Giới thiệu về wimax
- 23 trang
- file .pdf
BÀI 10:
GIỚI THIỆU VỀ WIMAX
(Introduction to WiMAX)
Đặng Lê Khoa
Email:[email protected]
[email protected]
Facuty of Electronics 1
Facuty of Electronics& &Telecommunications, HCMUNS
Telecommunications, HCMUNS
Nội dung trình bày
• Tổng quan
• Mô hình sử dụng WiMAX
• Tầng vật lý chuẩn 802.16d (WiMAX cố định)
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 2
Phạm vi hoạt động của các mạng
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 3
Bảng so sánh:
Tốc độ dữ liệu tối đa
Chuẩn Băng thông kênh truyền Khoảng cách
802.16a 2-11Ghz Up to 75 Mbps 3-5 miles
802.16c 10-16Ghz Up to 75 Mbps 3-5 miles
802.16d 2-11Ghz Up to 75 Mbps 3-5 miles
802.16e 1.25-20Mhz 5, 7, 8.5, 10Mbps 1-3 miles(~1500ft)
802.11a 5.8 GHz 54Mbps 300ft
802.11b 2.4GHz 1, 2, 5.5, 11Mbps 300ft
802.11g 2.4 GHz 54Mbps 300ft
EDGE 200kHz 384kps
CDMA 1.25MHz 2Mbps
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 4
Bluetooth 2.4 GHz 1-2 Mbps 30 feet
WiMAX là gì?
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
là công nghệ cho phép truy cập mạng không dây băng thông
rộng.
WiMAX được phát triển trên cơ sở kế thừa những công
nghệ tiên tiến nhất hiện có.
Trong WiMAX, ta có thể xây dựng một mô hình mang
không dây rộng khắp.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 5
WIMAX-Giải pháp cho mạng cố định
& di động
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 6
Tình hình phát triển WiMAX
Việt Nam
Tiến hành thử nghiệm WiMAX tại Lào Cai
Đứng thứ sáu các sự kiện, xu hướng CNTT-TT năm 2007…
Thế giới
Nhiều nước hàng đầu nghiên cứu ứng dụng công nghệ
WiMAX như Thụy Điển, Mỹ, Australia, France…
Các công ty, tập đoàn
Intel đã nghiên cứu các chip chuyên dụng trong WiMAX
Fujitsu nghiên cứu các mạch thích hợp trong WiMAX …
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 7
Các chuẩn của WiMAX
Đường truyền cố định
802.16
(Dec 2001)
trong dãy 10-66HGz
(802.16c).
802.16c
(2002) Thiết bị cầm tay và truyền
802.16a thông không dây trong dãy 2-
(Jan 2003) 11GHz (802.16a và 802.16d).
Truyền dẫn vô tuyến cho
di động trong dãy 2-6 GHz
802.16REVd
(802.16-2004) (802.16e).
(Oct 2004)
802.16e
(802.16-2005) 8
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS
(Dec 2005)
Chuẩn 802.16d và 802.16e
Chuẩn 802.16d
Chuẩn này nhắm tới việc cung cấp một kết nối
Internet băng thông rộng cho những người sử dụng tại
nhà. Hoạt động của trạm thuê bao ở chuẩn này sử dụng
anten trong nhà và giới hạn di động cho phép truyền dẫn
không dây dưới 11 GHz.
Chuẩn 802.16e
Chuẩn cho phép các trạm thuê bao truy cập không
dây băng thông rộng bất cứ ở đâu và bất cứ lúc nào kể
cả khi trạm và người di chuyển ở tốc độ 125 Km/h.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 9
Kiến trúc của WiMAX
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 10
Các loại tầng vật lý của chuẩn 802.16d
Chuẩn 802.16d sử dụng 5 loại tầng vật lý cho các mục đích và
dải tần khác nhau.
• Wireless MAN-SC và Wireless MAN SCa sử dụng 1 sóng
mang.
• Wireless MAN-OFDM, WirelessMAN-OFDMA và Wireless
HUMAN sử dụng nhiều sóng mang, dùng kỹ thuật OFDM
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 11
Sử dụng OFDMA
WiMAX hỗ trợ phương pháp truyền song công FDD và
TDD sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA/OFDMA.
Ưu điểm của phương pháp này là nó cho phép linh động
thay đổi độ rộng băng tần lên hoặc xuống chứ không
phải là cố định như trong ASDL hay CDMA.
Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích nghi là một trong những
ưu việt của OFDM vì nó cho phép tối ưu hoá mức điều
chế trên mỗi kênh con.
Trong công nghệ đa truy nhập OFDMA, các thuê bao được
phân chia tài nguyên vô tuyến thông qua việc truy nhập
vào các sóng mang phụ khác nhau.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 12
Tầng vật lý
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 13
Ngẫu nhiên hóa (Randomization)
• Ngẫu nhiên hóa được thực hiện trên từng symbol (burst)
data ở DL và UL. Đối với OFDM symbol có phân kênh,
ngẫu nhiên hóa được thực hiện trên từng kênh nhỏ.
