Công nghệ Wimax

- Nguyễn Văn Cường NGUYỄN VĂN CƯỜNG CÔNG NGHỆ WIMAX KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG 2009 Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- Nguyễn Văn Cường CÔNG NGHỆ WIMAX Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử viễn thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.
- TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX.
- Chuẩn IEEE .
- Chuẩn IEEE 802.16a.
- Chuẩn IEEE 802.16e.
- Công nghệ OFDM.
- Công nghệ OFDMA.
- Công nghệ sửa lỗi.
- Các công nghệ vô tuyến tiên tiến.
- Mô hình ứng dụng WiMAX di động .
- So sánh Wimax với một số công nghệ truy cập vô tuyến băng rộng khác và giải pháp của nhà sản xuất .
- So sánh WiMAX di động với 3G.
- So sánh WiMAX di động với WiBro.
- Giải pháp Chipset của Fujitsu CHƯƠNG 2.TÍNH CẦN THIẾT CỦA VIỆC XÂY DỰNG QCKT CHO THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI WIMAX DI ĐỘNG.
- Thực trạng quản lý nhà nước về chất lượng sản phẩm thiết bị đầu cuối Wimax di động .
- Thực tế nhập khẩu thiết bị đầu cuối wimax di động CHƯƠNG 3.
- TÌNH HÌNH TIÊU CHUẨN HÓA THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI WIMAX DI ĐỘNG.
- Về công nghệ .
- Băng tần được WiMax Forum đề xuất sử dụng.
- Băng tần của thiết bị Wimax tại Việt Nam.
- Các băng tần có thể sử dụng để triển khai Wimax tại Việt Nam .
- Băng tần thực tế được cấp phép sử dụng .
- Về tiêu chuẩn .
- Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC .
- Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế khác CHƯƠNG 4.
- XÂY DỰNG QUY CHUẨN KỸ THUẬT CHO THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI WIMAX TẠI VIỆT NAM.
- Yêu cầu đối với QCVN cho thiết bị đầu cuối Wiamax di động .
- Lựa chọn yêu cầu kỹ thuật phù hợp .
- Nội dung Quy chuẩn kỹ thuật.
- CÁC BƯỚC XÂY DỰNG QUY CHUẨN KỸ THUẬT.
- Tác giả NGUYỄN VĂN CƯỜNG 5Danh mục các ký hiệu, các từ viết tắt Wimax Worldwide Interoperability for Microwave Access) OFDMA BWA Broadband wireless access MISO Multi input single output MAC Media Access Control MIMO Multi input multi output QoS Quality of Service ISP Internet Service Provider BS Base Station ISI Inter Symbol Interference MS Mobile station FFT Fast Fourier transform SLA service-level agreement GI Guard Interval BE Best effect FEC Frame error check LOS Line of sight LMDS Local Multipoint Distribution Service NLOS Non Line of sight LTE Long term Evolution TPC Transmit Power control ITU Internatonal Telegraph Union ETSI European Telecommunications RF Radio Frequency IEC International Electrotechnical Commission EMC Electromagnetic compatibility  6Danh mục các bảng Bảng 1 - So sánh giữa chuẩn và LMDS, MMDS Bảng 2- So sánh WiMAX di động và 3G Bảng 3- Các đặc tính chính của WiMAX di động và WiBro Bảng 4- Các yêu cầu kỹ thuật trong ETSI EN V Bảng 5- Bảng đối chiếu nội dung QCVN với tài liệu tham chiếu Danh mục các hình vẽ Hình 1.
- Phạm vi của WiMAX di động và WiBro trong chuẩn 802.16e Hình 12.
- Việc quản lý chất lượng sản phẩm, hàng hoá và dịch vụ theo tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật là phương thức quản lý thông dụng nhất mà nước ta và các nước trên thế giới đã và đang thực hiện.
