Đề tài Nghiên cứu về công nghệ không dây WiMax và ứng dụng

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 3

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 4

LỜI NÓI ĐẦU 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX 10

1.1/ Tổng quan về công nghệ không dây băng rộng 10

1.2/ Giới thiệu chung về công nghệ Wimax 11

1.2.1.Sự ra đời của Wimax 11

1.2.2.Hệ thống Wimax 14

1.2.3/Đặc điểm của công nghệ Wimax 16

1.2.4.Công nghệ Mobile Wimax 19

1.2.5.Các chuẩn của Wimax 20

1.2.6. Phổ của Wimax: 23

1.2.7. Thị trường cho Wimax 24

1.2.8. Diễn đàn Wimax 24

1.3/Tóm tắt chương1 26

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT TRONG WIMAX 27

2.1/ Môi trường truyền sóng 27

2.2/ Kĩ thuật OFDM 30

2.3/ Công nghệ OFDMA 31

2.4/ Điều chế thích nghi 32

2.5/ Công nghệ sửa lỗi 33

2.6/ Điều khiển công suất 33

2.7/ Các công nghệ vô tuyến tiên tiến 34

2.7.1. Phân tập thu và phát 34

2.7.2. Các hệ thống anten thích nghi 35

2.9/Tóm tắt chương 2 37

CHƯƠNG 3: KIẾN TRÚC MẠNG CỦA WIMAX 38

3.1/ Mô hình tham chiếu của mạng 38

3.2/ Lớp MAC 39

3.2.1. Lớp con hội tụ MAC 39

3.2.2.Lớp con phần chung MAC 39

3.2.3. Lớp con bảo mật 56

3.3/Lớp vật lý PHY 67

3.3.1. Đặc tả WirelessMAN-SC PHY 67

3.3.2. Đặc tả PHY WirelessMAN-SCa 68

3.3.3. Đặc tả PHY WirelessMAN-OFDM 69

3.3.4. Đặc tả PHY WirelessMAN- OFDMA. 73

3.4/ Tóm tắt chương 3 76

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WIMAX 77

4.1/ Các dịch vụ ứng dụng trong Wimax 77

4.1.1. Các dịch vụ Wimax 77

4.1.2. Wimax cố định và Wimax di động 78

4.1.3. Lựa chọn 802.16-2004 hay 802.16e? 79

4.1.4. Phương án nâng cấp dịch vụ từ 802.16-2004 lên 802.16e 82

4.1.5. Các ứng dụng và triển vọng của Wimax 84

4.1.6. CPE Wimax 85

4.2/ Mô hình ứng dụng của Wimax 85

4.2.1. Mô hình ứng dụng tổng quát 85

4.2.2. Mô hình ứng dụng cố định (Fixed Wimax) 89

4.2.3. Mô hình ứng dụng di động (Mobile Wimax) 90

4.3/ Tóm tắt chương 4 91

KẾT LUẬN CHUNG 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

 

 

