Bài tập lớn Mã hóa bảo mật trong Wimax

Viễn thông là một lĩnh vực phát triển mạnh mẽ, không chỉ gia tăng về mặt dịch vụ mà vấn đề công nghệ cũng được quan tâm nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, đặc biệt là vấn đề bảo mật thông tin của người sử dụng trong môi trường truyền dẫn không dây wireless. Thông tin không dây (wireless-hay còn được gọi là vô tuyến) đang có mặt tại khắp mọi nơi và phát triển một cách nhanh chóng, các hệ thống thông tin di động tế bào sử dụng công nghệ GSM và CDMA đang dần thay thế các hệ thống mạng điện thoại cố định hữu tuyến.Các hệ thống mạng LAN không dây- còn được biết với tên thông dụng hơn là Wi-fi cũng đang hiện hữu trên rất nhiều tòa nhà văn phòng, các khu vui chơi giải trí. Trong vài năm gần đây một hệ thống mạng MAN không dây (Wireless MAN) thường được nhắc nhiều đến như là một giải pháp thay thế và bổ sung cho công nghệ xDSL là Wimax. Wimax còn được gọi là Tiêu chuẩn IEEE 802.16, nó đáp ứng được nhiều yêu cầu kỹ thuật và dịch vụ khắt khe mà các công nghệ truy nhập không dây thế hệ trước nó (như Wi-fi và Bluetooth) chưa đạt được như bán kính phủ sóng rộng hơn, băng thông truyền dẫn lớn hơn, số khách hàng có thể sử dụng đồng thời nhiều hơn, tính bảo mật tốt hơn, Wimax là công nghệ sử dụng truyền dẫn trong môi trường vô tuyến, tín hiệu sẽ được phát quảng bá trên một khoảng không gian nhất định nên dễ bị xen nhiễu, lấy cắp hoặc thay đổi thông tin do vậy việc bảo mật trong công nghệ này cần được quan tâm tìm hiểu, đánh giá và phân tích trên nhiều khía cạnh. Đề tài: “Mã hóa bảo mật trong Wimax” dưới đây là một phần trong vấn đề bảo mật trong hệ thống Wimax. Đề tài này bao gồm như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống Wimax, đặc điểm, ưu nhược điểm của hệ thống, một số chuẩn hóa và sơ qua các phương pháp bảo mật trong hệ thống Wimax đang được sử dụng. Chương 2: Giới thiệu,phân loại các phương pháp mã hóa bảo mật như phương pháp mã hóa không dùng khóa, mã hóa bí mật và mã hóa công khai và một số ứng dụng của mã hóa trong thực tế. Chương 3: Tập trung chi tiết về các phương pháp mã hóa được dùng trong bảo mật hệ thống Wimax như tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu DES và tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến AES. Và cuối cùng là kết luận và xu hướng phát triển tiếp theo của công nghệ Wimax. Công nghệ Wimax vẫn đang được nghiên cứu và phát triển. Bảo mật là một vấn đề tương đối khó cùng với khả năng hiểu biết hạn chế của nhóm về vấn đề mã hóa bảo mật, do đó không tránh được những sai sót trong bài làm.Mong được sự đóng góp ý kiến của mọi người quan tâm đến vấn đề bảo mật.

