WiMAX di động - Tổng quan kỹ thuật, đánh giá hoạt động

1

WiMAX di động: Tổng quan kỹ thuật - đánh giá hoạt động (phần 1)

Đỗ Ngọc Anh

1. MỞ ĐẦU

WiMAX di động (Mobile WiMAX) là giải pháp không dây băng rộng cho phép phủ

sóng mạng băng rộng không dây và cố định nhờ công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng

trên diện rộng với kiến trúc mạng linh hoạt. Giao diện WiMAX di động sử dụng công

nghệ OFDM để cải thiện hiệu suất đa đường (multi-path) trong các môi trường không theo

tầm nhìn thẳng (NLOS). OFDMA thay đổi tỉ lệ (S-OFDMA) được giới thiệu trong phần bổ

sung IEEE 806.16e để hỗ trợ băng thông kênh tỉ lệ (co dãn) từ 1.25 đến 2 MHz. Nhóm kỹ

thuật di động (Mobile Technical Group) trong diễn đàn WiMAX Forum đang phát triển

tham số hệ thống cho WiMAX di động qua đó xác định các đặc tính bắt buộc và tuỳ chọn

của chuẩn IEEE - là chuẩn giao diện vô tuyến tương thích với WiMAX di động.

Tham số WiMAX di động cho các hệ thống di động được phép cấu hình trên cơ sở

một tập các đặc tính cơ bản để đảm bảo chức năng cơ bản nhất cho các thiết bị đầu cuối

(terminal) và các trạm gốc (base station). Đó là các cấu hình được tối ưu về dung lượng

hoặc được tối ưu về phủ sóng. Phiên bản WiMAX di động phiên bản 1 sẽ bao gồm các

băng thông kênh 5, 7, 8.75 và 10 MHz dành cho các dải tần được cấp phép trên thế giới

như: 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.3 GHz và 3.5 GHz.

Các hệ thống WiMAX di động cung cấp khả năng mở rộng về cả công nghệ truy nhập vô

tuyến và kiến trúc mạng, do đó cung cấp khả năng linh động cao trong các lựa chọn phát

triển mạng và cung cấp dịch vụ. Một số các đặc điểm chính mà WiMAX di động hỗ trợ là:

Tốc độ dữ liệu cao: Các kỹ thuật anten MIMO cùng với các nguyên lý chia nhỏ kênh

(sub-channelization) linh hoạt, mã hoá và điều chế nâng cao, tất cả làm cho công nghệ

WiMAX di động có khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu đường xuống (DL) tối đa lên tới

63Mbps cho một sector và tốc độ dữ liệu đường lên (UL) tối đa lên tới 28Mbps cho một

sector trong một kênh 10MHz.

Chất lượng dịch vụ (QoS): Tiền đề cơ bản của kiến trúc MAC (Media Access Control)

trong IEEE 802.16 là QoS. Nó định nghĩa luồng dịch vụ (Service Flows) mà có thể ánh xạ

đến các điểm mã DiffServ hoặc các nhãn luồng MPLS để cho phép kết nối đầu cuối tới đầu

cuối (end-to-end) theo giao thức IP trên cơ sở QoS. Ngoài ra, các nguyên lý báo hiệu trên

cơ sở kênh chi nhỏ kênh (sub-channelization) và MAP cung cấp một cơ chế linh động cho

việc lập lịch tối ưu tài nguyên không gian, tần số và thời gian trên giao diện vô tuyến theo

khung (frame by frame).

Tính mềm dẻo: Tài nguyên phổ cho băng rộng không dây được cấp phát khác nhau. Vì

vậy công nghệ WiMAX di động được thiết kế để có thể linh hoạt (mềm dẻo) để hoạt động

trong các kênh khác nhau từ 1.25 đến 20 MHz thoả mãn các yêu cầu trên toàn cầu.

Khả năng bảo mật: Các đặc tính khả năng bảo mật trong WiMAX di động là tốt nhất

trong lớp với sự xác thực trên theo EAP, mã hoá được xác thực theo AES-CCM, các

nguyên bảo vệ bản tin điều khiển theo CMAC và HMAC. Các xác thực cho một tập các

người dùng đang tồn tại bao gồm: thẻ SIM/USIM, các thẻ thông minh (Smart Card), các

chứng chỉ số (Digital Certificate), các nguyên lý Username/Password theo các phương

pháp EAP tương ứng cho kiểu nhận thực.

Khả năng di động: WiMAX di động hỗ trợ các nguyên lý chuyển giao tối ưu với trễ nhỏ

hơn 50 msec để đảm bảo các ứng dụng thời gian thực như VoIP với dịch vụ không bị suy

giảm. Các nguyên lý quản lý khoá linh động mà bảo mật được duy trì trong quá trình

chuyển giao.

2. Lớp vật lý

2.1. Cở sở OFDMA