Luận văn Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam

on của đường xuống trong cùng một tần số sóng mang. Trong phương án FDD, các khung con của đường lên và đường xuống cuối cùng cũng trùng khớp nhưng chúng được mang trên những tần số riêng biệt. Khung con của đường xuống bắt đầu với một đoạn điều khiển khung có chứa DL-MAP cho khung đường xuống hiện hành cũng như UL-MAP cho thời gian định rõ trong tương lai. Khung con đường xuống có chứa một TDM-portion (đoạn TDM) ngay tiếp theo đoạn điều khiển khung. Dữ liệu đường xuống được truyền tới mỗi SS khi sử dụng một burst-profile thỏa thuận. Mào đầu khởi đầu khung là dãy 32 ký hiệu được tạo ra bằng lặp một dãy 16 ký hiệu .Khung điểu khiển chức năng được sử dụng để chuyển thong tin điều kiểm cho kênh tới tất cả các SS,và dữ liệu này không được bảo mật. Trong các hệ thống, sau đoạn TDM là một đoạn TDMA có chứa một đoạn mở dầu (preamble) phụ tại điểm xuất phát của mỗi burst-profile mới. Đặc tính này cho phép hỗ trợ tốt hơn các SS bán song công. Trong một hệ thống FDD được hoạch định hiệu quả với nhiều SS bán song công, một số có thể truyền sớm hơn trong khung hơn là chúng nhận. Vì bản chất bán song công, các SS này mất sự đồng bộ hóa với đường xuống. TDMA-preamble cho phép chúng lấy lại sự đồng bộ hóa đó. Type PHY Synchronization DCD Count BS_ID low BS_ID high Element count Khuôn dạng thông điệp DL_MAP - Type(8 bit) :kiểu thông điệp quản trị.có giá trị mặc định là 2. - PHY Synchronization (32 bit):trường đồng bộ vật lý - DCD Count (8 bit) :bộ đếm DCD - Base station _ID low (32bit) :mã nhận dạng BS thấp ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 48 - Base station _ID high (16bit) :mã nhận dạng BS cao - Element count (16 bit) số lượng phần tử DL_MAP DL-MAP của đoạn điều khiển khung cung cấp tới các SS các đặc tuyến cảu đường xuống. luôn có thể ứng dụng cho khung hiện thời và luôn có độ dài tối thiểu là hai block FEC. Sự chuyển tiếp PHY đầu tiên được biểu thị trong block FEC đầu tiên, cho phép thời gian xử lý thích ứng. Trong cả hai hệ thống TDD và FDD, UL- MAP cung cấp các định vị bắt đầu không muộn hơn khung đường xuống tiếp theo. Tuy vậy, UL-MAP có thể định vị sự khởi đầu khung hiện thời miễn là những thời gian xử lý và những độ trễ toàn phần (round-trip delay) phải được giám sát. Type DL Ch_ID CCC PTR Khuôn dạng thông điệp DCD - Type: (8 bit) kiểu thông điệp quản trị có giá trị =1 - DL Ch_ID : Downlink Channel ID (8 bit) chỉ thị kênh đường xuống - CCC (8 bit) :bộ đếm thay đổi cấu hình - PTR (16 bít):trường con trỏ định dạng cấu trúc đặc trưng vật lý cho kênh đường xuống. DCD là thông điệp mô tả kênh đường xuống .một bộ nhận dạng BS 48 bit có thể lập trình trong DL_MAP. Bộ nhận dạng này và DCD dùng để nhận dạng kênh ,được sử dụng trong trường hợp khi SS nằm trên đường bao vùng phủ sóng. Type UL Ch_ID UCD count Element count Allocation start time Khuôn dạng thông điệp DL_MAP - Type: (8 bit) kiểu thông điệp quản trị có giá trị =3 - UL Ch_ID : Uplink Channel ID (8 bit) chỉ thị kênh đường lên - UCD count: (8 bit) bộ đếm UDC - Element count: (16 bit) số lượng phần tử UL_MAP - Allocation start time(32 bit) :thời điểm bắt đầu phân phối Khuôn dạng thông điệp UCD Type UL Ch_ID CCC RngBS RngBE ReqBS ReqBE PHY_Ptr List_Ptr - Type: (8 bit) kiểu thông điệp quản trị có giá trị =0 ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 49 - UL Ch_ID : Uplink Channel ID (8 bit) chỉ thị kênh đường lên - CCC (8 bit) :bộ đếm thay đổi cấu hình - RngBS (8bit) điểm bắt đầu sắp xếp - RngBE (8bit) điểm kết thúc sắp xếp - ReqBS (8bit) điểm bắt đầu gửi yêu cầu - ReqBE (8bit) điểm kết thúcgửi yêu cầu - PHY_Ptr (16 bít):trường con trỏ định dạng cấu trúc đặc trưng vật lý cho kênh đường xuống. - List_Ptr (16 bít):trường mô tả kiểu con trỏ định dạng các loại burst. UDC được sử dụng để cung cấp cho các SS thông tin về yêu cầu cơ chế cum đường lên.Thông tin UL_MAP nhận được bằng việc sử dụng bộ nhận dạng kết nối CID. Thông điệp này cung cấp một mã sử dụng xung nhịp đường lên UIUC được SS sử dụng để truyền lên. Thông điệp UL_MAP và UCD được mô tả như hình trên. Khung con đường lên Không giống như đường xuống, UL-MAP cấp giải thông cho các SS cụ thể. Các SS truyền trong vùng cấp phát được ấn định có sử dụng burst-profile chỉ rõ bởi UIUC (Uplink Interval Usage Code) trong mục vào (entry) UL-MAP cấp dải thông cho chúng. Khung con đường lên có thể cũng chứa những định vị trên cơ sở cạnh tranh cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu và “broadcast” hay “multicast” các yêu cầu dải thông. Những cơ hội truy cập cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu được xác định độ lớn để cho phép thêm thời gian bảo vệ các SS mà chúng đã không được giải quyết thời gian truyền cần thiết để bù lại độ trễ toàn phần (round-trip delay) cho BS. Có 3 loại cụm có thể hiện diện trong bất kỳ khung con đường lên nào : - Cụm tranh chấp :dựa trên duy trỳ ban đầu hoắc các cơ hội truy nhập ban đầu - Cụm tranh chấp dựa trên cơ hội mắc dịnh bằng khoảng thời gian yêu cầu để đáp ứng truyền đa hướng hoặc vòng quảng bá - Không tranh chấp dựa trên định vị khoảng thời gian được sắp xếp tới SS đặc biệt trong UL_MAP đảm bảo băng thông từ BS Các cụm trên đều có thể có trong bất kỳ khung nào.Không giống như UL_MAP cấp băng thông cho các SS cụ thể. Khung con đường lên có thể chứa các định vị trên cơ sở tranh chấp cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu. b\Lớp con hội tụ truyền TC (transmission convergence). Giữa PHY và MAC là một lớp con hội tụ truyền TC (transmission convergence). Lớp này thực hiện sự biến đổi các PDU (protocol data units) MAC độ dài có thể thay đổi vào trong các block FEC độ dài cố định (cộng thêm có thể là một ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 50 block được rút ngắn vào đoạn cuối) của mỗi “burst”. Lớp TC có một PDU có kích thước khớp với block FEC hiện thời bị đầy. Nó bắt đầu với một con trỏ chỉ ra vị trí đầu mục PDU MAC tiếp theo bắt đầu bên trong block FEC. Khuôn dạng PDU_TC Khuôn dạng PDU TC cho phép đồng bộ hóa lại PDU MAC tiếp sau trong trường hợp block FEC trước đó có những lỗi không thể phục hồi được. Không có lớp TC, một SS hay BS nhận sẽ mất toàn bộ phần còn lại của một “burst” khi một lỗi không thể sửa chữa xuất hiện. 2.2.6 Các kỹ thuật truyền thông số trên lớp PHY a/ OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) hay ghép kênh phân chia theo tần số trực giao là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang. Kỹ thuật này có thể đạt được tốc độ dữ liệu rất cao, chống nhiễu giao thoa ký tự - ISI (Inter – symbol Interference) và giải quyết được vấn đề tín hiệu đa đường. Công nghệ OFDM chia luồng dữ liệu thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần số sử dụng các sóng mang con trực giao với một sóng mang con khác. Nhưng sóng mang con này sau đó ghép thành các kênh tần số để truyền vô tuyến. OFDM khai thác sự phân tập tần số của kênh đa đường bằng cách mã hoá và chèn thông tin trên các sóng mang con trước khi truyền đi. Điều chế OFDM có thể thực hiện được với biến đổi ngược Fourier nhanh - IFFT, phép biến đổi này cho phép một số lượng lớn các sóng mang con (lên tới 2048) với độ phức tạp thấp. Trong một hệ thống OFDM, tài nguyên sẵn có trong miên thời gian chính là các symbol OFDM và trong miền tần số chính là các sóng mang con. Tài nguyên về thời gian và tần số có thể được tổ chức thành các kênh con (sub-channel) cấp phát cho người dùng. b/OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)- Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao là công nghệ đa truy cập phân chia theo sóng mang , và được phát triển dựa trên công nghệ OFDM. OFDMA cho phép nhiều người dùng cùng truy cập vào một kênh truyền bằng cách phân chia một nhóm các sóng mang con (subcarrier) cho một người dùng tại một thời điểm. Ở các thời điểm khác nhau, nhóm sóng mang con cho 1 người dùng P(con trỏ 1byte) Khối PDU đầu tiên khởi đầu trong TC ngay trước Khối PDU đầu tiên khởi đầu trong TC hiện tại Khối PDU thứ 2 khởi đầu trong TC hiện tại ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 51 cũng khác nhau. OFDMA được dùng trong công nghệ mạng 802.16e (WiMAX di động), OFDMA hỗ trợ các nhiệm vụ của các sóng mang con đối với các thuê bao nhất định. Mỗi một nhóm sóng mang con được biểu thị như một kênh con (subchannel) và mỗi thuê bao được chỉ định một hoặc nhiều kênh con để truyền phát dựa trên mỗi yêu cầu cụ thể lưu lượng của mỗi thuê bao OFDMA có một số ưu điểm như khả năng linh hoạt tăng, thông lượng và tính ổn định được cải tiến. Bằng việc ấn định các kênh con cho các thuê bao cụ thể, việc truyền phát từ một số thuê bao có thể xảy ra đồng thời mà không cần sự can thiệp nào, do đó sẽ giảm thiểu tác động như ảnh hưởng đa truy nhập. c/ Các hệ thống anten thích ghi AAS (Adaptive Antena System) Các hệ thống anten thích ghi AAS (Adaptive Antena System) là một phần của lựa chọn tiêu chuẩn IEEE 802.16. AAS có khả năng điều chỉnh búp sóng chỉ tập trung vào một hướng nhất định hoặc cũng có thể tập trung vào nhiều hướng. Điều này có nghĩa là trong khi phát tín hiệu được giới hạn theo một hướng nhất định của phía thu, giống như một điểm sáng. Còn khi thu, hệ thống AAS cũng có khả năng giảm nhiễu đồng kênh từ các vị trí khác. AAS được coi là sự phát triển của tương lai, có khả năng cải thiện tỷ lệ tái sử dụng phổ tần và khả năng của một mạng WiMAX d/MIMO- Multiple-Input and Multiple-Output Lựa chọn phân tập phát WiMAX sử dụng mã hóa thời gian không gian, làm giảm quỹ dự trữ yêu cầu và tránh nhiễu. Đối với phân tập phát, rất nhiều các phương pháp kết hợp để cải thiện khả năng của hệ thống. Mã không gian – thời gian (Space Time Code – STC): Hỗ trợ phân tập truyền như mã Alamouti để cung cấp khả năng phân tập không gian và giảm dự trữ suy hao tín hiệu. Ghép kênh không gian (SM): Hỗ trợ ghép kênh không gian để tận dụng tốc độ đỉnh cao hơn và giảm thông lượng. Nhờ ghép kênh không gian, nhiều luồng sẽ được truyền trên hệ thống nhiều anten. Nếu phía thu cũng có hệ thống nhiều