doc230 trang | Chia sẻ: huong.duong | Lượt xem: 1310 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu về công nghệ không dây WiMax và ứng dụng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thích với nhau do các phương thức này dựa trên hai kỹ thuật điều chế khác nhau. Vì vậy, một OFDM CPE sẽ không làm việc trong một mạng SOFDMA và ngược lại, một SOFDMA CPE sẽ không làm việc trong một mạng OFDM. 4.1.3. Lựa chọn 802.16-2004 hay 802.16e? Việc triển khai WiMAX cố định và WiMAX di động có các yêu cầu rất khác nhau và nhắm tới các mảng thị trường riêng biệt, với các vị trí và các mô hình sử dụng khác nhau, yêu cầu về lưu lượng, các yếu tố về hình dạng thiết bị người sử dụng và các thỏa thuận về mức dịch vụ. Hai tiêu chuẩn trên về WiMAX được định nghĩa để đáp ứng các nhu cầu khác biệt của hai mảng thị trường này và các yêu cầu thay đổi của các ứng dụng khác nhau. Trong triển khai cố định với chức năng cơ bản, tiêu chuẩn 802.16-2004 và 802.126e cung cấp hiệu suất giống nhau. Thông lượng cực đại cho một Sector cho cả hai tiêu chuẩn của WiMAX là khoảng 15 Mbps cho một kênh 5 MHz, hoặc 35 Mbps cho một kênh 10 MHz. Phạm vi của trạm gốc trong các vùng đông dân có thể lên tới vài km phụ thuộc vào các yếu tố như loại CPE, băng tần số, tính di động v.v… Trong các mạng mà ở đó dung lượng bị hạn chế, số lượng các trạm gốc được lắp đặt phụ thuộc vào nhu cầu về thông lượng hơn là phạm vi. Tuy nhiên, hiệu suất của hai tiêu chuẩn WiMAX có thể thay đổi đáng kể cho các ứng dụng cụ thể, bởi vì 802.16-2004 được tối ưu hóa cho truy nhập cố định và 802.16e cho truy nhập di động . Các mạng cố định sử dụng các sản phẩm 802.16-2004 được Diễn đàn WiMAX chứng nhận có các lợi thế sau: Điều chế ít phức tạp: OFDM là một kỹ thuật điều chế đơn giản và phù hợp hơn cho các triển khai mà không yêu cầu hỗ trợ về tính di động. Có thể sử dụng các băng tần không cấp phép: Các dịch vụ di động yêu cầu các phổ tần được cấp phép để cung cấp vùng phủ sóng rộng. Các triển khai cố định thường được sử dụng thành công trong các băng tần không cấp phép trong các vùng mà ở đó mức nhiễu là chấp nhận được. Vì lý do này, hầu hết các phiên bản nhắm tới các băng tần không cấp phép dường như dựa trên tiêu chuẩn 802.16-2004. Thông lượng cao hơn: Các băng tần cao được lựa chọn cho phiên bản 802.16-2004 nên các mạng cố định sử dụng các sản phẩm 802.16-2004 có thể cung cấp thông lượng cao hơn. Đây là các công ty với mức lưu lượng cao hơn và với các CPE có các anten ngoài trời. Thâm nhập thị trường sớm hơn: Các sản phẩm 802.16-2004 được thương mại hóa sớm hơn cho phép các nhà khai thác đáp ứng các nhu cầu về kết nối băng rộng tại các vùng còn thiếu và bắt đầu có được thị phần trước các đối thủ cạnh tranh khác. Tuy nhiên phiên bản 802.16e cũng có các lợi thế sau: - Hỗ trợ di động: Các sản phẩm IEEE 802.16e được tối ưu hóa cho di động và sẽ hỗ trợ các chuyển giao lên tới tốc độ 120 Km/h. Hỗ trợ các chế độ ngủ và tiết kiệm công suất sẽ kéo dài thời gian sống của pin của các thiết bị di động. - Vùng phủ sóng trong nhà tốt hơn: Vùng phủ sóng trong nhà tốt hơn đạt được thông qua kênh phụ và lựa chọn AAS làm lợi cho các ứng dụng cố định và di động bởi vì các thuê bao thường ở trong nhà hoặc không trong tầm nhìn thẳng NLOS. Tuy nhiên, trong khi các anten ngoài trời có thể bổ sung cho vùng phủ trong nhà bị giới hạn trong các triển khai cố định, việc này rõ ràng không được áp dụng cho các thuê bao di động với máy tính xách tay hoặc PDA. - Độ linh hoạt cao hơn trong quản lí phổ tần: Việc phân chia nhỏ kênh của SOFDMA mang lại khả năng sử dụng mạng thông minh để phân bổ các tài nguyên cho các