doc113 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2781 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài tập lớn Mã hóa bảo mật trong Wimax, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU Viễn thông là một lĩnh vực phát triển mạnh mẽ, không chỉ gia tăng về mặt dịch vụ mà vấn đề công nghệ cũng được quan tâm nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, đặc biệt là vấn đề bảo mật thông tin của người sử dụng trong môi trường truyền dẫn không dây wireless. Thông tin không dây (wireless-hay còn được gọi là vô tuyến) đang có mặt tại khắp mọi nơi và phát triển một cách nhanh chóng, các hệ thống thông tin di động tế bào sử dụng công nghệ GSM và CDMA đang dần thay thế các hệ thống mạng điện thoại cố định hữu tuyến.Các hệ thống mạng LAN không dây- còn được biết với tên thông dụng hơn là Wi-fi cũng đang hiện hữu trên rất nhiều tòa nhà văn phòng, các khu vui chơi giải trí. Trong vài năm gần đây một hệ thống mạng MAN không dây (Wireless MAN) thường được nhắc nhiều đến như là một giải pháp thay thế và bổ sung cho công nghệ xDSL là Wimax. Wimax còn được gọi là Tiêu chuẩn IEEE 802.16, nó đáp ứng được nhiều yêu cầu kỹ thuật và dịch vụ khắt khe mà các công nghệ truy nhập không dây thế hệ trước nó (như Wi-fi và Bluetooth) chưa đạt được như bán kính phủ sóng rộng hơn, băng thông truyền dẫn lớn hơn, số khách hàng có thể sử dụng đồng thời nhiều hơn, tính bảo mật tốt hơn,… Wimax là công nghệ sử dụng truyền dẫn trong môi trường vô tuyến, tín hiệu sẽ được phát quảng bá trên một khoảng không gian nhất định nên dễ bị xen nhiễu, lấy cắp hoặc thay đổi thông tin do vậy việc bảo mật trong công nghệ này cần được quan tâm tìm hiểu, đánh giá và phân tích trên nhiều khía cạnh. Đề tài: “Mã hóa bảo mật trong Wimax” dưới đây là một phần trong vấn đề bảo mật trong hệ thống Wimax. Đề tài này bao gồm như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống Wimax, đặc điểm, ưu nhược điểm của hệ thống, một số chuẩn hóa và sơ qua các phương pháp bảo mật trong hệ thống Wimax đang được sử dụng. Chương 2: Giới thiệu,phân loại các phương pháp mã hóa bảo mật như phương pháp mã hóa không dùng khóa, mã hóa bí mật và mã hóa công khai và một số ứng dụng của mã hóa trong thực tế. Chương 3: Tập trung chi tiết về các phương pháp mã hóa được dùng trong bảo mật hệ thống Wimax như tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu DES và tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến AES. Và cuối cùng là kết luận và xu hướng phát triển tiếp theo của công nghệ Wimax. Công nghệ Wimax vẫn đang được nghiên cứu và phát triển. Bảo mật là một vấn đề tương đối khó cùng với khả năng hiểu biết hạn chế của nhóm về vấn đề mã hóa bảo mật, do đó không tránh được những sai sót trong bài làm.Mong được sự đóng góp ý kiến của mọi người quan tâm đến vấn đề bảo mật. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 MỤC LỤC 3 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 6 DANH MỤC HÌNH VẼ 9 DANH MỤC BẢNG BIỂU 11 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ WIMAX 12 1.1. Giới thiệu về công nghệ Wimax 12 1.1.1. Một số đặc điểm của Wimax 14 1.1.2. Cấu hình mạng trong Wimax 15 1.1.2.1. Cấu hình điểm-đa điểm 15 1.1.2.2. Cấu hình MESH 16 1.2. Giới thiệu các chuẩn Wimax 17 1.2.1. Một số chuẩn Wimax đầu tiên 18 1.2.1.1. Chuẩn IEEE 802.16d-2004 20 1.2.1.2. Chuẩn IEEE 802.16e-2005 20 