- Đây là công cụ kỹ thuật quan trọng để quản lý chất lượng sản phẩm, hàng hoá và dịch vụ vì tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật quy định các yêu cầu an toàn mà sản phẩm, hàng hoá và dịch vụ phải đạt được để có thể được đưa vào lưu thông, tiêu dùng.
- đồng thời nó cũng là căn cứ để đánh giá sản phẩm, hàng hóa và dịch vụ có đảm bảo yêu cầu an toàn hay không.
- Dó đó, việc xây dựng một hệ thống Quy chuẩn kỹ thuật chính xác và đầy đủ sẽ tạo ra công cụ phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về chất lượng sản phẩm hàng hóa.
- Với các ưu điểm của mình, công nghệ Wimax đã và đang được triển khai và thử nghiệm ở nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam theo đó các thiết bị liên quan đến công nghệ này được nhập khẩu vào nước ta rất nhiều, tuy nhiên hiện nay vẫn chưa có Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia cho các thiết bị đầu cuối Wimax di động để phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về chất lượng sản phẩm cho các thiết bị loại này.
- Chính vì vậy, tôi đã lựa chọn đề tài cho luận văn tốt nghiêp là “Công nghệ Wimax.
- Đề tài này giúp tôi có thêm các kiến thức cần thiết về công nghệ Wimax đồng thời có thể ứng dụng kết quả thu được từ đề tài vào công tác thực tế đang triển khai tại cơ quan tôi là công tác “chứng nhận và công bố hợp quy sản phẩm”.
- Do nước ta chủ yếu nhập khẩu các thiết bị điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin (các thiết bị thuộc quản lý chuyên ngành của Bộ Thông tin và Truyền thông), do đó chúng ta chưa tự xây dựng các yêu cầu kỹ thuật cho thiết bị đầu cuối wimax di động.
- Để theo kịp được sự phát triển của thế giới, chúng ta đã xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia cho các thiết bị nêu trên theo hướng chấp thuận sử dụng các tiêu chuẩn của các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hoạt động trong lĩnh vực này làm tài liệu tham 8chiếu.
- Hiện có rất nhiều tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hoạt động trong lĩnh vực tiêu chuẩn hóa như ETSI, IEC, ISO, IEEE….Vấn đề đặt ra là chúng ta lựa chọn tiêu chuẩn của tổ chức nào để làm tài liệu tham chiếu và sau khi đã lựa chọn được tài liệu tham chiếu thì ta lựa chọn chỉ tiêu nào trong tài liệu này để xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật cho phù hợp với điều kiện thực tế ở nước ta.
- Tổng quan về công nghệ Wimax - Chương 2.
- Tính cần thiết của việc xây dựng quy chuẩn kỹ thuật cho thiết bị Wimax di động - Chương 3.
- Tình hình tiêu chuẩn hóa thiết bị đầu cuối Wimax di động - Chương 4.
- Đề xuất xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật cho thiết bị đầu cuối Wimax di động.
- TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX 1.1.
- Khái niệm WiMax (viết tắt là Worldwide Interoperability for Microwave Access) được thiết kế dựa vào tiêu chuẩn IEEE 802.16, là chuẩn cho việc kết nối Internet băng thông rộng không dây ở khoảng cách lớn.
- WiMax sử dụng kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến trong mạng Internet thay vì dùng dây để kết nối như DSL hay cáp modem.
- WIMAX ra đời nhằm cung cấp một phương tiện 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.
- Hoạt động của WIMAX rất mềm dẻo và tương tự như của WiFi khi truy nhập mạng tức là khi một thiết bị đầu cuối có nhu cầu truy nhập mạng thì nó sẽ tự động kết nối đến trạm WIMAX gần nhất.
- Đặc điểm 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 phương tiện truyền dẫn ((MAC) hỗ trợ điểm – đa điểm và dịch vụ rộng khắp bằng cách lập lịch một khe thời gian cho mỗi trạm di động (MS).
