Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạng truy nhập không dây WiMax và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Lê Anh Dũng Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc; Mã số: 2 07 00 Người hướng dẫn: TS. Ngô Thái Trị Năm bảo vệ: 2007 Abstract: Tổng quan về mạng không dây, lớp PHY và MAC của chuẩn IEEE 802.16. Nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật mạng truy nhập băng rộng không dây WiMax như các băng tần cho WiMax, Topo mạng WiMax, điều chế và mã hoá, đa truy nhập và song công, kỹ thuật trải phổ, mô hình kênh của mạng WiMax, mô hình suy hao đường truyền, vấn đề dung lượng, bảo mật và hệ thống Anten trong WiMax. Từ đó xây dựng chương trình Matlab để mô phỏng BER trong hệ thống WiMax và khả năng ứng dụng WiMax tại Việt Nam Keywords: Kỹ thuật truyền thông, Mạng không dây Content MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự bùng nổ của công nghệ mạng không dây. Khả năng liên lạc không dây đã gần như tất yếu trong các thiết bị cầm tay (PDA), máy tính xách tay, điện thoại di động và các thiết bị kỹ thuật số khác. Với các tính năng ưu việt về vùng phục vụ kết nối linh động, khả năng triển khai nhanh chóng, giá thành ngày càng giảm. Xu hướng kết nối không dây (vô tuyến) ngày càng trở nên phổ cập trong kết nối mạng máy tính. Với chiều hướng giá thành của máy tính xách tay ngày càng giảm và nhu cầu truy nhập Internet ngày càng tăng, tại các nước phát triển các dịch vụ truy nhập Internet không dây đã trở nên phổ cập, bạn có thể ngồi ở bất cứ nơi đâu và truy nhập Internet từ máy tính xách tay của mình một cách dễ dàng thông qua kết nối không dây và công nghệ dịch chuyển địa chỉ IP. Các công nghệ hiện tại đã đem đến cho người sử dụng những khả năng kết nối không dây thật hoàn hảo. Ví như Bluetooth kết nối không dây, Wi-Fi truy xuất Internet không dây, điện thoại di động Nhưng bên cạnh ưu điểm, công nghệ kết nối không dây hiện nay còn hạn chế và chưa thật sự liên thông với nhau. Vấn đề chính với truy nhập WiFi đó là các hotspot thì rất nhỏ, vì vậy phủ sóng rải rác. Cần có một hệ thống không dây mà cung cấp tốc độ băng rộng cao khả năng phủ sóng lớn hơn. Đó chính là WiMAX (Worldwide Interoperability Microwave Access). Nó cũng được biết đến như là IEEE 802.16. WiMAX là một công nghệ dựa trên nền tảng một chuẩn tiến hóa cho mạng không dây điểm- đa điểm. Là giải pháp cho mạng đô thị không dây băng rộng với phạm vi phủ sóng tới 50km và tốc độ bit có thể lên tới 75Mbps với kênh 20MHz, bán kính cell từ 2-9km. Chuẩn được thiết kế mới hoàn toàn với mục tiêu cung cấp những trục kết nối trực tiếp trong mạng nội thị (Metropolitan Area Network-MAN) đạt băng thông tương đương xDSL, trục T1/E1 phổ biến hiện nay. Công nghệ WiMax đang là xu hướng mới cho các tiêu chuẩn giao diện vô tuyến trong việc truy nhập không dây băng thông rộng cho cả thiết bị cố định, xách tay và di động. Chất lượng dịch vụ được thiết lập cho từng kết nối, an ninh tốt, hỗ trợ multicast cũng như di động, sử dụng cả phổ tần cấp phép và không được cấp phép. WiMax thực sự đang được các nhà cung cấp dịch vụ cũng như các nhà sản xuất quan tâm. Nhận thấy Wimax là công nghệ mới có nhiều ứng dụng ở các nước trên thế giới cũng như tại Việt nam trong tương lai, vì vậy em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạng truy nhập không dây Wimax và khả năng ứng dụng tại Việt Nam”. Nội dung của luận văn được chia thành 5 chương như sau : Chương 1: Tổng quan về mạng không dây. Chương 2: Lớp PHY và MAC của chuẩn 802.16a. Chương 3: Nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật mạng truy nhập băng rộng không dây WiMax. Chương 4: Xây dựng chương trình Matlab để mô phỏng BER trong hệ thống WiMax. Chương 5: Khả năng ứng dụng WiMax tại Việt Nam. References Tài liệu tiếng Việt: 1. TS. Trịnh Anh Vũ (2005), Giáo trình thông tin di động. Tài liệu tiếng Anh: 2. Aditya Agrawal (Apr, 2003), “802.16a: The Right Technology at the Right Place at the Right Time”, WiMAX™ Forum. 3. Arunabha Ghosh and David R. Wolter (Feb, 2005), “Broadband Wireless Access with WiMax/8O2.16:Current Performance Benchmarks and Future Potential”, IEEE Communications Magazine. 4. Boscher Christophe (2006), “WiMAX - making ubiquitous high-speed data services a reality”, Strategy white paper of Alcatel. 5. Daniel Larsson (Dec, 2006), “Analysis of channel estimation methods for OFDMA”, Master of Science Thesis Stockholm, Sweden. 6. Daniel Sweeney (2006), WiMax Operator’s Manual Building 802.16 Wireless Networks (Second Edition), Apress USA. 7. Deepak Pareek (Jun, 2006), The Business of WiMAX, John Wiley & Sons Ltd., India. 8. Eugene Crozier, “WiMAX’s technology for LOS and NLOS environments”, Wimax forum. 9. FIPS PUB 197 (Nov, 2001), Advanced Encryption Standard (AES), National Institute of Standards and Technology. http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips197/fips-197.pdf 10. Hassan Yaghoobi (2004), “Scalable OFDMA Physical Layer in IEEE 802.16 WirelessMAN”, Intel® Technology Journal. 11. IEEE Std 802.16-2001 (2001), Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, IEEE Press. 12. IEEE Std 802.16a -2003 (2003), Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems. Amendment 2: Medium Access Control Modifications and Additional Physical Layer Specifications for 2.3 GHz, IEEE Press. 13. IEEE Std 802.16-2004 (2004), Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, IEEE Press. 14. IEEE 802.16d-2004 (May, 2004), Draft IEEE Standard for Local and Metropolitan area networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, IEEE Press. 15. IEEE Std 802.16e-2005 (Feb, 2006), Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems. Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands, IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society. 16. Michael F. Finneran (Jan, 2004), A Comparison of Technologies Markets and Business Plans, dBrn Associates Inc. 17. Mohammad Azizul Hasan (Jun, 2007), Performance Evaluation of WiMAX/IEEE 802.16 OFDM Physical Layer, Helsinki University of Technology. 18. Nortel (2006), “Considerations for deploying mobile WiMAX at various frequencies”. 19. Rappaport (2004), Wireless Communications. Principles and Practice, IEEE Transactions on communications. 20. Ron Olexa (2005), Implementing 802.11 and 802.16 and 802.20 Wireless Networks Planning. Troubleshooting and Operations, Elsevier Inc. 21. Sen Xu - Manton Matthews - Chin Tser Huang (Mar, 2006), Security Issues in Privacy and Key Management Protocols of IEEE 802.16, Department of Computer Science and Engineering - University of South Carolina Columbia, SC 29208, USA. http://www.cse.sc.edu/~huangct/acmse06cr.pdf 22. Terry Wason (2006), WiMAX Networks, Wi-LAN Inc. 23. Technology Whitepaper (2005), Wi-Fi and WiMAX: Open Standards for Broadband, Tropos Networks Inc. 24. Timu Smura (2004), “Techno-economic analysis of IEEE 802.16a-based fixed wireless access networks”, Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Helsinki University of Technology. 25. WiMAX Forum™ (2004), “Business Case Models for Fixed Broadband Wireless Access based on WiMAX Technology and the 802.16 Standard”. 26. WiMAX Forum™ (Feb, 2006), “Mobile WiMAX - Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation”. 27. William Mehuron (Oct, 1999), Data Encryption Standard (DES), National Institute of Standards and Technology. http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips46-3/fips46-3.pdf Các trang Web tham khảo: 28. http://www.fps.com.vn/news_detail.asp?id=927 29. http://www.handheldvn.com/forum/showthread.php?threadid=36837 30. http://www.handheld.com.vn/forum/showthread.php?t=32322&page=4 31. http://www.ieee802.org/16/ 32. http://www.laocai.gov.vn/home/forum/forum_posts.asp?TID=165&PN=1 33. http://home.netnam.vn/live/FrontPage06/Khoa-hoc-cong-nghe/News- page?contentId=34806 34. http://www.tapchibcvt.gov.vn/vi-vn/vienthonginternet/2006/10/17263.bcvt 35. http://www.tapchibcvt.gov.vn/vi-vn/hoidap/2006/4/16401.bcvt 36. http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16575 37. http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16376 38. http://www.wimax.com/commentary/wimax_weekly/1-5-spectrum-options-for- broadband-wireless 39. http://www.wimaxforum.org/ 40. http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-et_12498.pdf 41.http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/loadFile.do?objectId=15513&ref =rssfeed&id=mostDownloadedFiles 42. http://www.ddj.com/mobile/196800205 43. http://www.toquoc.gov.vn/vietnam/viewNew.asp?newsId=29742&topicId=58 44. http://www.viettelmobile.com.vn/home/news_detail.jsp?id=702 . các vấn đề kỹ thuật mạng truy nhập băng rộng không dây WiMax như các băng tần cho WiMax, Topo mạng WiMax, điều chế và mã hoá, đa truy nhập và song công,. trải phổ, mô hình kênh của mạng WiMax, mô hình suy hao đường truy n, vấn đề dung lượng, bảo mật và hệ thống Anten trong WiMax. Từ đó xây dựng chương trình