• Thanh ghi dịch của bộ randomizer sẽ được khởi tạo lại
sau mỗi khối data
• Đa thức tạo chuỗi ngẫu nhiên PRBS (pseudo-random
binary sequence) là “1 + X14 + X15”
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 14
Mã hóa sửa sai
• Bộ mã hóa sửa sai được sử dụng là bộ kết hợp hai loại
mã hóa Reed-Solomon ở ngoài và Convolutional Code
với tốc độ tương ứng ở trong, được gọi là RS-CC
(Concated Reed-Solomon-Convolutional code), sử dụng
ở cả Uplink v Downlink.
• Các loại mã Turbo: BTC v CTC (Block Turbo Code v
Convolutional Turbo Code) được gợi ý sử dụng nhưng
chưa bắt buộc trong chuẩn.
• Mã RS-CC tốc độ 1/2 sẽ luôn được sử dụng khi yêu cầu
truy cập mạng với chuỗi FCH (Frame Control Header)
(ngoại trừ trong tình huống có phân kênh
subchannelization, mã được sử dụng là CC 1/2).
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 15
Cấu trúc CC 1/2
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 16
Bộ đan xen (Interleaver)
• Interleving được sử dụng để chống lại các lỗi sai dạng
chuỗi (burst error). Việc đan xen cho phép chuyển sai số
dạng chuỗi trở thành các lỗi sai dạng đơn lẻ và dễ dàng
được sửa sai sau đó.
• Bộ interleaver được định nghĩa là phép hoán vị
(permutation) 2 bước.
+ Bước đầu tiên hoán vị các mã bit kế nhau sao cho
đảm bảo chúng không nằm trên các subcarrier kế nhau.
+ Bước thứ hai hoán vị các mã bit sao cho đảm bảo các
bit mã liên tiếp được ánh xạ vào các bit có ý nghĩa (less
or more significant bits) luôn luôn thay đổi để tránh
trường hợp xảy ra các chuỗi bit dài giống nhau.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 17
Điều biến dữ liệu (Data)
• Các cách điều biến được sử dụng là BPSK, và QPSK,
16-QAM, 64-QAM theo mã Gray.
• Data sau khi mapping sẽ được chuẩn hóa lại bằng
cách chia cho 1 hệ số c (indicated factor) để các cách
điều biến khác nhau đều có cùng mức năng lượng
trung bình
BPSK(c=1) QPSK(c= 1/ 2 )
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 18
GIỚI THIỆU VỀ WIMAX
(Introduction to WiMAX)
Đặng Lê Khoa
Email:[email protected]
[email protected]
Facuty of Electronics 1
Facuty of Electronics& &Telecommunications, HCMUNS
Telecommunications, HCMUNS
Nội dung trình bày
• Tổng quan
• Mô hình sử dụng WiMAX
• Tầng vật lý chuẩn 802.16d (WiMAX cố định)
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 2
Phạm vi hoạt động của các mạng
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 3
Bảng so sánh:
Tốc độ dữ liệu tối đa
Chuẩn Băng thông kênh truyền Khoảng cách
802.16a 2-11Ghz Up to 75 Mbps 3-5 miles
802.16c 10-16Ghz Up to 75 Mbps 3-5 miles
802.16d 2-11Ghz Up to 75 Mbps 3-5 miles
802.16e 1.25-20Mhz 5, 7, 8.5, 10Mbps 1-3 miles(~1500ft)
802.11a 5.8 GHz 54Mbps 300ft
802.11b 2.4GHz 1, 2, 5.5, 11Mbps 300ft
802.11g 2.4 GHz 54Mbps 300ft
EDGE 200kHz 384kps
CDMA 1.25MHz 2Mbps
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 4
Bluetooth 2.4 GHz 1-2 Mbps 30 feet
WiMAX là gì?
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
là công nghệ cho phép truy cập mạng không dây băng thông
rộng.
WiMAX được phát triển trên cơ sở kế thừa những công
nghệ tiên tiến nhất hiện có.
Trong WiMAX, ta có thể xây dựng một mô hình mang
không dây rộng khắp.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 5
WIMAX-Giải pháp cho mạng cố định
& di động
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 6
Tình hình phát triển WiMAX
Việt Nam
Tiến hành thử nghiệm WiMAX tại Lào Cai
Đứng thứ sáu các sự kiện, xu hướng CNTT-TT năm 2007…
Thế giới
Nhiều nước hàng đầu nghiên cứu ứng dụng công nghệ
WiMAX như Thụy Điển, Mỹ, Australia, France…
Các công ty, tập đoàn
Intel đã nghiên cứu các chip chuyên dụng trong WiMAX
Fujitsu nghiên cứu các mạch thích hợp trong WiMAX …
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 7
Các chuẩn của WiMAX
Đường truyền cố định
802.16
(Dec 2001)
trong dãy 10-66HGz
(802.16c).