1.2.2. Một số chuẩn IEEE 802.16 khác 21 1.3. Lớp con bảo mật trong Wimax 26 1.4. Kết luận 27 CHƯƠNG II : CÁC PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA BẢO MẬT 28 2.1. Giới thiệu về mã hóa bảo mật 28 2.2. Các phương pháp mã hóa bảo mật 28 2.2.1.Mã hóa không dùng khóa 28 2.2.1.1. Hàm mũ rời rạc 28 2.2.1.2. Hàm bình phương module 30 2.2.1.3. Bộ tạo bít ngẫu nhiên 30 2.2.2. Mã hóa khóa bí mật 33 2.2.2.1. Mật mã Ceasar 34 2.2.2.2. Mật mã Affine 35 2.2.2.3. Mật mã thay thế (Substitution cipher) 36 2.2.2.4. Các mã hoán vị (Transposition cipher) 37 2.2.2.5. Mật mã Hill 39 2.2.2.6. Mật mã Vigenere 40 2.2.2.7. One time pad 42 2.2.2.8. Mã RC4 43 2.2.2.9. DES (Data Encryption Standard) 44 2.2.2.10. AES (Advanced Encryption Standard) 46 2.2.3. Mã hóa khóa công khai 46 2.2.3.1. Mã RSA 47 2.2.3.2. Hệ mật Rabin 49 2.2.3.3. Hệ mật ElGamal 50 2.2.3.4. Hệ mật Mekle-Hellman 51 2.2.3.5. Hệ mật Mc Elice 51 2.2.3.6. Mật mã đường cong Elip 51 2.2.3.7. Các hàm băm và tính toàn vẹn của dữ liệu 52 2.2.3.8. MD4 và MD5 55 2.2.3.9. SHA và SHA-1 55 2.3. So sánh – Ứng dụng – Xu hướng phát triển của mã hóa bảo mật 55 2.3.1. So sánh mã hóa khóa bí mật và mã hóa khóa công khai 55 2.3.2. Một số ứng dụng tiêu biểu 57 2.3.3. Xu hướng của mã hóa trong tương lai 60 2.4. Kết luận 64 CHƯƠNG III : MÃ HÓA DỮ LIỆU TRONG WIMAX 65 3.1. Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu DES – Data Encryption Standard 65 3.1.1. Giới thiệu về mã hóa DES 65 3.1.2. Thuật toán mã hóa DES 67 3.1.3. DES trong Wimax 85 3.2. Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến AES – Advanced Encryptiom Standard 90 3.2.1. Giới thiệu về mã hóa AES 90 3.2.2. Thuật toán mã hóa AES 93 3.2.3. AES-CCM trong Wimax 102 3.3. Kết luận 106 KẾT LUẬN: 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 108 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Kí hiệu  Từ viết tắt   AES  Advanced Encryption Standard   BPSK  Binary Phase Shift Keying   BS  Base Station   CBC  Cipher Block Chaining   CCA  Chosen ciphertext attack   CCM  Counter with CBC-MAC   CPA  Chosen- Plaintext attack   CRC  Cyclic Redundancy Check   CS  Service-Specific Convergence Sublayer   CSMA/CA  Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance   CTR  Counter   DES  Data Encryption Standard   DSL  Digital Subcriber Line   ETSI  European Telecommunications Standards Institute   FDD  Frequency Division Duplexing   FDM  Frequency Division Multiplexing   FDMA  Frequency Division Multiple Access   FEC  Forward Error Correction      FM  Feedback Mode   IEEE  Institue of Electrical and Electronic Engineers   IFFT  Inverse Fast Fourier Transform   IP  Initial Permutation   ISI  Intersymbol Interference   IV  Initialization Vector   KEK  Key Encryption Key   LMDS  Local Multipoint Distribution Service   LOS  Line-Of-Sight   MAN  Metro Area Network   MCPS  MAC Common Part Sublayer   MD  Message Digest   MPDU  MAC Protocol Data Unit   NLOS  None Line-Of-Sight   NNI  Network-to-Network Interface   NIST  National Institute of Standards and Technology   NSA  National Security Agency   OFDM  Orthogonal Frequency Division Multiplexing   OFDMA  Orthogonal Frequency Division Multiple Access   OSI  Open Systems Interconnection   OTP  One – time – pad   PDU  Protocol Data Unit   PKM  Privacy Key Management   PN  Packet Number   QAM  Quadrature Amplitude