thiết bị của người sử dụng khi cần thiết. Điều này dẫn tới việc sử dụng phổ tần hiệu quả hơn, thông lượng cao hơn và vùng phủ sóng trong nhà tốt hơn, trong một số trường hợp giảm chi phí triển khai. Ưu điểm này đặc biệt có giá trị đối với các nhà khai thác mà phổ tần bị hạn chế. - Thiết bị đầu cuối đa dạng: Trong khi các thiết bị CPE Outdoor và CPE Indoor và thẻ PCMCIA dành cho máy tính xách tay được đoán là các đầu cuối chính của thị trường 802.16-2004, thẻ PCMCIA dành cho máy tính xách tay, các thẻ nhỏ, các modem trong nhà, thiết bị số trợ giúp cá nhân và điện thoại sẽ là các thiết bị người sử dụng. Đặc biệt, với việc Intel quyết định tích hợp Chíp hỗ trợ Wimax di động trong các máy tính xách tay sẽ tạo ra một mảng khách hàng tương đối lớn. Sự đa dạng về thiết bị người sử dụng cho phép các nhà khai thác mở rộng dịch vụ đến các thị trường mới và cho phép các thuê bao có nhiều lựa chọn hơn. Mặc dù các sản phẩm theo chuẩn IEEE 802.16e được nhắm tới các thị trường lớn hơn. Giá thành CPE là một yếu tố quan trọng trong kế hoạch kinh doanh của bất kỳ nhà khai thác nào, sự có mặt của các thiết bị CPE giá rẻ sẽ là một trong những yếu tố quyết định trong việc quyết định phiên bản nào WiMax được lựa chọn. Việc lựa chọn giữa các sản phẩm 802.16-2004 và 802.16e phần lớn phụ thuộc vào các loại hình dịch vụ được cung cấp và mô hình kinh doanh của nhà khai thác. Trong một số trường hợp, sự lựa chọn này là rõ ràng. Một nhà khai thác di động xây dựng một mạng chuyển đổi để bổ xung cho một mạng 3G sẽ lựa chọn phiên bản 802.16e. Một nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây cung cấp dịch vụ truy nhập không dây cho vùng nông thôn điển hình sẽ chọn phiên bản 802.16-2004. Ngoài ra các nhà khai thác cần phải xem xét đến một số yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn giữa các sản phẩm 802.16-2004 và 802.16e. -Thị trường chủ chốt: Nếu nhà khai thác nhằm đến các người sử dụng trong một môi trường chủ yếu là LOS, các CPE với anten ngoài trời có thông lượng và hiệu suất LOS tốt sẽ phù hợp hơn thì 802.16-2004 có thể là một giải pháp hợp lý. Nếu như nhà khai thác chủ yếu nhằm đến thị trường di động, các thiết bị CPE 802.16e với giá thành thấp là cần thiết để đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế. -Phổ tần: Trong khi diễn đàn Wimax sẽ tiếp tục bổ sung những phiên bản mới để đáp ứng yêu cầu của thị trường, có thể sẽ chỉ có phiên bản 802.16-2004 hoặc 802.16e trong một số băng tần. Trong hầu hết các trường hợp, nhà khai thác sẽ có ít lựa chọn về các băng tần và việc lựa chọn phiên bản còn phụ thuộc vào tính sẵn có của thiết bị. Có thể phiên bản 802.16e sẽ được bổ sung trong các băng tần dành cho các ứng dụng cố định và Normadic bởi vì phiên bản 802.16e ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường. 4.1.4. Phương án nâng cấp dịch vụ từ 802.16-2004 lên 802.16e Diễn đàn Wimax là để hỗ trợ các cách thức chuyển đổi lên các mạng hỗ trợ các dịch vụ di động và di động hạn chế. Các nhà khai thác mong muốn chuyển đổi hiệu quả từ một mạng 802.16-2004 lên 802.16e sẽ có một số lựa chọn như sau: Mạng chống lấn: Trong các vùng mà ở đó một nhà khai thác muốn bổ sung truy nhập di động, có thể triển khai một mạng 802.16e hoạt động song song với mạng 802.16-2004 như có đủ phổ tần số. Điều này cho phép nhà khai thác cung cấp cả hai truy nhập cố định và di động trong cùng một vùng nhưng yêu cầu các thuê bao phải có hai CPE nếu họ muốn truy nhập vào cả hai mạng. CPE hai chế độ: Các nhà khai thác muốn chuyển sang 802.16e có thể triển khai CPE hỗ trợ cả hai phiên bản 802.16-2004 và 802.16e. Ban đầu, nhà khai thác sẽ triển