anten, nó có thể phân tách các luồng khác nhau để đạt được thông lượng cao hơn so với các hệ thống đơn anten. e/Điều chế thích nghi và mã hóa(AMC- Adaptive Modulation and Coding) ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 52 Điều chế thích nghi cho phép hệ thống WiMAX điều chỉnh được phương pháp điều chế tín hiệu dựa trên điều kiện SNR của tuyến. Khi tuyến truyền dẫn có chất lượng tốt, kiểu điều chế cao nhất được sử dụng, làm tăng dung lượng của hệ thống. Khi tuyến ở mức chất lượng thấp hơn, hệ thống WiMAX có thể chuyển sang một kiểu điều chế thấp hơn để đảm bảo chất lượng kết nối và ổn định của tuyến. Ngoài ra điều chế BPSK cũng được dùng để gửi các thông báo tín hiệu (signalling), broadcast...trong hệ thống WiMAX vì nó cho 1 vùng phủ lớn nhất. f/ Kỹ thuật sửa lỗi trước (FEC-forward error correction) Các kỹ thuật sửa lỗi trước được áp dụng trong hệ thống WiMAX để giảm tỷ số tín hiệu trên tạp âm yêu cầu. Mã hóa sửa lỗi trước (FEC) Reed Solomon, mã hóa xoắn các thuật toán chèn ký tự được sử dụng để phát hiện và sửa lỗi nhằm cải thiện thông lượng của hệ thống. g/ Sử dụng lại tần số Đặc biệt trong WiMAX, là dãy tần số dùng trên 2 cells kề nhau là như nhau. Vì trong WiMAX sử dụng OFDMA, và mỗi một user sẽ được phân bổ một số tấn số và symbol time nhất định (gọi là zone/chunk). Như thế để tránh nhiễu thì các user ở bìa của những cell gần nhau sẽ được phân bố các tần số khác nhau. Đó chính là khái niệm chia nhỏ tần số (fractional freq reuse). Hình 10: Minh họa các loại điều chế dùng trong WiMAX ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 53 h/. Tự động yêu cầu lặp lại kiểu kết hợp(HARQ- Hybrid automatic repeat request) WiMAX di động cũng hỗ trợ HARQ. HARQ được phép sử dụng giao thức “Dừng và Đợi” N kênh để cung cấp khả năng đáp ứng nhanh để đóng gói lỗi và cải tiến khả năng phủ sóng đường biên cell. Ngoài ra để cải thiện hơn nữa sự ổn định của đường truyền. Một kênh dành riêng ACK cũng được cung cấp ở đường lên để báo hiêu ACK/NACK của HARQ. Hoạt động đa kênh HARQ cũng được hỗ trợ. 2.3 Cấu hình mạng WiMAX hỗ trợ cấu hình mạng đa điểm và cấu hình mạng lưới MESH 2.3.1Cấu hình điểm-đa điểm PMP PMP là một mạng truy nhập với một hoặc nhiều BS có công suất lớn và nhiều SS nhỏ hơn. Người dùng có thể ngay lập tức truy nhập mạng chỉ sau khi lắp đặt thiết bị người dùng. SS có thể sử dụng các anten tính hướng đến các BS, ở các BS có thể có nhiều anten có hướng tác dụng theo mọi hướng hay một cung. Với cấu hình này trạm gốc BS là điểm trung tâm cho các trạm thuê bao SS. Ở hướng DL có thể là quảng bá, đa điểm hay đơn điểm. Kết nối của một SS đến BS được đặc trưng qua nhận dạng kết nối CID. Hình 11 Cấu hình PMP 2.3.2 Cấu hình mắt lưới MESH ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 54 Với cấu hình này SS có thể liên lạc trực tiếp với nhau. Trạm gốc Mesh BS kết nối với một mạng ở bên ngoài mạng MESH. Một số điểm phân biệt như sau: - Neighbor: Kết nối trực tiếp đến một node mạng - Neighborhood : Tất cả các neighbor của một node tạo ra neighorhood. - Extended neighborhood: Tất cả các neighbor của một neighborhood. MESH khác PMP là trong kiểu PMP các SS chỉ liên hệ với BS và tất cả lưu lượng đi qua BS.Với kiểu MESH tất cả các node có thể liên lạc với mỗi node khác một cách trưc tiếp hoặc bằng định tuyến nhiều bước thông qua các SS khác. Một