Modulation   QoS  Quality of Service   QPSK  Quadrature Phase Shift Keying   RSA  Rivest, Shamir, and Adleman   SA  Security Association   SC  Single Carrier   SHA  Secure Hash Algorith   SET  Secure Electronic Transmission   SS  Subcriber Station   TDD  Time Division Duplexing   TDM  Time Division Multiplexing   TDMA  Time Division Multiple Access   TEK  Traffic Encryption Key   UNI  User-to-Network Interface   VoIP  Voice over IP   WiFi  Wireless Fidelity   WIMAX  Worldwide Interoperability Microwave Access   WLAN  Wireless Local Area Network   WMAN  Wireless Metro Area Network   DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Wimax network architecture 13 Hình 1.2: Mô hình truyền thông của Wimax 13 Hình 1.3: Mô hình phân lớp trong hệ thống WiMax so sánh với OSI 15 Hình 1.4: Cấu hình điểm-đa điểm (PMP) 16 Hình 1.5: Cấu hình mắt lưới MESH 16 Hình 1.6: IEEE 802.16 Wimax 18 Hình 1.7 : OFDM với 9 sóng mang con 19 Hình 1.8: Cấu hình di động chung của 802.16e 20 Hình 1.9: Cơ sở thông tin quản lí Wimax 21 Hình 1.10: Kiến trúc mạng-MMR thông qua Wimax thông thường 25 Hình 1.11: Thành phấn của lớp con bảo mật 26 Hình 2.1 :Mô tả hàm một chiều 29 Hình 2.2: Bộ tạo bít ngẫu nhiên 30 Hình 2.3 : Mô hình đơn giản của mã hóa thông thường [7-sec2.1] 34 Hình 2.4 : “Máy” để thực hiện mã hóa Caesar [12] 35 Bảng 2.1 : Mã hóa Scytale 38 Hình 2.5 : The Vigenère Square [12] 40 Hình 2.6: Mật mã hóa/ Giải mật mã hệ thống RSA. 47 Hình 2.7: Lược đồ chữ kí số. 59 Hình 3.1. Thuật toán mã hoá DES[10] 68 Hình 3.2: Cấu trúc mật mã khối DES. (đồ án tốt nghiệp) 69 Hình 3.3: Hàm lặp f của DES. 70 Hình 3.4. Sơ đồ tính toán khóa. 76 Hình 3.5: Cấu trúc DESX. 82 Hình 3.6: Tấn công “giao nhau ở giữa” chống lại DES kép. 83 Hình 3.7. Sơ đồ mã hoá và giải mã Triple DES.[13] 85 Hình 3.8. Mã hoá DES – CBC. 86 Hình 3.9. Nguyên lý làm việc của chế độ CBC. 87 Hình 3.10. Triple DES trong chế độ CBC 89 Hình 3.11: Chỉ số byte và bit 91 Hình 3.12 : Bảng trạng thái đầu vào và đầu ra 92 Hình 3.13: Sơ đồ thuật toán mã hóa và giải mã AES-128 [7] 94 Hình 3.14: Áp dụng S-box cho mỗi byte của bảng trạng thái 95 Hình 3.15 : Dịch vòng trong 3 hàng cuối của bảng trạng thái 95 Hình 3.16: Hoạt động Mixcolumn trên từng cột của bảng trạng thái 96 Hình 3.17: XOR mỗi cột trong bảng trạng thái với một từ khóa 97 Hình 3.18: Vòng lặp mã hóa AES [7] 97 Hình 3.19 : InvShiftRows 99 Hình 3.20: Sơ đồ giải mã AES-128 101 Hình 3.21: Nonce. 104 Hình 3.22: CCM CBC Block 104 Hình 3.23 : CCM counter block 104 Hình 3.24 : Quá trình mã hóa và tạo mã nhận thực bản tin 105 Hình 3.25: Mã hóa tải tin AES-CCM 106 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các kiểu truy nhập trong Wimax 19 Bảng 2.1 : Mã hóa Scytale 40 Bảng 2.2: Quá trình phân tích thừa số. 51 Bảng 2.3: Bảng so sánh kích thước khóa một số loại mã. 54 Bảng 2.4: Bảng so sánh kích thước khóa một số loại mã. 57 Bảng 3.1. Hoán vị khởi tạo IP. 71 Bảng 3.2. Bảng lựa chọn E bit. 72 Bảng 3.3. Các hộp S 74 Bảng 3.4. Hàm hoán vị P. 74 Bảng 3.5. Hoán vị khởi tạo ngược IP-1 của DES 75 Bảng 3.1. Hoán vị khởi tạo IP 71 Bảng 3.6: Hàm lựa chọn hoán vị 1: PC1 76 Bảng 3.7 : Hàm lựa chọn hoán vị 2: PC2. 