khai các trạm gốc và các CPE 802.16-2004, nhưng khi các sản phẩm 802.16e ra đời, nhà khai thác sẽ bắt đầu giới thiệu các thiết bị CPE hai chế độ. Khi tất cả các thuê bao có các CPE hai chế độ, nhà khai thác sẽ thay đổi các trạm gốc 802.16-2004 bởi các trạm gốc 802.16e và các CPE sẽ tự động chuyển sang chế độ 802.16e. Các trạm gốc có thể nâng cấp được bằng phần mềm: Giải pháp này có thể được áp dụng cùng với giải pháp CPE hai chế độ. Trong trường hợp này, thay vì thay thế các trạm gốc, nhà khai thác có thể thực hiện nâng cấp phần mềm để chuyển sang chế độ 802.16e. Trạm gốc hai chế độ: Nếu như CPE chỉ hỗ trợ một chế độ và nhà khai thác có kế hoạch chuyển đổi dần lên 802.16e, các trạm gốc hai chế độ có thể được lắp đặt. Khi mạng chống lấn cho thấy không hiệu quả về mặt kinh tế hoặc nhà khai thác thiếu phổ tần, các trạm gốc hai chế độ cung cấp cách thức hỗ trợ cho cả hai chế độ và cuối cùng chuyển đổi toàn bộ sang 802.16e khi tất cả các CPE được nâng cấp. Một vài nhà cung cấp thiết bị dự kiến cung cấp các trạm gốc hai chế độ phân chia kênh hiện có giữa hai chế độ, trong khi các nhà cung cấp thiết bị khác dự kiến hỗ trợ cả hai chế độ trên cùng một kênh bằng cách thay đổi luân phiên các khung 802.16-2004 và 802.16e. Trong khi một phương án chuyển đổi có giá trị cho những nhà khai thác có kế hoạch chuyển đổi lên 802.16e, diễn đàn Wimax dự đoán rằng hầu hết các nhà khai thác sẽ lựa chọn việc duy trì mạng 802.16-2004. Các nhà khai thác mà yêu cầu về di động có thể sẽ triển khai mạng 802.16e từ ban đầu. Các nhà khai thác tập trung vào các dịch vụ cố định sẽ không có được nhiều lợi ích khi chuyển sang 802.16e trừ khi các nhà khai thác đó có kế hoạch mở rộng danh mục dịch vụ bao gồm cả di động và di động hạn chế. Theo khuyến nghị của Motorola : Wimax cố định và Wimax di động là hai công nghệ khác nhau, sử dụng hai phương thức điều chế khác nhau. Hai hệ thống này không thể làm việc cùng nhau. Wimax cố định cũng không thể chuyển đổi thành Wimax di động. Vì vậy, cần phải cân nhắc, xem xét khi lựa chọn Wimax cố định hay Wimax di động. Tốt hơn hết là lựa chọn Wimax di động ngay từ đầu để sau này khỏi phải dỡ bỏ mạng Wimax cố định để thay thế bằng một mạng Wimax di động. 4.1.5. Các ứng dụng và triển vọng của Wimax Các ứng dụng dịch vụ thoại và dữ liệu cho hộ gia đình và các doanh nghiệp nhỏ: Các khách hàng này chủ yếu ở các vùng nông thôn và ngoại ô. Với nhiều loại CPE khác nhau và các chức năng QoS, hệ thống Wimax có thể cung cấp dịch vụ Internet, VoIP, chơi games, truyền hình ảnh… Đa dịch vụ tới các đơn vị kinh doanh : Khách hàng này sẽ tập trung ở các vùng đô thị, đó là các công ty, tập đoàn, tổ chức, cơ quan chính phủ. Dịch vụ hướng tới tập khách hàng này chính là dịch vụ dữ liệu băng rộng, dịch vụ thoại, đường thuê kênh - leased line, mạng riêng ảo-VPN, dịch vụ hội nghị truyền hình-Video Confernecing. Cung cấp đường truyền tới các hotspot của WiFi. Với việc sử dụng loại CPE làm đường kết nối tới các Hotspot (cấu trúc WiMax bên ngoài và WiFi bên trong - WiFi inside, WiMax outside),các nhà cung cấp dịch vụ có thể hướng tới các khách hàng là các sân bay, trung tâm thương mại, quán cafe internet, khách sạn, trường học ... Dịch vụ di động: Khi chuẩn 802.16e chính thức ra đời WiMax sẽ trở lên di động hoàn toàn. Các thiết bị đầu cuối sẽ là PDA, Palm, máy tính xách tay. Dịch vụ lúc này sẽ là dịch vụ Multimedia. Bên cạnh đó, hệ thống WiMax sẽ giúp cho các nhà khai thác di động không còn phải phụ thuộc vào các đường truyền phải đi thuê của các nhà khai thác mạng hữu tuyến, cũng là đối thủ cạnh tranh của họ. Hầu hết hiện nay đường truyền dẫn giữa