hệ thống với truy nhập đến một kết nối backhaul được gọi là Mesh BS, trong khi các hệ thống còn lại được gọi là Mesh SS. Dù cho MESH có một hệ thống được gọi là Mesh BS, hệ thống này cũng phải phối hợp quảng bá với các node khác. Backhaul là các anten điểm-điểm được dùng để kết nối các BS được định vị qua khoảng cách xa. Hình 12 Cấu hình mesh Một mạng MESH có thể sử dụng hai loại lập lịch quảng bá. Với kiểu lập lịch phân tán, các hệ thống trong phạm vi hai bước của mỗi node khác nhau chia sẻ các danh mục và hợp tác để đảm bảo tránh xung đột và chấp nhận tài nguyên. MESH lập lịch tập trung dựa vào Mesh BS để tập hợp các yêu cầu tài nguyên từ các Mesh SS trong một dải bất kì và phân phối các yêu cầu này với khả năng cụ thể. ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 55 Khả năng này được chia sẻ với các Mesh SS khác mà dữ liệu của người dùng được chuyển tiếp thông qua các Mesh SS đó trao đổi với Mesh BS. Trong kiểu MESH, phân loại QoS được thực hiện trên nền tảng từng gói hơn là được kết hợp với các liên kết như trong kiểu PMP. Do đó chỉ có một liên kết giữa giữa hai node Mesh liên lạc với nhau. 2.4 Kiến trúc mạng WIMAX Hình 13 Mô hình truyền thông của WiMAX WiMAX hoạt động tương tự WiFi nhưng ở tốc độ cao và khoảng cách lớn hơn rất nhiều cùng với một số lượng lớn người dùng. Một hệ thống WiMAX gồm 2 phần: - Trạm phát: giống như các trạm BTS trong mạng thông tin di động với công suất lớn có thể phủ sóng một vùng rộng tới 8000km2 - Trạm thu: có thể là các anten nhỏ như các Card mạng cắm vào hoặc được thiết lập sẵn trên Mainboard bên trong các máy tính, theo cách mà WiFi vẫn dùngCác trạm phát BTS được kết nối tới mạng Internet thông qua các đường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 56 truyền tốc độ cao dành riêng hoặc có thể được nối tới một BTS khác như một trạn trung chuyển bằng đường truyền thẳng (line of sight), và chính vì vậy WiMAX có thể phủ sóng đến những vùng rất xa. Các anten thu/phát có thể trao đổi thông tin với nhau qua các tia sóng truyền thẳng hoặc các tia phản xạ. Trong trường hợp truyền thẳng, các anten được đặt cố định trên các điểm cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn định và tốc độ truyền có thể đạt tối đa. Băng tần sử dụng có thể dùng ở tần số cao đến 66GHz vì ở tần số này tín hiệu ít bị giao thoa với các kênh tín hiệu khác và băng thông sử dụng cũng lớn hơn. Đối với trường hợp tia phản xạ, WiMAX sử dụng băng tần thấp hơn, 2-11GHz, tương tự như ở WiFi, ở tần số thấp tín hiệu dễ dàng vượt qua các vật cản, có thể phản xạ, nhiễu xạ, uốn cong, vòng qua các vật thể để đến đích. WiMAX Forum đã định nghĩa một modul tham chiếu mạng WiMAX (NRM). NRM nhận dạng các thực thể chức năng và các điểm tham chiếu qua tính tương tác đạt được giữa các thực thể chức năng Nhiều ASN của cùng một operator tạo thành một NAP (Network Access Provider). Nhiều nhà cung cấp khác nhau sẽ có thể triển khai nhiều mạng truy nhập khác nhau, rồi chúng sẽ cùng kết nối với một hoặc nhiều CSN (Core Service Network). Hình 14:Các điểm tham chiếu trong mạng WiMAX Hình vẽ sau cung cấp một cái nhìn cụ thể hơn về nhiều thực thể trong các nhóm chức năng của ASN và CSN. ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 57 Hình 15 :Các thực thể và nhóm chức năng trong mạng CSN được định nghĩa là một tập các chức năng mạng cung cấp các dịch vụ kết nối IP cho các thuê bao WiMAX. Một CSN có thể gồm các phần tử mạng như router (bộ định tuyến), máy chủ/proxy nhận thực AAA, cơ sở dữ liệu người dùng và thiết bị cổng liên mạng. Một CSN có thể được triển khai như một phần của nhà cung cấp dịch vụ mạng WiMAX. MS, ASN, CSN và các điểm tham chiếu được nhận dạng một cách rõ ràng cho liên kết của các thực thể logic. Các điểm tham chiếu miêu tả một nhóm các chức năng.. Việc tạo nhóm và phân phối các chức năng trong các thiết bị vật lí, trong một thực thể chức năng (như ASN) là một lựa chọn bổ sung. Một nhà sản xuất có thể chọn bất kì bổ sung các chức năng vật lí nào, riêng biệt hoặc kết hợp, với điều kiện việc bổ sung đáp ứng các yêu cầu về tính tương tác và về chức năng. Mục tiêu của NRM là cho phép nhiều tùy chọn bổ sung các chức năng xác định, và phải có tính tương tác giữa các thực thể chức năng khác nhau. Tính tương tác dựa trên định nghĩa các giao thức truyền thông và cách xử lí mặt bằng dữ liệu giữa các thực thể chức năng để đạt được một chức năng đầu cuối-đầu cuối hoàn thiện, ví dụ, bảo mật hay quản lí tính di động. Do đó, các thực thể chức năng ở phía này hay phía kia của một điểm tham chiếu miêu tả một tập hợp các điểm cuối mặt bằng điều khiển và truyền tải. Các giao diện này định nghĩa các thủ tục và các giao thức và các liên kết logic, liên kết vật lí truy nhập các thực thể.Các chi tiết kĩ thuật của mạng cho hệ thống WiMAX dựa trên cơ sở nhiều nguyên lí kiến trúc mạng cơ bản, được liệt kê dưới ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 58 đây. Một số các nguyên lí chung được hướng dẫn triển khai kiến trúc mạng WiMAX di động bao gồm: - Cung cấp sự tách biệt về mặt logic giữa các thủ tục đã nói trên và đánh địa chỉ IP, định tuyến và thủ tục quản lí kết nối và các giao thức cho phép sử dụng kiến trúc truy nhập cơ bản trong các trường hợp triển khai tương thích và một mình. - Hỗ trợ chia sẻ một hay nhiều ASN của một NAP giữa nhiều NSP. - Hỗ trợ dịch vụ cung cấp NSP đơn lẻ qua nhiều ASN được quản lí bởi một hay nhiều NAP. - Hỗ trợ việc phát hiện và lựa chọn các NSP có thể truy nhập bởi một MS hay SS. - Hỗ trợ các NAP mà sử dụng một hay nhiều cấu hình ASN. - Hỗ trợ truy nhập đến các dịch vụ của nhà khai thác hiện thời thông qua tương thích các chức năng khi cần thiết. - Chi tiết kĩ thuật của các điểm tham chiếu không hạn chế và hoàn toàn xác định giữa một nhóm các thực thể chức năng mạng (trong một ASN, giữa các ASN, giữa một ASN và một CSN và giữa các CSN) và đặc biệt giữa một MS, ASN và CSN để cho phép tương tác giữa nhiều nhà cung cấp. - Hỗ trợ các phương pháp nâng cấp giữa nhiều kiểu thông dụng thành các giả định và bắt buộc hợp lí về mặt công nghệ. - Cho phép bổ sung các nhà cung cấp khác nhau trên cơ sở kết hợp các thực thể chức năng khác nhau trên các thực thể mạng vật lí, với điều kiện những bổ sung này tuân theo các giao thức và thủ tục quy chuẩn qua các điểm tham chiếu thích hợp, như đã định nghĩa trong đặc điểm kĩ thuật mạng. - Hỗ trợ cho trường hợp một nhà khai thác riêng lẻ bình thường nhất sử dụng một ASN cùng với một tổ hợp có giới hạn các chức năng CSN, vì thế nhà khai thác có thể đưa ra dịch vụ truy cập Internet cơ bản mà không xem xét về Roaming hay tương thích. 