77 Bảng 3.8. Sơ đồ dịch vòng trái (sách FIP) 77 Bảng 3.9 : Khóa - khối bit - số vòng 95 Bảng 3.10: Bảng S-box 97 Bảng 3.12 : Bảng S-box đảo 102 Bảng 3.11: Mở rộng khóa 128bit 101 Bảng 3.13: Mã hóa AES-128 104 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ WIMAX 1.1. Giới thiệu về công nghệ Wimax Wimax (World Interoperability for Microware Access) – Khả năng khai thác mạng trên toàn cầu đối với mạng truy nhập vi ba. Đây là một kỹ thuật cho phép ứng dụng để truy nhập cho một khu vực đô thị rộng lớn. Ban đầu chuẩn 802.16 được tổ chức IEEE đưa ra nhằm giải quyết các vấn đề kết nối cuối cùng trong một mạng không dây đô thị WMAN hoạt động trong tầm nhìn thẳng (Line of Sight) với khoảng cách từ 30 tới 50 km. Nó được thiết kế để thực hiện đường trục lưu lượng cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây, kết nối các điểm nóng WiFi, các hộ gia đình và các doanh nghiệp….đảm bảo QoS cho các dịch vụ thoại, video, hội nghị truyền hình thời gian thực và các dịch vụ khác với tốc độ hỗ trợ lên tới 280 Mbit/s mỗi trạm gốc. Chuẩn IEEE 802.16-2004 hỗ trợ thêm các hoạt động không trong tầm nhìn thẳng tại tần số hoạt động từ 2 tới 11 GHz với các kết nối dạng mesh (lưới) cho cả người dùng cố định và khả chuyển. Chuẩn mới nhất IEEE 802.16e, được giới thiệu vào ngày 28/2/2006 bổ sung thêm khả năng hỗ trợ người dùng di động hoạt động trong băng tần từ 2 tới 6 GHz với phạm vi phủ sóng từ 2-5 km. Chuẩn này đang được hy vọng là sẽ mang lại dịch vụ băng rộng thực sự cho những người dùng thường xuyên di động với các thiết bị như laptop, PDA tích hợp công nghệ Wimax [3]. Thực tế WiMax hoạt động tương tự WiFi nhưng ở tốc độ cao và khoảng cách lớn hơn rất nhiều cùng với một số lượng lớn người dùng. Một hệ thống WiMax gồm 2 phần [5][35]: Trạm phát: giống như các trạm BTS trong mạng thông tin di động với công suất lớn có thể phủ sóng một vùng rộng tới 8000km2 Trạm thu: có thể là các anten nhỏ như các Card mạng cắm vào hoặc được thiết lập sẵn trên Mainboard bên trong các máy tính, theo cách mà WiFi vẫn dùng  Hình 1.1: Wimax network architecture  Hình 1.2: Mô hình truyền thông của Wimax . Các trạm phát BTS được kết nối tới mạng Internet thông qua các đường truyền tốc độ cao dành riêng hoặc có thể được nối tới một BTS khác như một trạm trung chuyển bằng đường truyền thẳng (line of sight), và chính vì vậy WiMax có thể phủ sóng đến những vùng rất xa. Các anten thu/phát có thể trao đổi thông tin với nhau qua các tia sóng truyền thẳng hoặc các tia phản xạ. Trong trường hợp truyền thẳng, các anten được đặt cố định trên các điểm cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn định và tốc độ truyền có thể đạt tối đa. Băng tần sử dụng có thể dùng ở tần số cao đến 66GHz vì ở tần số này tín hiệu ít bị giao thoa với các kênh tín hiệu khác và băng thông sử dụng cũng lớn hơn. Đối với trường hợp tia phản xạ, WiMax sử dụng băng tần thấp hơn, 2-11GHz, tương tự như ở WiFi, ở tần số thấp tín hiệu dễ dàng vượt qua các vật cản, có thể phản xạ, nhiễu xạ, uốn cong, vòng qua các vật thể để đến đích. Một số đặc điểm của Wimax: Wimax đã được tiêu chuẩn hoá theo chuẩn IEEE 802.16. Hệ thống Wimax là hệ thống đa truy cập không dây sử dụng công nghệ OFDMA có các đặc điểm sau: [5][35] Khoảng cách giữa trạm thu và phát có thể từ 30Km tới 50Km. Tốc độ truyền có thể thay đổi, có thể lên tới 70Mbit/s Hoạt động trong cả hai môi trường truyền dẫn: đường truyền tầm nhìn thẳng LOS và đường truyền bị che khuất NLOS. Dải tần làm việc từ 2-11GHz và từ 10-66GHz Độ rộng băng tần của WiMax từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thành