BSC và MSC hay giữa các MSC chủ yếu được thực hiện bằng các đường truyền dẫn cáp quang, hoặc các tuyến viba điểm - điểm. Phương pháp thay thế này có thể giúp các nhà khai thác dịch vụ thông tin di động tăng dung lượng để triển khai các dịch vụ mới với phạm vi phủ sóng rộng mà không làm ảnh hưởng đến mạng hiện tại. Ngoài ra, WiMax với khả năng phủ sóng rộng, khắp mọi ngõ ngách ở thành thị cũng như ở nông thôn, sẽ là một công cụ hỗ trợ đắc lực trong các lực lượng công an, lực lượng cứu hỏa hay các tổ chức cứu hộ khác có thể duy trì thông tin liên lạc trong nhiều điều kiện thời tiết và địa hình khác nhau. 4.1.6. CPE Wimax CPE WiMAX, trong hầu hết các trường hợp, một đầu cuối “plug and play” đơn giản, tương tự với modem DSL, cung cấp khả năng kết nối. Xem hình 3. Đối với những khách hàng được đặt ở vị trí vài km từ trạm gốc WiMAX, một anten bên ngoài tự cài đặt có thể được yêu cầu để cải thiện chất lượng truyền dẫn. Để phục vụ các khách hàng ở biệt lập, một anten chỉ dẫn trỏ đến trạm gốc WiMAX có thể được yêu cầu. Với các khách hàng yêu cầu thoại thêm vào các dịch vụ băng rộng, CPE cụ thể sẽ cho phép kết nối bình thường hoặc các cuộc gọi điện thoại VoIP. Cuối cùng thì chip WiMAX sẽ được nhúng trong các thiết bị trung tâm dữ liệu. Hình 4.1. CPE WiMAX cho truy nhập cố định, card WiMAX PC 4.2/ Mô hình ứng dụng của Wimax 4.2.1. Mô hình ứng dụng tổng quát Một cách tổng quát, mô hình tổ chức tổng thể của hệ thống Wimax sẽ bao gồm các thành phần sau: Trạm gốc - Wimax BS (Base Station) Các trạm gốc này sẽ đóng vai trò giống như một điểm truy cập AP trong công nghệ không dây WiFi trước đây, và là nơi tiếp nhận các kết nối và giao tiếp với các thiết bị đầu cuối. Tuy nhiên về phương diện kỹ thuật và khả năng họat động, các Wimax BS sẽ vượt trội hẳn so với Wifi AP. Hình 4.2: Mô hình cơ bản của một Wimax BS Wimax BS sẽ được trang bị những tính năng sau: Được trang bị nhiều anten tùy thuộc vào ứng dụng của BS. Thông thường là nhiều anten nhằm bảo đảm việc phủ sóng đủ cho cả 3600 xung quanh BS. Các anten này sẽ làm nhiệm vụ tiếp nhận sóng kết nối của thiết bị không dây đầu cuối hoặc truyền ngược lại. Có khả năng hỗ trợ và giao tiếp trên một dãy tần rộng đi từ 2-11Ghz. Cho phép giao tiếp đồng thời với nhiều chuẩn không dây hiện tại và trong tương lai. Hỗ trợ đồng thời được cả 3 loại hình kết nối P2P và PMP và Mesh. Điểm đặc biệt của công nghệ Wimax là không phụ thuộc vào vấn đề LOS. Đây là một ưu điểm vượt trội lớn so với công nghệ WiFi trước đây. Điều này có nghĩa là nó vừa có thể giao tiếp với nhau, vừa có thể cung cấp các dịch vụ cho đầu cuối. Khả năng tương thích với nhiều loại đầu cuối của Wimax BS. Cho phép một số lượng lớn lên đến vài ngàn phiên kết nối đồng thời kết nối đến các trạm gốc này. Cho phép kết nối ở khoảng cách xa lên đến hàng chục km với băng thông lớn nhất lên đến 70Mbps. Rõ ràng, thông qua các tính năng vượt trội đã đề cập bên trên, các Wimax BS sẽ là lựa chọn lý tưởng để triển khai hệ thống phủ sóng bao phủ cả một diện tích rộng lớn. Bên cạnh đó, đặc điểm không đòi hỏi phải LOS trong mô hình điểm-đa điểm sẽ cho phép chúng ta vượt qua các trở ngại về vật cản, che chắn trong khu đô thị một cách dễ dàng. Cũng giống như các BS trong hạ tầng của các nhà cung cấp dịch vụ điện thọai di động, một Wimax BS sẽ phủ sóng cho hàng ngàn thiết bị đầu cuối. Việc tổ chức và phân bố các BS sẽ do các nhà cung cấp dịch vụ quyết định. Các tính toán về số lượng BS, độ mạnh của các BS cũng phải phụ thuộc vào đặc điểm của từng khu vực khác nhau. Các thành phố, đô thị thường rất phức tạp về hạ tầng, kiến trúc xây dựng, nên ít nhiều cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của dịch vụ không dây thế hệ mới được cung cấp do sự che chắn của chúng. Bên cạnh đó, mật độ dân cư, cũng như là mật độ người dùng đầu cuối của các địa điểm này thường khá lớn. Do mỗi Wimax BS chỉ đáp ứng được vài ngàn đầu cuối đồng thời kết nối đến, nên tương ứng chúng ta phải triển khai số lượng lớn BS cho mỗi khu vực này. Việc dùng nhiều là nhằm đáp ứng về số lượng lớn người dùng. Còn về băng thông kết nối và khoảng cách cho phép, hệ thống BS này chắc chắn sẽ đáp ứng và đảm bảo phủ sóng đến mọi điểm thuộc các thành phố này. Một điểm quan trọng cần nhấn mạnh là với hạ tầng Wimax BS đủ mạnh, hoàn toàn có thể thay thế tất cả các dịch vụ truy cập Internet dựa trên nền cáp đồng, cáp mạng thậm chí cáp quang bằng dịch vụ của Wimax. Với các vùng ngoại ô, thì dân cư thưa thớt hơn, các vật cản, nhiễu cũng ít hơn. Các BS hoạt động hiệu quả hơn nhưng cũng hạn chế hơn về số lượng thuê bao. Thông thường các khu vực này, các BS không nhiều. Đối với các khu vực địa lý đặc thù như vùng cao, hải đảo. Những vùng sâu vùng xa, hải đảo có đặc thù địa lý luôn là một trở ngại lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ khi muốn mở rộng dịch vụ đến các người dùng tại đây. Việc kéo cáp đến những điểm này không phải không khả thi, nhưng lại cần một chi phí cực lớn trong khi số lượng thuê bao lại khá ít. Vì thế, dường như chỉ có các dịch vụ không dây là có thể giải quyết được bài toán này một cách hiệu quả nhất. Đây cũng chính là mục tiêu của Wimax. Trong trường hợp cụm đảo nằm xa hơn mức cho phép, chúng ta có thể dùng Viba hoặc thậm chí vệ tinh để nối từ đất liền ra một đảo nào đó. Khi đó, ta sẽ đặt một Wimax BS để phủ sóng cho toàn bộ các đảo xung quanh đó. Trạm thuê bao Trạm thuê bao có thể là các các thiết bị có anten gắn cố định trên các tòa nhà đối với các dịch vụ không dây băng rộng cố định hoặc là các card giao tiếp được gắn vào các thiết bị di động như máy xách tay, PDA,… Trung tâm quản lý Trung tâm quản lí là nơi bắt buộc phải có đối với các các mạng nói chung và Wimax nói riêng. Các Wimax BS sẽ được kết nối về một điểm tập trung duy nhất. Và các trung tâm quản lý sẽ được hình thành tại những điểm tập kết này. Trung tâm quản lí là nơi làm nhiệm vụ giao tiếp giữa mạng Wimax và các mạng khác, nơi kiểm soát thông tin truyền trong mạng Wimax, nơi kiểm tra các trạm Wimax SS,… Trung tâm quản lý sẽ như hình bên dưới: Hình 4.3: Trung tâm quản lí Về cơ bản, trung tâm quản lý cần có các thành phần sau: Bộ kết hợp : Các thông tin từ BS sẽ qua bộ này trước khi đi vào trung tâm quản lí, đây giống như bộ giao tiếp giữa BS và trung tâm quản lí. Gateway: Cửa ngõ dành cho thuê bao, quản lý tất cả thông tin dữ liệu trao đổi của thuê bao hệ thống Wimax. Việc chứng thực người dùng hay tính cước khai thác Internet đều phải thông qua Gateway này. Chính vì lẽ đó, gateway luôn được đặt tại cửa ngõ liên thông Internet duy nhất của toàn hệ thống. Gateway có cả chức năng của tường lửa, có nhiệm vụ chính là bảo vệ cho trung tâm quản lý nói riêng, và toàn hệ thống Wimax nói chung. Vì toàn hệ thống chỉ sử dụng một cửa ngõ đi Intetnet duy nhất, nên hệ thống tường lửa tại đây đòi hỏi phải có thông lượng khá tốt, hoạt động hiệu quả và ổn định. Hệ thống máy chủ: Hệ thống máy chủ có nhiệm vụ hỗ trợ cho gateway, nó gồm nhiều máy chủ với các chức năng khác nhau như tính cước, chứng thực… 4.2.2. Mô hình ứng dụng cố định (Fixed Wimax) Mô hình cố định sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE 802.16 -2004. Tiêu chuẩn này gọi là “không dây cố định” vì thiết bị thông tin làm việc với các anten đặt cố định tại nhà các thuê bao. Anten đặt trên nóc nhà hoặc trên cột tháp tương tự như chảo thông tin vệ tinh. Tiêu chuẩn IEEE 802.16 – 2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tất nhiên thu không khỏe bằng anten ngoài trời. Băng tần công tác (theo quy định và phân bổ của quốc gia) trong băng 2,5 GHz hoặc 3,5 GHz. Trong mạng cố định, WiMAX thực hiện cách tiếp nối không dây đến các modem cáp, đến các đôi dây thuê bao của mạng xDSL hoặc mạch Tx/Ex (truyền phát/chuyển mạch) và mạch OC-x (truyền tải qua sóng quang). WiMAX cố định có thể phục vụ cho các loại người dùng như: các xí nghiệp, các khu dân cư nhỏ lẻ, mạng cáp truy nhập WLAN công cộng nối tới mạng đô thị, các trạm gốc BS của mạng thông tin di động và các mạch điều khiển trạm BS. Về cách phân bố theo địa lý, các user thì có thể phân tán tại các địa phương như nông thôn và các vùng sâu vùng xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến đó. Hình 4.4: Mô hình ứng dụng mạng Wimax cố định Sơ đồ kết cấu mạng WiMAX được đưa  ra trên hình 4.4. Trong mô hình này bộ phận vô tuyến gồm các trạm gốc WiMAX BS (làm việc với anten đặt trên tháp cao) và các trạm phụ SS (SubStation). Các trạm WiMAX BS nối với mạng đô thị MAN hoặc mạng PSTN. 4.2.3. Mô hình ứng dụng di động (Mobile Wimax) Mô hình WiMAX di động sử dụng các thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn 802.16e bổ sung cho tiêu chuẩn IEEE 802.16 – 2004 hướng tới các user cá nhân di động, làm việc trong băng tần thấp hơn 6 GHz. Mạng lưới này phối hợp cùng WLAN, mạng di động cellular 3G có thể tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng. Chuẩn WiMAX được phát triển mang lại một phạm vi rộng các ứng dụng. 4.3/ Tóm tắt chương 4 Chương 4 này, em trình bày về ứng dụng của công nghệ Wimax bao gồm các vấn đề như: các dịch vụ ứng dụng trong Wimax, mô hình ứng dụng trong Wimax. Các dịch vụ ứng dụng trong Wimax cho biết dịch vụ nào ứng dụng cho mạng Wimax cố định, dịch vụ nào ứng dụng cho mạng Wimax di động, cách chuyển đổi giữa hai mạng này… Mô hình ứng dụng trong Wimax: đưa ra hai mô hình ứng dụng cho Wimax cố định và Wimax di động. KẾT LUẬN CHUNG Giao diện không gian WirelessMAN™ đưa ra trong chuẩn IEEE 802.16 cung cấp nền tảng cho việc phát triển và triển khai các mạng vùng đô thị dựa trên các chuẩn cung cấp truy nhập không dây băng thông rộng trong nhiều môi trường điều tiết. Việc sử dụng công nghệ WiMax đem lại nhiều lợi ích, nhất là ở khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa và những nơi dân cư đông đúc khó triển khai hạ tầng cơ sở mạng dây dẫn băng rộng... Vì thế, WiMax được xem như công nghệ có hiệu quả kinh tế cao cho việc triển khai nhanh trong các khu vực mà các công nghệ khác khó có thể cung cấp dịch vụ băng thông rộng. Theo đánh giá của các chuyên gia, WiMax sẽ nhanh chóng vượt qua những công nghệ hiện có như Wi-Fi hay 3G, bởi khả năng kết nối băng thông rộng tốc độ cao trong phạm vi rộng lớn. Hơn nữa, việc cài đặt WiMax dễ dàng, tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ và giảm giá thành dịch vụ cho người sử dụng. Trên thực tế, khi mà việc sử dụng mạng không dây đang ngày càng tăng trong rất nhiều lĩnh vực. Wimax với những tính năng ưu việt của nó đã đem lại rất nhiều các dịch vụ ứng dụng, các sản phẩm hỗ trợ mạng cũng được rất nhiều nhà sản xuất tung ra thị trường với những tính năng : hỗ trợ truyền dẫn NLOS, thông lượng và dung lượng cao, đáp ứng các nhu cầu của người dùng…. Trong khuôn khổ đồ án của em, em mới chỉ trình bày được cái nhìn tổng quan về công nghệ Wimax, ứng dụng của công nghệ này và mô hình chuyển đổi giữa mạng Fixed Wimax và mạng Mobile Wimax. Thực tế ở