Báo Cáo đồ án wimax 4g và ứng dụng trong thực tế

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, các dịch vụ ứng dụng trên Internet đã có bước phát triển bùng nổ với nhiều loại hình dịch vụ mới như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân hàng, du lịch hay các dịch vụ đào tạo từ xa, game trực tuyến . Cùng với sự phát triển bùng nổ của các loại hình dịch vụ trên Internet, các công nghệ truy cập cũng liên tục được phát triển để đáp ứng những đòi hỏi ngày càng cao về băng thông cho truy cập Internet. Các công nghệ truy cập băng rộng đã được phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây bao gồm các công nghệ truy cập hữu tuyến và công nghệ vô tuyến.
Một loạt các chuẩn về mạng truy cập vô tuyến băng rộng đã được nhiều tổ chức nghiên cứu, xây dựng và phát triển như chuẩn IEEE 802.11x, IEEE 802.15, IEEE 802.16, IEEE 802.20, HIPERLAN 1/2, HomeRF, chuẩn Bluetooth,vv . Phạm vi ứng dụng của các chuẩn này bao trùm từ mạng cá nhân (PAN), mạng nội bộ (LAN), mạng diện rộng (MAN) và mạng diện rộng (WAN).
Hệ thống WiMAX được sản xuất dựa trên họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 đang được các hãng cung cấp thiết bị cũng như nhà cung cấp dịch vụ quan tâm đặc biệt. Các hệ thống WiMAX cố định dựa trên chuẩn 802.16-2004 đã được sản xuất, đưa vào thử nghiệm và đã được diễn đàn WIMAX cấp chứng nhận đã cho thấy rõ những ưu điểm của công nghệ này. Hệ thống WiMAX di động dựa trên tiêu chuẩn 802.16e cũng đang được các nhà cung cấp thiết bị lên kế hoạch để đưa thiết bị vào thử nghiệm trong thời gian tới.
Mạng Viễn thông Việt Nam trong những năm qua đã có sự phát triển mạnh mẽ, các hệ thống cung cấp dịch vụ truy cập băng rộng đã và đang được triển khai tại hầu hết các tỉnh thành. Tuy nhiên, phần lớn vẫn là các hệ thống xDSL cung cấp truy cập hữu tuyến và hệ thống WiFi với phạm vi phục vụ còn rất hạn chế. Trong khi đó, nhu cầu sử dụng dịch vụ băng rộng lại đang đòi hỏi rất cấp thiết tại nhiều vùng, nhiều khu vực mà các giải pháp hiện có rất khó triển khai hoặc triển khai chậm. Để có thể triển khai nhanh chóng và hiệu quả hệ thống truy cập băng rộng tại các khu vực này thì việc nghiên cứu triển khai các hệ thống truy cập vô tuyến băng rộng WiMAX là hết sức cần thiết.
Với mục đích tìm hiểu về công nghệ WiMAX để đánh giá, lựa chọn giải pháp, thiết bị và hệ thống mạng phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam, đồ án tốt nghiệp sẽ gồm 5 chương cụ thể như sau:
● Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX.
● Chương 2: KIẾN TRÚC MẠNG TRUY CẬP WIMAX.
● Chương 3: SO SÁNH WIMAX VỚI MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRUY CẬP VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG KHÁC VÀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT.
● Chương 4: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG WIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM.
● Chương 5: MÔ PHỎNG MỘT MẠNG WIMAX ĐƠN GIẢN DÙNG CHƯƠNG TRÌNH OMNET++.