802.16c
(2002) Thiết bị cầm tay và truyền
802.16a thông không dây trong dãy 2-
(Jan 2003) 11GHz (802.16a và 802.16d).
Truyền dẫn vô tuyến cho
di động trong dãy 2-6 GHz
802.16REVd
(802.16-2004) (802.16e).
(Oct 2004)
802.16e
(802.16-2005) 8
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS
(Dec 2005)
Chuẩn 802.16d và 802.16e
Chuẩn 802.16d
Chuẩn này nhắm tới việc cung cấp một kết nối
Internet băng thông rộng cho những người sử dụng tại
nhà. Hoạt động của trạm thuê bao ở chuẩn này sử dụng
anten trong nhà và giới hạn di động cho phép truyền dẫn
không dây dưới 11 GHz.
Chuẩn 802.16e
Chuẩn cho phép các trạm thuê bao truy cập không
dây băng thông rộng bất cứ ở đâu và bất cứ lúc nào kể
cả khi trạm và người di chuyển ở tốc độ 125 Km/h.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 9
Kiến trúc của WiMAX
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 10
Các loại tầng vật lý của chuẩn 802.16d
Chuẩn 802.16d sử dụng 5 loại tầng vật lý cho các mục đích và
dải tần khác nhau.
• Wireless MAN-SC và Wireless MAN SCa sử dụng 1 sóng
mang.
• Wireless MAN-OFDM, WirelessMAN-OFDMA và Wireless
HUMAN sử dụng nhiều sóng mang, dùng kỹ thuật OFDM
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 11
Sử dụng OFDMA
WiMAX hỗ trợ phương pháp truyền song công FDD và
TDD sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA/OFDMA.
Ưu điểm của phương pháp này là nó cho phép linh động
thay đổi độ rộng băng tần lên hoặc xuống chứ không
phải là cố định như trong ASDL hay CDMA.
Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích nghi là một trong những
ưu việt của OFDM vì nó cho phép tối ưu hoá mức điều
chế trên mỗi kênh con.
Trong công nghệ đa truy nhập OFDMA, các thuê bao được
phân chia tài nguyên vô tuyến thông qua việc truy nhập
vào các sóng mang phụ khác nhau.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 12
Tầng vật lý
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 13
Ngẫu nhiên hóa (Randomization)
• Ngẫu nhiên hóa được thực hiện trên từng symbol (burst)
data ở DL và UL. Đối với OFDM symbol có phân kênh,
ngẫu nhiên hóa được thực hiện trên từng kênh nhỏ.
• Thanh ghi dịch của bộ randomizer sẽ được khởi tạo lại
sau mỗi khối data
• Đa thức tạo chuỗi ngẫu nhiên PRBS (pseudo-random
binary sequence) là “1 + X14 + X15”
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 14
Mã hóa sửa sai
• Bộ mã hóa sửa sai được sử dụng là bộ kết hợp hai loại
mã hóa Reed-Solomon ở ngoài và Convolutional Code
với tốc độ tương ứng ở trong, được gọi là RS-CC
(Concated Reed-Solomon-Convolutional code), sử dụng
ở cả Uplink v Downlink.
• Các loại mã Turbo: BTC v CTC (Block Turbo Code v
Convolutional Turbo Code) được gợi ý sử dụng nhưng
chưa bắt buộc trong chuẩn.
• Mã RS-CC tốc độ 1/2 sẽ luôn được sử dụng khi yêu cầu
truy cập mạng với chuỗi FCH (Frame Control Header)
(ngoại trừ trong tình huống có phân kênh
subchannelization, mã được sử dụng là CC 1/2).
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 15
Cấu trúc CC 1/2
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 16
Bộ đan xen (Interleaver)
• Interleving được sử dụng để chống lại các lỗi sai dạng
chuỗi (burst error). Việc đan xen cho phép chuyển sai số
dạng chuỗi trở thành các lỗi sai dạng đơn lẻ và dễ dàng
được sửa sai sau đó.
• Bộ interleaver được định nghĩa là phép hoán vị
(permutation) 2 bước.
+ Bước đầu tiên hoán vị các mã bit kế nhau sao cho
đảm bảo chúng không nằm trên các subcarrier kế nhau.
+ Bước thứ hai hoán vị các mã bit sao cho đảm bảo các
bit mã liên tiếp được ánh xạ vào các bit có ý nghĩa (less
or more significant bits) luôn luôn thay đổi để tránh
trường hợp xảy ra các chuỗi bit dài giống nhau.
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 17
Điều biến dữ liệu (Data)
• Các cách điều biến được sử dụng là BPSK, và QPSK,
16-QAM, 64-QAM theo mã Gray.
• Data sau khi mapping sẽ được chuẩn hóa lại bằng
cách chia cho 1 hệ số c (indicated factor) để các cách
điều biến khác nhau đều có cùng mức năng lượng
trung bình
BPSK(c=1) QPSK(c= 1/ 2 )
Facuty of Electronics & Telecommunications, HCMUNS 18