Việt Nam, mạng Wimax cố định đã được thử nghiệm và kết quả thử nghiệm cho thấy công nghệ WIMAX đã đáp ứng được đầy đủ các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ, tốc độ truy nhập, băng thông lớn, hiệu suất sử dụng tần số của kỹ thuật truy nhập băng rộng không dây cao, phù hợp với xu hướng phát triển của các mạng viễn thông trên thế giới. Hiện nay, do nhu cầu của người dùng không còn muốn trao đổi thông tin cố định ở một nơi mà họ muốn trao đổi thông tin ở bất cứ mọi nơi mọi lúc mà họ muốn, như vậy là một mạng cố định không dây hay có dây đều không thể đáp ứng được nhu cầu đó, mạng Wimax di động được ra đời với mục đích đáp ứng nhu cầu đó, nhưng cho đến giờ mạng Wimax di động mới chỉ đang được các công ty tiến hành thử nghiệm. Trong thời gian tới, chắc chắn rằng mạng Wimax sẽ được đưa vào sử dụng và được người dùng đón nhận. và trong tương lai không xa mạng Wimax sẽ có thể thay thế được mạng cáp có dây truyền thống. Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.PHẠM MINH HÀ đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu. Đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên của các thầy cô trong hội đồng. Nhưng do còn hạn chế về trình độ và thời gian nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Đinh Thị Phương Anh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] IEEE Std 802.16-2001 “Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”. IEEE Press, 2001. [2] IEEE Std 802.16a.-2003 “Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”.Amendment 2: Medium Access Control Modifications and Additional Physical Layer Specifications for 2.11 GHz [3] IEEE Std 802.16-2004 “Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”. [4] Lý thuyết và ứng dụng của kỹ thuật OFDM- Nguyễn Văn Đức [5] [6] [7] [8] [9] [10] PHỤ LỤC ‘MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG ‘ Form MO_PHONG Private Sub mnuFile_About_Click() Form1.Show End Sub Private Sub mnuFile_Exit_Click() End End Sub Private Sub mnuIimitate_ECG_Click() frmECG.Show frmECG.Width = 8055 frmECG.Height = 5745 End Sub Private Sub mnuIimitate_NIBD_Click() frmNIBP.Show frmNIBP.Width = 7830 frmNIBP.Height = 5025 End Sub Private Sub mnuIimitate_SpO2_Click() frmSpO2.Show frmSpO2.Width = 7170 frmSpO2.Height = 5130 End Sub ‘ Form ECG Const pi = 3.14159265 Const l = 1 Const f = 0.03 'Dieu tan so cua song EKG Const ds = 1800 'Dieu chinh vi tri cua song EKG Const f_v = 0.01 'Dieu tan so cua song EKG_V Const ds_v = 800 'Dieu chinh vi tri cua song EKG_V Const ds_aVR = 200 Const ds_iii = 1200 Const ds_v3 = 1200 Const ds_v1 = 800 Const ds_v4 = 1200 Const ds_nt = 1000 'Dieu chinh vi tri cua song nhip tho Const dr_nt = 600 'Dieu chinh bien do cua song nhip tho Dim val_speed As Integer Dim dr As Integer 'Dieu chinh bien do cua song EKG Dim f_nt As Single 'Dieu tan so cua song nhip tho Dim cal_td As Integer, cal_td_v As Integer, cal_td_nt As Integer, cal_td_aVF As Integer, cal_td_aVL As Integer, cal_td_aVR As Integer, cal_td_i As Integer, cal_td_iii As Integer, cal_td_v5 As Integer, cal_td_v4 As Integer, cal_td_v3 As Integer, cal_td_v1 As Integer Dim xp_v As Integer, xq_v As Integer, xqrs_v As Integer, xs_v As Integer, xt_v As Integer, xu_v As Integer Dim xp_aVR As Integer, xq_aVR As Integer, xs_aVR As Integer, xt_aVR As Integer, xu_aVR As Integer Dim xp_iii As Integer, xq_iii As Integer, xqrs_iii As Integer, xs_iii As Integer, xt_iii As Integer Dim xp_v3 As Integer, xq_v3 As Integer, xqrs_v3 As Integer, xs_v3 As Integer, xt_v3 As Integer, xu_v3 As Integer Dim xp_v1 As Integer,

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDAN089.doc