nhiều băng con 1,75MHz. Mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nữa nhờ công nghệ OFDM, cho phép nhiều thuê bao có thể truy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt để đảm bảo tối ưu hiệu quả sử dụng băng tần. Cho phép sử dụng cả hai công nghệ TDD và FDD cho việc phân chia truyền dẫn của hướng lên (uplink) và hướng xuống (downlink). Trong cơ chế TDD, khung đường xuống và đường lên chia sẻ một tần số nhưng tách biệt về mặt thời gian. Trong FDD, truyền tải các khung đường xuống và đường lên diễn ra cùng một thời điểm, nhưng tại các tần số khác nhau. Về cấu trúc phân lớp, hệ thống WiMax được phân chia thành 4 lớp : Lớp con hội tụ (Convergence) làm nhiệm vụ giao diện giữa lớp đa truy nhập và các lớp trên, lớp điều khiển đa truy nhập (MAC layer), lớp truyền dẫn (Transmission) và lớp vật lý (Physical). Các lớp này tương đương với hai lớp dưới của mô hình OSI và được tiêu chuẩn hoá để có thể giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên như mô tả ở hình dưới đây[35].  Hình 1.3: Mô hình phân lớp trong hệ thống WiMax so sánh với OSI 1.1.2. Cấu hình mạng trong Wimax Công nghệ Wimax hỗ trợ mạng PMP và một dạng của cấu hình mạng phân tán là mạng lưới MESH [5]. 1.1.2.1. Cấu hình mạng điểm- đa điểm (PMP) PMP là một mạng truy nhập với một hoặc nhiều BS có công suất lớn và nhiều SS nhỏ hơn. Người dùng có thể ngay lập tức truy nhập mạng chỉ sau khi lắp đặt thiết bị người dùng. SS có thể sử dụng các anten tính hướng đến các BS, ở các BS có thể có nhiều anten có hướng tác dụng theo mọi hướng hay một cung [5]. Với cấu hình này trạm gốc BS là điểm trung tâm cho các trạm thuê bao SS. Ở hướng DL có thể là quảng bá, đa điểm hay đơn điểm. Kết nối của một SS đến BS được đặc trưng qua nhận dạng kết nối CID [5].  Hình 1.4: Cấu hình điểm-đa điểm (PMP) 1.1.2.2. Cấu hình mắt lưới MESH Với cấu hình này SS có thể liên lạc trực tiếp với nhau. Trạm gốc Mesh BS kết nối với một mạng ở bên ngoài mạng MESH [5]. Kiểu MESH khác PMP là trong kiểu PMP các SS chỉ liên hệ với BS và tất cả lưu lượng đi qua BS trong khi trong kiểu MESH tất cả các node có thể liên lạc với mỗi node khác một cách trực tiếp hoặc bằng định tuyến nhiều bước thông qua các SS khác. Một hệ thống với truy nhập đến một kết nối backhaul được gọi là Mesh BS, trong khi các hệ thống còn lại được gọi là Mesh SS. Dù cho MESH có một hệ thống được gọi là Mesh BS, hệ thống này cũng phải phối hợp quảng bá với các node khác.  Hình 1.5: Cấu hình mắt lưới MESH . Backhaul là các anten điểm-điểm được dùng để kết nối các BS được định vị qua khoảng cách xa. Một mạng MESH có thể sử dụng hai loại lập lịch quảng bá: Với kiểu lập lịch phân tán, các hệ thống trong phạm vi 2 bước của mỗi cell khác nhau chia sẻ cách lập lịch và hợp tác để đảm bảo tránh xung đột và chấp nhận tài nguyên. MESH lập lịch tập trung dựa vào Mesh BS để tập hợp các yêu cầu tài nguyên từ các Mesh SS trong một dải bất kì và phân phối các yêu cầu này với khả năng cụ thể. Khả năng này được chia sẻ với các Mesh SS khác mà dữ liệu của người dùng được chuyển tiếp thông qua các Mesh SS đó trao đổi với Mesh BS. Trong kiểu MESH, phân loại QoS được thực hiện trên nền tảng từng gói hơn là được kết hợp với các liên kết như trong kiểu PMP. Do đó chỉ có một liên kết giữa giữa hai node Mesh liên lạc với nhau [5]. . 