- 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 10(UGS), dịch vụ hỏi vòng thời gian thực (rtPS), dịch vụ hỏi vòng không thời gian thực (nrtPS), nỗ lực tốt nhất (BE).
- Các nhà vận hành mà đã có được các đăng ký để sử dụng một trong các dải tần cấp phép, hoặc dự kiến sử dụng một trong các dải tần không cấp phép, không cần đệ trình cho chính phủ.
- o Dịch vụ đa mức: Cách thức nơi mà QoS được phân phát nói chung dựa vào sự thỏa thuận mức dịch vụ (SLA) 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 dựa trên các chuẩn quốc tế, các chuẩn này không phụ thuộc vào nhà sản xuất và cung cấp thiết bị.
- Điều này giúp người dùng cuối dễ dàng 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 mạng vì họ có thể chọn lựa thiết bị từ các sản xuất khác nhau, điều này giúp làm giảm chi phí đầu tư 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 môi trường di động.
- Những cải tiến này bao gồm OFDMA được mở rộng, sử dụng công nghệ MIMO (nhiều đầu ra nhiều đầu vào) và hỗ trợ đối với chế độ idle/sleep và hand – off, điều này cho phép khả năng di động với tốc độ lên tới 160 11km/h.
- Mạng WiMax di động cho phép người sử dụng có thể truy cập Internet không dây băng rộng tại bất cứ nơi nào.
- Sự chấp nhận đa số của chuẩn và sử dụng chi phí thấp, các chip được sản xuất hàng loạt, sẽ làm giảm chi phí và tăng tính cạnh tranh tạo ra sự tiết kiệm chi phí đáng kể cho các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng cuối cùng.
- Môi trường không dây được sử dụng bởi WiMAX cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phá vỡ những chi phí gắn với triển khai có dây, như thời gian và công sức.
- o Hoạt động NLOS: Băng tần mà Wimax sử dụng cho phép hoạt động không yêu cầu tầm nhìn thẳng giữa trạm gốc và thiết bị đầu cuối.
- Các hệ thống WiMAX có thể phủ sóng một vùng địa lý rộng khi đường truyền giữa BS và MS không bị cản trở.
- cùng công nghệ thì có thể sử dụng ở nhà và di chuyển.
- 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).
- o Dung 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.
- Chuẩn 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.
- 12Chuẩn đã được thiết kế để đạt tỷ lệ lên tới hàng trăm thậm chí hàng nghìn người sử dụng trong một kênh RF.
- Các nhà vận hành có thể cấp phát lại phổ qua hình quạt như số thuê bao gia tăng.
- 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.
- o Bảo mật: Bằng cách mật hóa các liên kết vô tuyến giữa BS và MS, sử dụng chuẩn mật hóa tiên tiến AES ở chế độ CCM, 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.
- Chuẩn IEEE Chuẩn IEEE 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.
- 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.
- 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 dải 2 – 11 GHz (NLOS.
- Dải thông kênh có thể thay đổi giữa 1,25MHz và 20MHz.
- Các chức năng MAC thêm vào: hỗ trợ PHY OFDM và OFDMA, hỗ trợ công nghệ Mesh, ARQ.
- Chuẩn IEEE Tháng 7/2004, chuẩn IEEE hay IEEE 802.16d được chấp thông qua, kết hợp của các chuẩn IEEE IEEE 802.16a, ứng dụng LOS ở dải tần số 10- 66 GHz và NLOS ở dải 2- 11 GHz.
- 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.
- 802.16e dùng kỹ thuật đa truy nhập SOFDMA.
- sử dụng kỹ thuật MIMO và AAS để cải thiện vùng phủ và năng 14suất.
- Các nhà cung cấp dịch vụ mà triển khai 802.16e cũng có thể sử dụng mạng để cung cấp dịch vụ cố định.
- 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.
- Truyền sóng Trong khi nhiều công nghệ hiện đang tồn tại trên mạng 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

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt