MỞ ĐẦU ¡ thiệu Wimax là một trong những công nghệ không đây băng rộng đang được nghiên cứu, thử nghiệm và triển khai trên thể giới cũng như Việt Nam. Cùng với công nghệ LTE (Long Term Evolution), là những công nghệ băng rộng, dựa trên nên táng IP nhận được nhiều sự quan tâm, đây là hai ứng viên chỉnh cho mạng không đây thế hệ mới, hứa hẹn tạo nền thế giới không dây băng rộng tốc độ cao phủ khắp moi no. Vai sy kết hợp cả hai xu hướng trong lĩnh vực công nghệ mạng viễn thông hiện đại là xu hướng băng rộng và xu hướng không dây, Wimax cung cắp khả năng tụ Internet bằng thông rộng tốc độ cao qua liên kết không dây, Với nhiều ưu điểm như tốc độ truyền dẫn cao, phạm vi phủ sóng réng. Wimax được xem là một giải pháp hiệu quả cho việc kết nói không đây băng rộng cho những người dừng gia đình, khu tập thể, toa nha cao ting và tạo ra những diễm truy cập nóng (hotspor) dé kết nỗi không đây ở những nơi công cộng như san bay, nba ga, trường học và những, địa điểm công đồng khác.
Mục tiêu và phạm vỉ nghiên cứu Cũng như mệt sể công nghệ mạng không đây khác, ứng dụng của Wimax van con có nhiều vẫn đề phái giải quyết, trong đỏ có vẫn đề mở rộng phạm vi phủ sóng bằng cách đặt các trạm chuyển tiếp (Relay Station - RS). Việc nghiên cứu vẫn. để đặt các am chuyển tiếp trong mạng không, dây băng rộng thế hệ mới là một giải pháp rnang tính cạnh tranh để nâng cao dung lượng hệ thông cũng như mở rộng, vùng phủ sóng, là một giải pháp có thể áp đụng để nâng cao hiệu ning mang, Với mong muốn tìm hiểu về Wimax và để bước đầu có những nghiên cứu về Đài toàn đặt vị tri tram chuyển tiếp trong phạm vi công nghệ nảy, chúng tôi nghiên. cứu để tải: “Tối tru vị trí đặt trạm chuyên tiếp trong mạng không đây băng rộng thể Thể mới”.
mt chuyén tiép trong mang khéng ving gu HH Trong khuôn khổ luận văn. phạm vi nghiên cửu sẽ tập trang vào bài toán tối sưu vị trí đặt trạm chuyển tiếp trong mạng không dây băng rộng Wimax dựa trên chuẩn relay 802.16j để nâng cao dung lượng hệ thẳng và mở rộng ving phủ sóng, của mạng, Bai toan nay có nhiều tham sé ảnh hưởng đến quả trình giải quyết, tuy nhiên. trong phạm vị luận vần này, chúng tôi tập trung vào đạng phái biểu của nó rửư sau: Cho vị trí và nhụ cầu lưu lượng của các trạm thuê bao, biết trước các vị trí btu han của các vị trí tiêm năng (thích hợp) cho việc triển khai trạm chuyễn tiếp, tổng số Đăng thông phân phối cho cell, công suất truyền tãi của trạm cơ sở và trạm chuyển tiếp, bài toàn đặt ra là tối đa hóa dưng lượng cell bằng cách triển khai một tập hợp số lượng có định các trạm chuyến tiếp trên các vị trí tiểm năng để phân phối băng, thông thỏa mãn yêu cầu của các trạm thuê bao đó. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cúu là phương pháp mô hình hóa vấn để dưới đạng bài toán qui hoạch tuyên tính (Linear Prograrnming).
Sau dó sử dụng công cy CPLEX của IBM để giải quyết, kết hợp với nghiên cứu thử nghiệm thuat gidi heuristic cho bai toán đặt ra. Cụ thể, để giái quyết bài toán tối ưu trên, chủng tôi sẽ nghiên cứu tìm hiểu mô hình hỏa vấn đề vị trí đặt trạm chuyến tiếp, cài đặt thiết ê chương trinh, thử nghiệm giải quyết ván dé bằng công cụ CPLEX và thử nghiệm thuật giải heuristic để giải quyết vẫn đề thời gian tỉnh toán khi sử dụng các công cự tối ưu. Tóm tắt kết quả Tim hiểu khai quat vé Wimax va chuẩn Relay Wimax 802. 16j Tim hiểu các phương pháp giải quyết vấn đề chính là bải toản đặt vị trí trạm.
