M c l cụ ụ
M C L CỤ Ụ
M C L CỤ Ụ .................................................................................................... I
DANH M C HÌNH V VÀ B NGỤ Ẽ Ả ......................................................... IV
CH NG 1. ƯƠ ............................................................................................... 1
CÔNG NGH WIMAXỆ ............................................................................... 1
1.1 Khái ni m chung v WiMAX ệ ề ..................................................................... 1
1.1.1 Khái ni m WiMAXệ .................................................................................. 1
1.1.2 Các đc đi m c a WiMAXặ ể ủ ...................................................................... 2
1.1.3 Ho t đng c a WiMAX ạ ộ ủ ......................................................................... 3
1.2 C u hình m ngấ ạ .............................................................................................. 4
1.2.1 C u hình m ng đi m – đa đi m (PMP)ấ ạ ể ể ................................................... 5
1.2.2 C u hình m ng m t l i (MESH)ấ ạ ắ ướ ........................................................... 6
1.3 Các d ch v c a WiMAXị ụ ủ ............................................................................. 7
1.3.1 Các tham s QoS cho lu ng d ch vố ồ ị ụ ........................................................ 8
1.3.2 D ch v c p phát không theo yêu c u (UGS)ị ụ ấ ầ ........................................... 9
1.3.3 D ch v ki m tra vòng theo th i gian th c (rtPS) ị ụ ể ờ ự ................................... 9
1.3.4 D ch v ki m tra vòng không theo th i gian th c (nrtPS) ị ụ ể ờ ự .................... 10
1.3.5 D ch v c g ng t i đa (Best Effort - BE) ị ụ ố ắ ố ............................................ 11
1.4 Chu n WiMAX ẩ ........................................................................................... 11
1.4.1 H th ng chu n IEEE 802.16ệ ố ẩ ................................................................ 11
1.4.2 Chu n WiMAX c đinh (IEEE 802.16d) ẩ ố .............................................. 13
1.4.3 Chu n WiMAX di đng (IEEE 802.16e)ẩ ộ ............................................... 14
1.4.4 Ki n trúc giao th c WiMAXế ứ .................................................................. 15
1.5 Truy nh p vô tuy nậ ế .................................................................................... 18
1.5.1 Môi tr ng truy n sóng LOS và NLOSườ ề ................................................. 18
1.5.2 Công ngh OFDM cho truy n d n vô tuy nệ ề ẫ ế ......................................... 19
1.5.3 Đa truy nh p và kênh con hóaậ ................................................................ 19
1.5.4 K thu t song công TDD và FDD ỹ ậ ......................................................... 21
1.6 Đi u ch và mã hóaề ế .................................................................................... 22
1.6.1 Mã hóa kênh ............................................................................................ 22
1.6.2 Đi u chề ế ................................................................................................. 23
I
M c l cụ ụ
1.7 B o m tả ậ ........................................................................................................ 26
1.7.1 Ki n trúc b o m t trong WiMAX ế ả ậ ......................................................... 26
1.7.2 B o m t qua giao di n vô tuy nả ậ ệ ế ............................................................ 29
1.7.3 M t mã hóa d li uậ ữ ệ ................................................................................ 30
1.8 Các mô hình ng d ng WiMAXứ ụ ................................................................ 31
1.9 Các u đi m c a m ng WiMAX ư ể ủ ạ ............................................................. 33
T ng k t ch ng 1ổ ế ươ ........................................................................................... 36
CH NG 2. ƯƠ ............................................................................................. 37
BÀI TOÁN THI T K M NG WIMAX Ế Ế Ạ ............................................... 37
C ĐNH & DI TRÚ CHO THÀNH PH HÀ N IỐ Ị Ố Ộ .............................. 37
2.1 M c đích thi t k m ng WiMAX c đinh & di trú ụ ế ế ạ ố .............................. 37
2.2 Bài toán thi t k m ng WiMAX c đinh & di trú ế ế ạ ố ................................. 37
2.2.1 Các tham s h th ng c a m ng WiMAX c đinh & di trú ố ệ ố ủ ạ ố ................. 37
2.2.2 Các tham s d ch v cho WiMAX c đinh & di trúố ị ụ ố ............................... 40
2.2.3 Ph ng pháp tính toán l u l ng ươ ư ượ ......................................................... 41
2.2.4 Đánh giá kh năng tri n khai m ng WiMAX c đinh & di trú ả ể ạ ố ............ 43
2.2.5 Các b c thi t k m ng WiMAX c đinh & di trú ướ ế ế ạ ố .............................. 43
2.3 Các yêu c u thi t k m ng WiMAX c đinh & di trú cho thành phầ ế ế ạ ố ố
Hà N iộ ................................................................................................................ 45
2.3.1 Ch tiêu ch t l ng cho m ng WiMAX c đinh & di trú ỉ ấ ượ ạ ố ..................... 45
2.3.2 Các yêu c u thi t k m ng WiMAX c đinh & di trú cho thành ph Hà ầ ế ế ạ ố ố
N iộ ................................................................................................................... 48
2.3.3 L a ch n thi t b theo yêu c u thi t kự ọ ế ị ầ ế ế ................................................ 57
2.4 Tính toán suy hao ........................................................................................ 61
2.4.1 Tính toán suy hao đng truy n (path loss)ườ ề ........................................... 61
2.4.2 D tr suy hao phự ữ ụ ................................................................................. 72
2.5 Tính toán ph m vi ph sóngạ ủ ...................................................................... 75
2.5.1 Tính toán qu đng truy nỹ ườ ề .................................................................. 75
2.5.2 Tính toán ph m vi ph sóngạ ủ ................................................................... 78
2.6 Đnh c m ng và quy ho ch vùng ph sóng ị ỡ ạ ạ ủ ........................................... 80
2.6.1 Đnh c m ngị ỡ ạ ......................................................................................... 80
2.6.2 Quy ho ch vùng ph sóngạ ủ ...................................................................... 82
II
M c l cụ ụ
T ng k t ch ng 2ổ ế ươ ........................................................................................... 84
CH NG 3. ƯƠ ............................................................................................. 86
MÔ HÌNH HÓA M NG WiMAX C ĐNHẠ Ố Ị ......................................... 86
3.1 Các tham s đu vàoố ầ ................................................................................... 86
3.2 Mô hình hóa m ng WiMAX c đinh & di trú trên b n đạ ố ả ồ .................... 87
3.2.1 Mô hình m ng trên b n đ đa lýạ ả ồ ị ........................................................... 87
3.2.2 Mô hình m ng trên b n đ ki n trúcạ ả ồ ế ..................................................... 90
3.3 Mô hình chi ti t cho m t cell ế ộ .................................................................... 92
3.4 Xác đnh v trí đt tr m g cị ị ặ ạ ố ..................................................................... 93
T ng k t ch ng 3ổ ế ươ ........................................................................................... 94
CH NG 4. ƯƠ ............................................................................................. 95
CÁC CH NG TRÌNH MÔ PH NGƯƠ Ỏ ................................................... 95
4.1 Ch ng trình tính toán suy haoươ ................................................................. 95
4.1.1 Tính toán suy hao theo mô hình COST 231 Hata ................................... 95
4.1.2 Tính toán suy hao theo mô hình COST 231 Walfish-Ikegami ............... 96
4.2 Ch ng trình tính toán ph m vi ph sóngươ ạ ủ .............................................. 98
4.3 Ch ng trình tính toán đnh c và mô ph ng m ngươ ị ỡ ỏ ạ .............................. 99
K T LU NẾ Ậ .............................................................................................. 102
TÀI LI U THAM KH OỆ Ả ....................................................................... 103
III
Danh m c hình v và b ng ụ ẽ ả
DANH M C HÌNH V VÀ B NGỤ Ẽ Ả
Hình 1.1 M ng WiMAX ạ ............................................................................ 4
Hình 1.2 C u hình m ng PMP ấ ạ ................................................................. 6
Hình 1.3 C u hình m ng MESH ấ ạ .............................................................. 7
Hình 1.4 B tiêu chu n IEEE802.16ộ ẩ ........................................................ 12
Hình 1.5 Mô hình ki n trúc giao th c WiMAXế ứ ...................................... 15
Hình 1.6 C u trúc khung OFDM v i k thu t song công TDDấ ớ ỹ ậ .......... 21
Hình 1.7 B t o mã gi ng u nhiênộ ạ ả ẫ ........................................................ 23
