Đề tài TÌM HIỂU VỀ WiMAX 802.16m

WiMAX đã được dựng tại nhiều nơi trên thế giới. Chuẩn WiMAX Mobile 802.16e được chấp thuận từ giữa thập kỉ trước, trước cả LTE, và xuất hiện lần đầu tiên trên thế giới tại Mỹ. IEEE 802.16m hay còn có tên gọi WirelessMAN-Advanced hoặc WiMax-2, được phát triển để kế tiếp chuẩn 802.16e, là chuẩn WiMAX Mobile đầu tiên. 802.16m được phát triển trong 4 năm. Năm ngoái, 802.16m đã được ITU (International Telecommunication Union) công nhận là công nghệ 4G thực sự. Đặc tả kỹ thuật của WiMAX 2 được xây dựng trên IEEE 802.16m và kế thừa công nghệ WiMAX (IEEE 802.16e) trước đó bằng cách thêm các tính năng mới mà vẫn đảm bảo khả năng tương thích ngược. Điểm cải thiện nổi bật của WiMAX 2 so với WiMAX thế hệ đầu tiên là tốc độ - tốc độ WiMAX 2 lên đến 300Mbps. Trọng tâm của WiMAX 2 là làm thế nào để có được tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhằm đáp ứng cho tất cả các khách hàng với số lượng người sử dụng ngày một tăng cao. Để tìm hiểu về công nghệ WiMAX 2 (IEEE 802.16m), để thấy được những đặc điểm cải tiến so với 802.16e em đã chọn đề tài “TÌM HIỂ VỂ WiMAX 2 (IEEE 802.16m)”. Đồ án bao gồm ba chương: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ WiMAX giới thiệu tổng quan về WiMAX, mô hình truyền thông WiMAX và các băng thông WiMAX sử dụn trên thế giới và băng thông sư dụng ở Việt Nam. Chương 2: TÌM HIỂU VỀ WiMAX DI ĐỘNG cung cấp các đặc tính kỹ thuật của WiMAX di động, kỹ thuật sử dụng trong WiMAX di động. Chương 3: TỔNG QUAN VỀ WiMAX 2 VÀ NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CẢI TIẾN cung cấp những vấn đề cơ bản về WiMAX 2 và những đặc điểm cái tiến của nó so với 802.16e để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng.

docx90 trang | Chia sẻ: tienduy345 | Lượt xem: 2974 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài TÌM HIỂU VỀ WiMAX 802.16m, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình truyền thông của WiMAX 3 Hình 1.2: Mô hình ứng dụng WiMAX cố định 8 Hình 1.3: Mô hình ứng dụng WiMAX di động 9 Hình 2.1: So sánh giữa FDMA và OFDM 12 Hình 2.2 Ví dụ về sử dụng bốn sóng mang con cho một ký hiệu OFDM 13 Hình 2.3: Phân chia luồng số liệu trong OFDM 15 Hình2.4: Mặt cắt của Cyclic Prefix 15 Hình 2.5: Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu điều chế OFDM 16 Hình 2.6: Miền tần số OFDM 16 Hình 2.7: Mô hình kênh con hóa OFDM 17 Hình 2.8: Cấu trúc sóng mang con OFDMA 18 Hình 2.9: Sự phân bổ pilot và dữ liệu trong các ký hiệu chẵn lẻ 19 Hình 2.10: Cấu trúc tile của UL PUSC 19 Hình 2.11: Tương quan so sánh giữa OFDM và SOFDMA 21 Hình 2.12: So sánh OFDM và OFDMA 22 Hình 2.13: Tuyến lên trong OFDM và OFDMA 23 Hình 2.14: Cấu trúc khung WiMAX OFDMA 25 Hình 2.15: Mô hình điều chế trong 802.16e 26 Hình 2.16: QoS hỗ trợ WiMAX di động 31 Hình 2.17: Các bước kết nối với trạm BS 35 Hình 2.18: Kỹ thuật MIMO 36 Hình 2.19: Chuyển mạch thích ứng cho anten thông minh 39 Hình 2.20: Beam Shaping trong AAS 39 Hình 2.21: MIMO 40 Hình 2.22: Cấu trúc khung đa miền 41 Hình 2.23: Sử dụng lại tần số 41 Hình 