1.2. Giới thiệu về các chuẩn Wimax Kĩ thuật IEEE 802.16 BWA, với đích hướng tới truy nhập vi ba tương thích toàn cầu để cung cấp một giải pháp BWA chuẩn. Ủy ban chuẩn IEEE đã tiến hành nghiên cứu về nhóm chuẩn 802.16 từ năm 1999, chuẩn bị cho việc phát triển các mạng MAN không dây toàn cầu, thường được gọi là WirelessMAN. Nhóm chuẩn IEEE 802.16, là một khối chuẩn của Ủy ban các chuẩn IEEE 802 LAN/MAN, chịu trách nhiệm về các đặc điểm kĩ thuật của nhóm chuẩn 802.16. Wimax Forum, được thành lập vào năm 2003, với mục đích xúc tiến việc thương mại hóa IEEE 802.16 và MAN vô tuyến hiệu năng cao của viện chuẩn truyền thông Châu Âu. Đặc biệt, IEEE 802.16 còn tiếp tục đưa ra các giải pháp và mở rộng dung lượng để hỗ trợ tài nguyên và phát triển Wimax. Hệ thống IEEE 802.16e được gọi là Mobile Wimax, đây là chuẩn mà có thêm các người sử dụng di động vào trong hệ thống IEEE 802.16 ban đầu [2]. Sau đây là một vài chuẩn IEEE 802.16 cụ thể: Chuẩn 802.16d-2004 Chuẩn 802.16e-2005 Một số chuẩn khác:802.16f, 802.16g, 802.16h, 802.16i, 802.16j, 802.16k  Hình 1.6: IEEE 802.16 Wimax . 1.2.1. Một số chuẩn Wimax đầu tiên Wimax là một công nghệ truy nhập không dây băng rộng mà hỗ trợ truy nhập cố định, lưu trú, xách tay và di động. Để có thể phù hợp với các kiểu truy nhập khác nhau, hai phiên bản chuẩn dùng Wimax đã được đưa ra. Phiên bản đầu tiên IEEE 802.16d-2004 sử dụng OFDM, tối ưu hóa truy nhập cố định và lưu trú. Phiên bản hai IEEE 802.16e-2005 sử dụng SOFDMA hỗ trợ khả năng xách tay và tính di động [4][19].  Bảng 1.1: Các kiểu truy nhập trong Wimax . Chuẩn đầu tiên của Wimax Forum CERTIFIED được áp dụng vào cuối năm 2005 và sẽ là chuẩn cho các dịch vụ băng rộng không dây trên nền IP đầu tiên cho cả truy nhập cố định và bán cố định cho các ứng dụng PTP và MTP. Hỗ trợ cho tính di chuyển và di động sẽ đưa ra sau đó trong một chương trình chứng nhận riêng. Wimax Forum chứng nhận chuẩn đầu tiên hỗ trợ tính di động vào đầu năm 2007, các mạng đầu tiên sẽ được triển khai ngay trong năm này.[4] Trong đó, OFDM thêm đặc điểm trực giao vào FDM đa sóng mang. Trực giao nghĩa là không gây ra nhiễu lên nhau. Trong OFDM các sóng mang con được thiết kế để trực giao. Điều này cho phép các sóng mang con chồng lên nhau và tiết kiệm băng tần. Do đó, OFDM đạt được cả tốc độ dữ liệu cao và hiệu suất trải phổ cao. OFDMA cho phép nhiều người dùng truy nhập các sóng mang con cùng một lúc. Ở mỗi đơn vị thời gian, tất cả các người dùng có thể truy nhập. Việc ấn định các sóng mang con cho một người dùng có thể thay đổi ở mỗi đơn vị thời gian. Trong OFDM-TDMA và OFDMA, số lượng sóng mang con thường được giữ bằng nhau với phổ có sẵn. Số sóng mang con không thay đổi dẫn đến không gian sóng mang con thay đổi trong các hệ thống khác nhau. Điều này làm cho việc chuyển giao giữa các hệ thống gặp khó khăn. Ngoài ra, mỗi hệ thống cần một thiết kế riêng và chi phí cao.OFDMA theo tỉ lệ (-SOFDMA) giải quyết các vấn đề này bằng cách giữ cho không gian sóng mang con không thay đổi. Nói cách khác, số sóng mang con có thể tăng hoặc giảm với những thay đổi trong một băng tần cho trước. Ví dụ, nếu một băng tần 5MHz được chia thành 512 sóng mang con, một băng tần 10MHz sẽ được chia thành 1024 sóng mang con [5]. 

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docNhom 3 D05VT2 Ma hoa bao mat trong Wimax.doc
  • pdfBao mat va ket noi di dong cua WiMAX1_2.pdf