di
ng.
IEEE 802.16 s dng ghép kênh phân chia theo tn s trc giao OFDM nh là
phng pháp truyn cho kt ni NLOS. WiMax có bng thông không phi là mt hng
 mà thay i t 1.25MHz n 28MHz. Trong chun IEEE 802.16-2004, mt khác
bit có th nhn thy c gia hai phng pháp: OFDM và OFDMA. Lch s phát
trin ca các loi chun IEEE 802.16 c cho trong hình sau. (Hình 2.2)
 án tt nghip
-19-
2.4. Gii thiu chun 802.16 OFDM
802.16 s dng k thut truy cp OFDM mà ã c s dng trong các h

OFDMA m rng chc nng ca OFDM bng cách thêm vào c m a truy
p trong min tn s. u này có ngha là bng thông c chia thành các khe cho
ngi s dng trong min thi gian và min tn s.
Hình 2.3 Subchannelization vi 4 kênh s dng
 án tt nghip
-21-
m khác vi chun FDMA là các sóng mang OFDMA cho các user khác nhau
là rt gn vi nhau và cho phép các sóng mang vt lý có th thay i t symbol này n
symbol khác.
Nh vy tht là khó khn  thit k mt máy thu vi khong cách sóng mang
(subcarrier) thay i; các nhà sn xut thì nghiên cu  thc hin các s kt ni ca
ng thông h thng và kích thc FFT a ra khong cách sóng mang cnh.
Bng di ây a ra s thit lp hp lý cho các bng thông h thng và kích c
FFT khác nhau.
Hình 2.4. Cu trúc khung 802.16 OFDM
Hình 2.5. S so sánh OFDM và OFDMA
 án tt nghip
-22-
ng 2.2. Tham s vt lý ca OFDMA
2.5.2. Tng quát v khung (Frame)
Hình v di ây gii thiu mt cách khái quát v khung OFDMA.
2.5.3. Các phn trong khung (Frame Parts)
UL và DL c tách ra bi các khe h: transmit transition gap(TTG) sau khung
con DL và receive transition gap(RTG) sau khung con UL.
Hình 2.6. Cu trúc khung OFDMA
 án tt nghip
-23-
Trong DL có 4 thành phn mà nó mang thông tin cho phép máy thu gii u
ch tín hiu : preamble, FCH, DL-MAP và UL-MAP.
Bn thành phn này trong cu trúc 802.16-2004 c s dng cho vic truyn

2.7.1. Gii thiu chung
SC SCa OFDM OFDMA
Frequency 10-66GHz 2-11GHz 2-11GHz 2-11GHz
Modulation
QPSK,
16QAM,
64QAM
BPSK,
QPSK,
16QAM,
64QAM,
256QAM
QPSK,
16QAM,
64QAM
QPSK,
16QAM,
64QAM
No of
subcarriers
N/A
N/A 256 2048
Duplexing TDD,FDD TDD,FDD TDD,FDD TDD,FDD
Channel
Bandwidth
28MHz
1.75-20MHz
1.75-20MHz 1.75-20MHz
 án tt nghip
-25-