2.24: Hỗ trợ MBS nhúng với những vùng WiMAX-MBS di động 43 Hình 3.1 Cấu trúc thời gian của ký hiệu OFDMA 46 Hình 3.2 Cấu trúc khung cơ bản cho kênh băng thông 5MHz, 10MHz và 20 MHz 48 Hình 3.3 Cấu trúc khung với Type-1 FDD AAI subframe 49 Hình 3.4 Cấu trúc khung cho 7 MHz FDD mode (G = 1/8) 50 Hinh 3.5 Cấu trúc khung cho 8,75MHz FDD chế độ (G = 1/8) 50 Hình 3.6 Cấu trúc khung cho chế độ 5/10/20 MHz. 51 Hình 3.7 Cấu trúc khung TDD cho chế độ 7MHz 52 Hình 3.8 Khung TDD cấu hình FDM để hỗ trợ hoạt động WirelessMAN-OFDMA UL 54 Hình 3.9 Khung TDD cấu hình TDM để hỗ trợ hoạt động WirelessMAN-OFDMA UL. 54 Hình 3.10 Khung FDD cấu hình FDD / H-FDD để hỗ trợ hoạt động WirelessMAN-OFDMA (ví dụ, 5 MHz, 10 MHz và 20 MHz với CP Tb 1/8) 55 Hình 3.11 MIMO kiến trúc cho đường xuống của các hệ thống 802.16m. 56 Hình 3.12 SU-MIMO và MU-MIMO 58 Hinh 3.13 Tiếp sóng thông minh bằng các trạm tiếp sóng (Relay Station) 61 Hình 3.14 Mạng WiMAX 2 cho phép telco 2 chọn lựa: cùng tồn tại với 16e hay hoạt động độc lập 61 Hình 3.15 Mô hình tham chiếu của IEEE 802.16. 62 Hình 3.16 Định dạng MAC SDU 63 Hình 3.17 Định dạng MAC PDU 63 Hình 3.18 Chức năng bảo vệ 65 Hình 3.19 ABS bắt đầu thích ứng 67 Hình 3.20 AMS bắt đầu thích ứng 68 Hình 3.21 SU- MIMO 74 Hình3.22 MU-MIMO 74 Hình 3.23 Tiếp sóng thông minh 76 Hình 3.24: 802.16m hỗ trợ băng thông linh hoạt 76 Hình 3.25 Chất lượng VoIP 77 Hình 3.26 Sơ lược tốc độ dữ liệu đỉnh kênh DL 79 Hình 3.27 Sơ lược tốc độ dữ liệu đỉnh kênh UL 79 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Các tham số tỉ lệ OFDMA 21 Bảng 2.2: Các kỹ thuật mã hóa và điều chế được hỗ trợ 26 Bảng 2.3: Tốc độ dữ liệu PHY với các kênh con PUSC trong WiMAX di động 27 Bảng 2.4: Các dịch vụ trong QoS 31 Bảng 2.5: Các tùy chọn của Anten cao cấp 37 Bảng 2.6: Các tốc độ dữ liệu cho các cấu hình SIMO/MIMO 38 Bảng 3.1 Các thông số của OFDMA 47 Bảng 3.2 Đặc điểm quan trọng nhất và yêu cầu hệ thống của tiêu chuẩnWiMAX di động. 57 Bảng 3.3: Hiệu suất hiệu quả quang phổ cho IEEE 802.16m 60 Bảng 3.4 Một số tính năng cải tiến ở lớp vật lý của 802.16m so với 802.16e 72 Bảng 3.5 Các tính năng cải tiến ở lớp MAC của 802.16m so với 802.16e 73 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAI Advanced Ari Inter face AAS Adaptive Antena System Hệ thống anten thích nghi ACK Acknowledge character Ký tự xác nhận ASN.1 Abstract Syntax Notation Ký hiệu cú pháp trừu tượng BE Best Effort Service Dịch vụ tốt nhất BS Base Station Trạm gốc (trạm cơ sở) CMAC Cipher-based Message Authentication Code Bản tin CMAC CID Connection Identifier Kết nối định danh CP DL Down link Đường xuống DL FUSC Sóng mang con sử dụng hoàn toàn ertPS Extended Real Time Polling Service dịch vụ thời gian mở rộng FBSS Fast Base Station Switching chuyển mạch trạm gốc nhanh FDD Frequency division duplex Ghép song cong theo tần số FID Flow Identifier Luồng danh định GMH Generic MAC Heade Tiêu đề MAC chung HARQ Hybird Automatic Repeat reQuest Yêu cầu lặp tự động lai ghép HHO Hard Handoff handoff cứng IE Imformation Element Phần tử thông tin IFFT Inverse fast Fourier transform Biến đổi fuorier nhanh ngược MAC Media Access Control Điề khiểm truy nhập MAC CPS MAC common part sublayer Lớp con phần chung MBS Multicast Broadcast Service Dịch vụ multicas và broadcast MDHO Macro Diversity Handover Chuyển giao phân tập vĩ mô MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vao nhiều đầu ra NACK Negative Acknowledgment Báo nhậ từ chối nrtPS Non Real Time Polling Service dịch vụ không theo thời gian thực OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access Đa truy nhập phân chiatheo tần số trực giao PHY Physical Lớp vật lý PHSI payload header suppression index chỉ số biểu diên tiêu dề tải trọng QoS Quality of service Chất lượng dich vụ RS Relay Station Trạm lặp RTG receive/transmit transition gap Khoảng thời gian quá độ thu phát SFID Service Flow Identifier Dịch vụ luồng định danh. SON Self-Organizing Network Tự tổ chức mạng TLV Type, Length and Value Định dạng TLV TTG transmit/receive transistion gap Khoảng thời gian quá dộ phát thu UGS Unsolicited Grant Scheme Dịch vụ cho phép tự nguyện UL Up link Đường lên VoIP Voice over IP Thoại qua giao thúc IP LỜI NÓI ĐẦU WiMAX đã được dựng tại nhiều nơi trên thế giới. Chuẩn WiMAX Mobile 802.16e được chấp thuận từ giữa thập kỉ trước, trước cả LTE, và xuất hiện lần đầu tiên trên thế giới tại Mỹ. IEEE 802.16m hay còn có tên gọi WirelessMAN-Advanced hoặc WiMax-2, được phát triển để kế tiếp chuẩn 802.16e, là chuẩn WiMAX Mobile đầu tiên. 802.16m được phát triển trong 4 năm. Năm ngoái, 802.16m đã được ITU (International Telecommunication Union) công nhận là công nghệ 4G thực sự. Đặc tả kỹ thuật của WiMAX 2 được xây dựng trên IEEE 802.16m và kế thừa công nghệ WiMAX (IEEE 802.16e) trước đó bằng cách thêm các tính năng mới mà vẫn đảm bảo khả năng tương thích ngược. Điểm cải thiện nổi bật của WiMAX 2 so với WiMAX thế hệ đầu tiên là tốc độ - tốc độ WiMAX 2 lên đến 300Mbps. Trọng tâm của WiMAX 2 là làm thế nào để có được tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhằm đáp ứng cho tất cả các khách hàng với số lượng người sử dụng ngày một tăng cao. Để tìm hiểu về công nghệ WiMAX 2 (IEEE 802.16m), để thấy được những đặc điểm cải tiến so với 802.16e em đã chọn đề tài “TÌM HIỂ VỂ WiMAX 2 (IEEE 802.16m)”. Đồ án bao gồm ba chương: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ WiMAX giới thiệu tổng quan về WiMAX, mô hình truyền thông WiMAX và các băng thông WiMAX sử dụn trên thế giới và băng thông sư dụng ở Việt Nam. Chương 2: TÌM HIỂU VỀ WiMAX DI ĐỘNG cung cấp các đặc tính kỹ thuật của WiMAX di động, kỹ thuật sử dụng trong WiMAX di động. Chương 3: TỔNG QUAN VỀ WiMAX 2 VÀ NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CẢI TIẾN cung cấp những vấn đề cơ bản về WiMAX 2 và những đặc điểm cái tiến của nó so với 802.16e để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Th.S Lê Tùng Hoa và các thầy cô trong khoa điện tử viễn thông học viện Công Nghệ Bưu Chính viễn Thông để hoàn thành đồ án này. Hà Nội, tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Cao Cường CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WiMAX 1.1. Giới thiệu về WiMAX Wimax tên viết tắt của (Worldwide Interoperability for Microwave Access- Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba), là công nghệ dựa trên cơ sở tiêu chuẩn kỹ thuật IEEE 802.16-2004. Tiêu chuẩn này do hai tổ chức quốc tế đưa ra: Tổ công tác 802.16 trong ban tiêu chuẩn IEEE 802, và Diễn đàn WiMAX. Tổ chức phi lợi nhuận WiMAX bao gồm các công ty sản xuất thiết bị và linh kiện truyền thông hàng đầu thế giới đang nỗ lực thúc đẩy và xác nhận tính tương thích và khả năng hoạt động tương tác của thiết bị truy cập không dây băng thông rộng tuân theo chuẩn kỹ thuật IEEE 802.16 và tăng tốc độ triển khai truy cập không dây băng thông rộng trên toàn cầu. Do đó các chuẩn 802.16 thường được biết đến với cái tên WiMAX. Chuẩn IEEE 802.16 đầu tiên được hoàn thành năm 2001 và công bố vào năm 2002 thực sự đã đem đến một cuộc cách mạng mới cho mạng truy cập không dây. Nếu như Wireless LAN đuợc phát triển để cung cấp dịch vụ truy nhập Internet cho mạng LAN không dây, nâng cao tính linh hoạt của truy nhập Internet cho những vùng tập trung đông dân cư trong những phạm vi hẹp thì với WiMAX ngoài khả năng cung cấp dịch vụ ở vùng đô thị nó còn giải quyết được những vấn đề khó khăn trong việc cung cấp dịch vụ Internet cho những vùng thưa dân, ở những khoảng cách xa mà công nghệ xDSL sử dụng dây đồng không thể đạt tới. WiMAX cũng là một sự phát triển kế tiếp từ dịch vụ cung cấp băng thông giữa LAN nâng cấp lên mạng WAN. WiMAX sử dụng chuẩn kết nối 802.16 có nhiều đặc điểm nổi trội hơn về tốc độ, phạm vi phủ sóng so với chuẩn kết nối không dây hiện nay là 802.11. Không giống như chuẩn 802.11 chỉ có thể phủ sóng trong một khu vực nhỏ, WiMAX có thể phủ sóng một vùng rộng tới 50 km với tốc độ lên đến 70Mbps. WiMAX cung cấp truy nhập băng rộng không dây cố định theo hai phương pháp điểm - điểm (Point to Point ) hoặc điểm - đa điểm (Point to multipoint). Một hệ thống WiMax gồm hai phần: -Trạm phát: giống như các trạm BTS trong mạng thông tin di động với công suất lớn có thể phủ sóng tới một vùng rộng tới 8000km2. -Trạm thu: Có thể là các anten nhỏ như các thẻ (Card) mạng cắm vào hoặc được thiết lập sẵn trên Mainboard bên trong các máy tính, theo cách mà WiFi vẫn dùng. 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 LOS (Line of Sigh) và chính vì vậy WiMAX có thể phủ sóng tới những vùng rất xa. Các anten thu/phát có thể trao đổi thông tin với nhau qua các tia sóng truyền thẳng hoặc là 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 dựng 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. WiMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định, nomadic (người sử dụng có thể di chuyển nhưng cố định trong lúc kết nối), mang xách được (người sử dụng có thể di chuyển với tốc độ đi bộ) và cuối cùng là di động mà không cần thiết ở trong Tầm nhìn thẳng (Line-of-Sight) trực tiếp tới một trạm gốc. Hiện tại công nghệ WiMAX đang được kết hợp vào trong các máy tính xách tay và các PDA. Hình 1.1: Mô hình truyền thông của WiMAX 1.2. Băng tần cho WiMAX Các băng được WiMAX Forum tập trung xem xét và vận động cơ quan quản lý tần số các nước phân bổ cho WiMAX là: -Băng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz): Băng 3.5Ghz là băng tần đó được nhiều nước phân bổ cho hệ thống truy cập không dây cố định (Fixed Wireless Access – FWA) hoặc cho hệ thống truy cập không dây băng rộng (WBA). WiMax cũng được xem là một công nghệ WBA nên có thể sử dụng băng tần này cho WiMAX. Vì vậy, WiMAX Forum đã thống nhất lựa chọn băng tần này cho WiMAX. Các hệ thống WiMax ở băng tần này sử dụng chuẩn 802.16-2004 để cung cấp các ứng dụng cố định và nomadic, độ rộng phân kênh là 3.5MHz hoặc 7MHz, chế độ song công TDD hoặc FDD. Đối với Việt Nam, do băng tần này được ưu tiên dành cho hệ thống vệ tinh Vinasat nên hiện tại không thể triển khai cho WiMAX. -Băng 3600-3800MHz: Băng 3600-3800MHz được một số nước châu Âu xem xét để cấp cho WBA. Tuy nhiên, do một phần băng tần này (từ 3.7-3.8GHz) đang được nhiều hệ thống vệ tinh viễn thông sử dụng (đường xuống băng C), đặc biệt là ở khu vực châu Á, nên ít khả năng băng tần này sẽ được chấp nhận cho WiMAX ở châu Á. -Băng 3300-3400MHz (băng 3.3GHz): Băng tần này đó được phân bổ ở Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam đang xem xét phân bổ chính thức. Chuẩn WiMAX áp dụng ở băng tần này tương tự như với băng 3.5GHz, đó là WiMax cố định, chế độ song công FDD hoặc TDD, độ rộng kênh 3.5MHz hoặc 7MHz. -Băng 2500-2690MHz (băng 2.5 GHz): Băng tần này là băng tần được WiMAX Forum ưu tiên lựa chọn cho WiMax di động theo chuẩn 802.16-2005. Có hai lý do cho sự lựa chọn này. Thứ nhất, so với các băng trên 3GHz điều kiện truyền sóng của băng tần này thích hợp cho các ứng dụng di động. Thứ hai là khả năng băng tần này sẽ được nhiều nước cho phép sử dụng WBA bao gồm cả WiMAX. WiMax ở băng tần này có độ rộng kênh là 5MHz, chế độ song công TDD, FDD. Quy hoạch phổ vô tuyến điện quốc gia được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cuối năm 2005 đã quy định băng tần 2500-2690 MHz sẽ được sử dụng cho các hệ thống thông tin di động thế hệ mới, không triển khai thêm các thiết bị khác trong băng tần này. Vì vậy, có thể hiểu công nghệ WiMAX di động cũng là một đối tượng của quy định này, nhưng băng tần này sẽ được sử dụng cho loại hình công nghệ cụ thể nào vẫn còn để mở. -Băng 2300-2400MHz (băng 2.3 GHz): Băng 2.3GHz cũng có đặc tính truyền sóng tương tự như băng 2.5GHz nên là băng tần được WiMAX Forum xem xét cho WiMAX di động. Hiện có một số nước phân bổ băng tần này cho WBA như Hàn Quốc (triển khai WiBro), Úc, Mỹ, Canada, Singapore. Đối với Việt Nam, đây cũng là một băng tần có khả năng sẽ được sử dụng để triển khai WBA/WiMAX. - Băng 5725-5850MHz (băng 5.8 GHz): Băng tần này được WiMAX Forum quan tâm vì đây là băng tần được nhiều nước cho phép sử dụng không cần cấp phép và với công suất tới cao hơn so với các đoạn băng tần khác trong dải 5GHz (5125-5250MHz, 5250-5350MHz), vốn thường được sử dụng cho các ứng dụng trong nhà. Theo WiMAX Forum thì băng tần này thích hợp để triển khai WiMAX cố định, độ rộng phân kênh là 10MHz, phương thức song công được sử dụng là TDD, không có FDD. Băng dưới 1GHz: Với các tần số càng thấp, sóng vô tuyến truyền lan càng xa, số trạm gốc cần sử dụng càng ít, tức mức đầu tư cho hệ thống thấp đi. Vì vậy, WiMAX Forum cũng đang xem xét khả năng sử dụng các băng tần dưới 1GHz, đặc biệt là băng 700-800MHz. Hiện nay, một số nước đang thực hiện việc chuyển đổi từ truyền hình tương tự sang truyền hình số, nên sẽ giải phúng được một phần phổ tần sử dụng cho WBA/WiMAX. Với Việt Nam, do đặc điểm có rất nhiều đài truyền hình địa phương nên các kênh trong giải 470-806MHz dành cho truyền hình được sử dụng dày đặc cho các hệ thống truyền hình tương tự. 1.3 Các chuẩn WiMAX Ban đầu chuẩn IEEE 16 chỉ có một sự đặc tả lớp MAC. Sau một loạt những nghiên cứu đã đưa thêm vào nhiều sự khác biệt về những đặc tả lớp vật lý (PHY) như những sự chỉ định trải phổ mới, cả cấp phép và không cấp phép, đã trở nên có giá trị. Dưới đây trình bày bản tóm tắt ngắn gọn các chuẩn 802.16 tiêu biểu, về những sự mở rộng khác nhau và các dải tần của họ chuẩn IEEE 802.16. 1.3.1 IEEE 802.16 - 2001 Những đặc tả ban đầu của chuẩn IEEE 802.16 đã định nghĩa lớp MAC và PHY có khả năng cung cấp truy nhập băng rộng không dây cố định (Fixed Wireless Access) theo mô hình điểm - điểm và điểm - đa điểm. Chuẩn này được mở rộng hỗ trợ giao diện không gian cho những tần số trong băng tần 10 – 66 GHz. Với phương pháp điều chế đơn sóng mang 802.16 hỗ trợ cả hai phương pháp song công phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplexing) hay phân chia theo tần số FDD (Frequency Division Duplexing). Trạm thuê bao (Subscriber Stations - SS) có thể thương lượng về độ rộng dải tần được cấp phát trong một burst to - burst cơ bản, cung cấp một lịch truy nhập mềm dẻo. Các phương pháp điều chế được định nghĩa bao gồm: PSK, 16-QAM và 64-QAM. Chúng có thể thay đổi từ khung (frame) này tới khung khác, hay từ SS này tới SS khác tuỳ thuộc vào tình trạng của kết nối. Khả năng thay đổi phương pháp điều chế và phương pháp sửa lỗi không lần ngược FEC (forward error correction) theo các điều kiện truyền dẫn hiện thời cho phép mạng thích ứng nhanh chóng với điều kiện thời tiết, như fading do mưa. 1.3.2 IEEE 802.16a-2003 Năm 2003, IEEE đưa ra chuẩn không dây 802.16a để cung cấp khả năng truy cập băng rộng không dây ở đầu cuối và điểm kết nối bằng băng tần 2-11 GHz với khoảng cách kết nối tối đa có thể đạt tới 50 km trong trường hợp kết nối điểm điểm và 7-10 km trong trường hợp kết nối từ điểm- đa điểm. Tốc độ truy nhập có thể đạt tới 70 Mbps. Cho phép kết nối mà không cần thoả mãn điều kiện tầm nhìn thẳng, tránh được tác động của các vật cản trên đường truyền như cây cối, nhà cửa. IEEE 802.16a bao gồm cả đặc tả lớp PHY và cải tiến lớp MAC cho khả năng truyền dẫn đa đường và giảm tối đa nhiễu. Các đặc tính được thêm vào cho phép sử dụng kỹ thuật quản lý năng lượng cao cấp hơn, và dăy anten thích ứng. Phương pháp dồn kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM) cung cấp thêm một sự lựa chọn cho phương pháp điều chế đơn sóng mang. Để cung cấp một kỹ thuật giảm thiểu can nhiễu trong các mạng không dây hiện nay, IEEE 802.16a cũng định nghĩa thêm phương pháp điều chế đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) trong phạm vi dải tần 2 - 11 GHz. Vấn đề bảo mật cũng được cải tiến, với rất nhiều đặc trưng lớp con riêng biệt được đưa thêm vào. IEEE 802.16a cũng đưa thêm các tuỳ chọn hỗ trợ cho mạng Mesh, ở những nơi mà lưu lượng có thể được định tuyến từ SS tới SS. Đây là sự thay đổi từ chế độ PMP, khi mà lưu lượng chỉ được phép truyền giữa BS và SS. 1.3.3 IEEE 802.16c-2002 Chuẩn IEEE 802.16c được đưa ra vào tháng 9/2002. Bản cập nhật đã sửa một số lỗi và sự mâu thuẫn trong bản tiêu chuẩn ban đầu và thêm vào một số profiles hệ thống chi tiết cho dẩi tần 10 – 66 GHz. 1.3.4 IEEE 802.16-2004 IEEE 802.16-2004 thường được gọi với tên 802.16-REVd. Chuẩn này được hình thành dựa trên sự tích hợp các chuẩn 802.16-2001, 802.16a, 802.16c. Chuẩn mới này đã được phát triển thành một tập các đặc tả hệ thống có tên là IEEE 802.16-REVd, nhưng đủ toàn diện để phân loại như là một sự kế thừa hoàn chỉnh chuẩn IEEE 802.16 ban đầu.Sử dụng kỹ thuật ghép kênh OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) hỗ trợ truy nhập cố định và nomadic trong môi trường LOS (Line of Sight) và NLOS (Non Line of Sight). WiMAX Forum đưa ra băng tần 3.5 GHz và 5.8 GHz cho 802.16-2004 WiMAX. 1.3.5 IEEE 802.16e và các chuẩn mở rộng. Đây là phiên bản phát triển dựa trên việc nâng cấp 802.16-2004 nhằm hỗ trợ thêm cho các dịch vụ di động. Sử dụng kỹ thuật đa truy nhập SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access), kỹ thuật điều chế đa sóng mang sử dụng kênh phụ. WiMAX Forum đưa ra băng tần sử dụng cho 802.16e là 2.3GHz, 2.5GHz và 3,5GHz. Phiên bản đầu tiên 802.16a có triển vọng được sử dụng trong các kết nối không dây cố định thì các phiên bản kế tiếp 802.16 e,f,g.....được dự kiến cung cấp kết nối cho các thiết bị di động - máy tính xách tay và điện thoại di động. Người ta cho rằng công nghệ này sẽ cạnh tranh với xDSL, cáp và UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) hoặc các chuẩn điện thoại di động thế hệ thứ ba. 1.4 Mô hình ứng dụng WiMAX: Tiêu chuẩn IEEE 802.16 đề xuất 2 mô hình ứng dụng: Mô hình ứng dụng cố định. Mô hình ứng dụng di động. 1.4.1 Mô hình ứng dụng cố định (Fixed WiMAX): Hình 1.2: Mô hình ứng dụng WiMAX cố định Mô hình cố định sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE.802.16-2004. Tiêu chuẩn này gọi là “không dây cố định” vì thiết bị thông tin làm việc với các anten đặt cố định tại nhà các thuê bao. Anten đặt trên nóc nhà hoặc trên cột tháp tương tự như chảo thông tin vệ tinh. Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tất nhiên tín hiệu thu không khỏe bằng anten ngoài trời. Băng tần công tác (theo quy định và phân bổ của quốc gia) trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz. Độ rộng băng tầng là 3,5MHz. Trong mạng cố định, WiMAX thực hiện cách tiếp nối không dây đến các modem cáp, đến các đô