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
LỜI NÓI ĐẦU
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX . 1
1.1. Giới thiệu chương . 1
1.2. Khái niệm 1
1.3. Đặc điểm . 1
1.4. Các chuẩn của Wimax 4
1.4.1. Chuẩn IEEE 802.16 – 2001 . 4
1.4.2. Chuẩn IEEE 802.16a . 5
1.4.3. Chuẩn IEEE 802.16 – 2004 . 5
1.4.4. Chuẩn IEEE 802.16e . 6
1.5. Các băng tần của Wimax 6
1.5.1. Các băng tần được đề xuất cho WiMAX trên thế giới 6
1.5.2. Các băng tần ở Việt nam có khả năng dành cho WiMAX . 7
1.6. Truyền sóng . 8
1.6.1. Công nghệ OFDM . 10
1.6.2. Công nghệ OFDMA 12
1.6.3. Điều chế thích nghi . 13
1.6.4. Công nghệ sửa lỗi . 13
1.6.5. Điều khiển công suất 13
1.6.6. Các công nghệ vô tuyến tiên tiến . 14
1.7. Các ứng dụng 15
1.7.1. Các mô hình ứng dụng 15
1.7.2. Mô hình hệ thống WiMAX 16
1.7.3. Các ứng dụng . 17
1.8. Tình hình triển khai WiMAX . 18
1.8.1 Tình hình triển khai WiMAX trên thế giới . 18
1.8.2. Tình hình triển khai thử nghiệm WiMAX tại Việt Nam . 19
1.9. Kết luận chương . 19
Chương 2: KIẾN TRÚC MẠNG TRUY CẬP WIMAX . 20
2.1. Giới thiệu chương 20
2.2. Mô hình tham chiếu . 20
2.3. Lớp MAC 21
2.3.1. Lớp con hội tụ MAC . 21
2.3.2. Lớp con phần chung MAC 21
2.3.3. Lớp con bảo mật 26
2.4. Lớp vật lý 26
2.4.1. Đặc tả WirelessMAN-SC PHY . 27
2.4.2. Đặc tả PHY WirelessMAN-Sca 28
2.4.3. Đặc tả PHY WirelessMAN-OFDM 28
2.4.4. Đặc tả PHY WirelessMAN- OFDMA . 32
2.4.5. Lớp con hội tụ truyền dẫn TC . 34
2.5. Kết luận chương . 35
Chương 3: SO SÁNH WIMAX VỚI MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG KHÁC VÀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT . 36
3.1. Giới thiệu chương 36
3.2. Tổng quan về các chuẩn truy nhập vô tuyến băng rộng 36
3.3. So sánh WiMAX cố định và LMDS, MMDS 38
3.4. So sánh WiMAX di động với 3G 40
3.5. So sánh WiMAX di động với WiBro 42
3.6. Giải pháp của các nhà sản xuất 43
3.6.1. Giải pháp của Intel 43
3.6.2. Giải pháp sản phẩm của SR-Telecom 44
3.6.3. Giải pháp sản phẩm của Alvarion . 45
3.6.4. Giải pháp sản phẩm của Motorola cho ISP . 47
3.6.5. Giải pháp Chipset của Fujitsu 48
3.7. Kết luận chương . 50
Chương 4: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG WIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM . 52
4.1. Giới thiệu chương 52
4.2. Nhu cầu và hiện trạng các hệ thống truy nhập băng rộng tại Việt Nam 52
4.2.1. Nhu cầu truy nhập băng rộng tại Việt Nam 52
4.2.2. Hiện trạng truy nhập băng rộng tại Việt Nam 52
4.3. Các mô hình triển khai công nghệ mạng WiMAX . 54
4.3.1. Mạng dùng riêng 54
4.3.2. Các mạng phục vụ cộng đồng . 61
4.4. Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm tại Việt Nam 63
4.5. Kết luận chương . 68
Chương 5: MÔ PHỎNG MỘT MẠNG WIMAX ĐƠN GIẢN DÙNG CHƯƠNG TRÌNH OMNET++ 69
5.1. Giới thiệu chương 69
5.2. Giới thiệu về chương trình mô phỏng OMNet++ 69
5.2.1. Giới thiệu chung 69
5.2.2. Cấu trúc lập trình của một chương trình mô phỏng dùng OMNeT++ . 70
5.3. Chương trình mô phỏng một mạng WiMAX đơn giản 71
5.3.1. Giới thiệu chung về chương trình 71
5.3.2. Các giao diện của chương trình` 71
5.3.3. Các trường hợp của chương trình mô phỏng . 72
5.3.4. Kết quả mô phỏng được . 73
5.4. kết luận chương 76
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHẦN PHỤ LỤC
LỜI CẢM ƠN