Hình 1.8 Chòm sao BPSK, QPSK, 16 QAM và 64 QAM ....................... 24
Hình 1.10 L c đ đi u ch thích ngượ ồ ề ế ứ .................................................. 26
Hình 1.11 Mô hình b o m tả ậ ..................................................................... 28
Hình 1.12 Quá trình nh n th c thuê baoậ ự ............................................... 29
Hình 1.13 Quá trình trao đi khóa d li uổ ữ ệ ........................................... 29
Hình 1.14 M t mã hóa d li uậ ữ ệ ............................................................... 31
Hình 1.15 Kh năng m r ng dung l ng c a m t tr m g c BSả ở ộ ượ ủ ộ ạ ố ..... 35
B ng 2.1 B ng các tham s h th ng tham kh o cho WiMAX c đinhả ả ố ệ ố ả ố
& di trú ....................................................................................................... 39
B ng 2.2 B ng các tham s d ch v tham kh o cho WiMAX c đinhả ả ố ị ụ ả ố
& di trú ...................................................................................................... 41
Hình 2.1 S đ các b c thi t k m ng WiMAX c đinh & di trúơ ồ ướ ế ế ạ ố ... 43
Hình 2.2 Ch tiêu ch t l ng cho m ng Internetỉ ấ ượ ạ .................................. 46
B ng 2.3 B ng tiêu chu n ch t l ng cho m ng WiMAX c đinh &ả ả ẩ ấ ượ ạ ố
di trú ........................................................................................................... 47
Hình 2.3 Khu v c c n ph sóng ch p t v tinhự ầ ủ ụ ừ ệ .................................. 49
Hình 2.4 Khu v c c n ph sóng trên b n đ đa lýự ầ ủ ả ồ ị .............................. 50
Hình 2.5 B n đ ki n trúc Hà N i ch p t v tinhả ồ ế ộ ụ ừ ệ ............................. 54
B ng 2.4 T l thuê bao trên t ng ng d ngả ỉ ệ ừ ứ ụ ......................................... 56
B ng 2.5 T ng h p thông s thi t b l a ch nả ổ ợ ố ế ị ự ọ .................................... 61
Hình 2.6 Bán kính cell v i suy hao đng truy nớ ườ ề ................................. 62
IV
Danh m c hình v và b ng ụ ẽ ả
Hình 2.7 Đ th suy hao s d ng mô hình COST 231 Hataồ ị ử ụ .................. 64
Hình 2.8 Mô hình COST 231 Walfisch-Ikegami môi tr ng NLOSườ ..... 66
Hình 2.9 Đ th suy hao s d ng mô hình COST 231 Walfish-Ikegami ồ ị ử ụ
..................................................................................................................... 69
B ng 2.6 Các tham s đa hìnhả ố ị ................................................................ 71
Hình 2.10 Đ th suy hao mô hình SUI ồ ị ................................................... 71
B ng 2.7 M c suy hao thâm nh p m t s lo i v t c nả ứ ậ ộ ố ạ ậ ả ....................... 74
B ng 2.8 T ng h p các m c d tr suy hao phả ổ ợ ứ ự ữ ụ ................................. 75
B ng 2.9 Qu đng truy n cho đng xu ngả ỹ ườ ề ườ ố ................................... 77
B ng 2.10 Qu đng truy n cho đng lênả ỹ ườ ề ườ ....................................... 78
Hình 2.11 K t qu tính toán ph m vi ph sóng ế ả ạ ủ ................................... 79
Hình 2.12 Vùng ph sóng t i đa c a m t sector 120o ủ ố ủ ộ .......................... 80
B ng 2.11 K t qu đnh c m ngả ế ả ị ỡ ạ .......................................................... 82
Hình 2.13 Vùng ph sóng c a m t sector 120o ủ ủ ộ ..................................... 83
Hình 2.14 Mô hình m ng l i cell l c giác ạ ướ ụ ........................................... 84
B ng 2.12 T ng h p k t qu tính toán thi t k m ngả ổ ợ ế ả ế ế ạ ....................... 85
Hình 3.1 Mô hình m ng trên b n đ đa lý (ch a hi u ch nh)ạ ả ồ ị ư ệ ỉ ........... 87
Hình 3.2 Mô hình m ng trên b n đ đa lý (đã hi u ch nh)ạ ả ồ ị ệ ỉ ................ 89
Hình 3.3 Mô hình m ng WiMAX trên b n đ ki n trúc ạ ả ồ ế ..................... 90
Hình 3.4 Mô hình m ng đng tr c (backhaul) ạ ườ ụ .................................. 91
Hình 3.5 Chi ti t vùng ph sóng cell 10ế ủ ................................................. 93
Hình 3.6 V trí đt tr m g c cell 10ị ặ ạ ố ........................................................ 93
Hình 4.1 Ch ng trình tính toán suy hao theo mô hình COST 231 Hataươ
..................................................................................................................... 95
Hình 4.2 Ch ng trình tính toán suy hao theo mô hình COST 231 W-I ươ
..................................................................................................................... 96
Hình 4.3 Ch ng trình tính toán suy hao theo mô hình SUI ươ ............... 97
Hình 4.4 Ch ng trình tính toán ph m vi ph sóng ươ ạ ủ ............................ 98
Hình 4.5 Ch ng trình tính toán đnh c và mô ph ng ươ ị ỡ ỏ .................... 100
V