2.4.1 Quá trình vào mạng Một trạm thuê bao WiMAX phải hoàn thành thủ tục vào mạng để liên lạc được với mạng. Trạng thái vào mạng thay đổi để thiết lập lại nếu nó bị lỗi để tiếp tục từ bất kì trạng thái nào. Đồng bộ kênh đường xuống Khi SS muốn vào mạng, nó quét một kênh trong danh sách tần số đã định nghĩa. Thông thường một SS được cấu hình để sử dụng một BS cụ thể với một tổ hợp cho trước các tham số vận hành, khi hoạt động trong băng tần được cấp phép. Nếu SS tìm thấy một kênh đường xuống và có thể đồng bộ ở mức vật lí sử dụng ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 59 mào đầu chu kì khung. Thông tin về điều chế và các tham số UL và DL khác giành được bằng cách quan sát DCD và UCD của kênh đường xuống. Initial Ranging Khi một SS đã được đồng bộ với kênh DL và nhận DL và UL-MAP cho một khung, nó bắt đầu thủ tục Initial Ranging bằng cách gửi một bản tin MAC yêu cầu Ranging sử dụng công suất truyền dẫn cực tiểu. Nếu không nhận được trả lời từ BS, SS gửi lại bản tin đó trên một khung kế tiếp sử dụng công suất truyền dẫn cao hơn. Cuối cùng là SS nhận một trả lời Ranging.Trả lời thể hiện công suất và những hiệu chỉnh định thời mà SS phải làm hoặc thể hiện sự thành công. Nếu trả lời chỉ thị hiệu chỉnh, SS phải làm các hiệu chỉnh này và gửi một yêu cầu Ranging khác. Nếu trả lời chỉ thị thành công, SS sẵn sàng để gửi dữ liệu ở đường lên. Trao đổi các khả năng Sau khi hoàng thành bước Initial Ranging thành công, SS gửi bản tin yêu cầu khả năng cho BS miêu tả khả năng của nó về mức điều chế, lược đồ mã hóa và tốc độ, phương pháp song công được hỗ trợ. BS chấp nhận hoặc từ chối SS dựa vào khả năng của nó. Nhận thực Sau khi thương lượng khả năng, BS nhận thực SS, và cung cấp vật liệu khóa để cho phép mật mã dữ liệu. SS gửi chứng nhận X.509 của nhà sản xuất SS và miêu tả các thuật toán mật mã hóa được hỗ trợ cho BS của nó. BS phê chuẩn nhận dạng của SS, quyết định thuật toán mật mã và giao thức được sử dụng sau đó gửi một bản tin trả lờ nhận thực cho SS. Trả lời chứa vật liệu khóa được sử dụng bởi SS. SS được yêu cầu để thực hiện định kì thủ tục nhận thực và trao đổi khóa để làm mới vật liệu khóa của nó. Đăng kí Sau khi nhận thực, SS gửi một bản tin yêu cầu đăng kí cho BS và BS gửi trả lời đăng kí tới SS. Trao đổi đăng kí bao gồm hỗ trợ phiên bản IP, hỗ trợ SS được quản lí hoặc không được quản lí, hỗ trợ các tham số ARQ, hỗ trợ các tùy chọn phân loại, hỗ trợ CRC và điều khiển luồng. Kết nối Sau khi đăng kí, SS khởi động DHCP (IETF RFC 2131) để nhận được địa chỉ IP và các tham số khác để thiết lập kết nối IP. BS và SS duy trì ngày giờ hiện tại sử ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT ______________________________________________________________________ Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam” 60 dụng giao thức the time of the day (IETF RFC 868). SS cũng tải về các tham số sẵn sàng cho việc hoạt động sử dụng TFTP (IETF RFC 1350). Hình 16 : Quá trình vào mạng Tạo kết nối truyền tải Sau khi hoàn thành đăng kí và trao đổi các tham số vận hành, các kết nối truyền tải được tạo ra. Với các luồng dịch vụ được dự trữ trước, thủ tục tạo kết nối được khởi đầu bởi BS. BS gửi một bản tin yêu cầu thêm luồng dịch vụ động cho SS và SS xác nhận việc tạo kết nối. Với các luồng dịch vụ không dự trữ trước, tạo kết nối được khởi tạo bởi SS bằng cách gửi một bản tin yêu cầu thêm luồng dịch vụ động cho BS. BS trả lời với một