chuyển tiếp trong mạng không đây băng rộng Wimax dựa trên chuẩn 802 lối [2. Trên cơ sở các tùn hiểu và kháo sát các phương pháp đó, chúng tôi đã thữ nghiệm áp dụng mô hình hóa van dé ii uu vi trí đặt trạm chuyên tiếp, cải đái vá. 2 MMO Multiple Tapul Muluple Outpul-Nhiéu dau vào nhiều đầu ra MINTP Tài todn 161 uu dill vi G7 RS phi tuydn MMR ‘Mobile Multihep Relay MR Multihop Relay-Relay đa bước nhãy MS Mobile Station-Tram di déng NLOS None Line Of Sight-Duong truyền che khuất NRS Nomadic RS-RS lưu động bay di trú OFDM Orthogonal Frequeney Division Mulliplexing-Ghep kênh phan chia theo tân số trực giao Orthogonal Frequency Division Multiple Access-Ða truy nhập OFDMA | lận ha theotănsốtrựegiao , mu OST Open Systems Interconnection-Hé théng két néi mé PDU Protocol Data Unit-Don vi dữ liệu giao thức PHY Physical-T.dp vat ly PKM Privacy Key Management-Giao thite quan ly khéa PMP Point-Multi Pomt-Diém-da diém QAM Quadrature Amplitude Modulation- Điều chế biên độ cầu phương QHTT Qui hoạch tuyến tính QPSK Quadrature Phase Shift Keying- Khoa chuyén pha cu phuong Relay Chuyên tiếp RS —Relay Station- Trạm Relay-Tram chuyên tiếp SẠP Service Access Point-Diém truy nhập địch vụ SDU Service Data Unit-Don vi dich vu dit ligu SINR Signal Lo Interference plus Noise Ratio-Tÿ số tín liệu trên nhiều cộng tạp âm. SNR Signal to Noise Ratio-Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SOFDMA | Sealable OFDMA-OFDMA týlệ SS Subscriber Slalion-Tram thud bao TDD Time Division Duplexmg-Ghép kénh phan chia theo thoi gian Wimax Worldwide Interoperability for Miorowave Aooess-Khá năng khai thắc liên mạng toàn cau với truy gập vì ba WLAN Wircloss Local Arca NeIworks-Mang LAN không dây WMAN Wireless Metropolitan Area Networks-Mang MAN khéng day vi Danh mục các hình vẽ đồ thị Tình 1: Câu trúc phân lớp của Wimax Hinh 2: Các chuẩn cơ bản eta Wimax, Tĩnh 3: Mô hình Wimax.
THình 4: Câu hình điểm-đa điểm. Hình 5: Câu hình mắt lưới MESH Hình 6: Mô hình tham chiêu của 802.16 Tình 7: Ví dụ các trạm rclay trong 1 ccll,. cà sec cscee Tình 8: Chuẩn 802. Hình 9: Topology của 1 mạng 802.
Hình 10: Mô hình kết nỗi BS-RS-SS-UT. Hinh 11: Mô hình triển khai RS cho hạ tẳng cổ định. Hình 13: Mô hình phủ sóng trong 1 tòa nhà. Tình 13: Mô hình phủ sóng tan thời.
- Hình 14: Mô hình phủ sóng trên một số thiết bị đi động, Hình 15: Mô hinh relay cooperation. L1ình 16: Mô hình kênh truyền qua relay 3 nút BC/MAC. Tĩnh 17: Kiến trúc mạng 802.16j dựa trên relay. se Tĩnh 18: Mô hình kênh truyền relay 3 nađe Hình 19: So sánh tốc độ cho rút đích trong 2 chế độ truyền trục tiếp và cooperative relay sit dung RS Hinh 20: Vi trí đặt trạm RS và tÿ lê tốc độ truyền qua relay và wuyén Tlinh 21: 88 mong RS va dục lượng C C trong kich banI CPLEX a we Won Tlinh 22: Số lượng R5 và dụng lượng C theo thuật giải Heuristic Hinh 23: Tim kiếm nhóm CP„ phủ hợp cho S5,.
a viii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết Lt AAS ‘Adaptive Antenna System-Hé théng anten thich tmp AF Amplify and Forward-Khuyéch dai và chayén tiép ARQ Automalic Repeal RequosL-¥éu cau lip lại tự động ATM Asynchronous Transfer Mode-Phuong thie chuyén tai khong đông bộ BPSK Binary Phase Shi1 Keying-Khóa dịch pha ri phân BS Base Station-Tram gde BIS Base Transceiver Station-Tram thu phat g6c BWA Broadband Wireless Access-I'ruy cp khéng day bing réng cp Connection [Dentifier-Nhan dang két ndi cP Candidate Position-Vi tr thich hop CPE Customer Promises Equipment-Thél bi truy cập từ khách hàng CPS Common Part Sublayer-Lop con phan chung CRE Cyclic Redundancy Check-Kiém tra dé du vong tuan hoan cs Convergence Sublayer-Lop con héi tu CTC Concatenated Turbo Code-Ma& Turbo xoắn DF Decode and Forward-Giai mã và chuyển tiếp Themot Chuẩn TEER 802.3 FDD Frequency Division Duplexing-Ghép kénh phan chia theo tan sé FEC Forward Exror Correct-Hiéu chính lỗi trước LET Fast Vourier Transform-Bién déi Mourier nhanh TRS Tixed RS-RS cễ định ID 1Dentiier-Đinh đanh THER Toslilute of Flevirical and Blectromie Eugineers LAN Local Arca Networks-Mang cuc bd LOS Line Of Sight-Dudng tuyén tim nhìn thẳng LY Long Term Livolution MAC Media Access Control-Diéu khién truy nhap da phuong tién MAN Metropolitan Area Networks-Mang ving thanh thi MESH Mạng mất lưới MILP Đài toán tôi ưu dặt vị trí R8 tuyển tính 3. Thiết kế chương trình-thử nghiệm giải bài toán đặt vị trí ram chuyển 45 tiếp sử dụng công cụ CPLEX: 3. Nghiên cứu thuật giải Heuristie giải bài toán đặt vị trí trạm chuyên 48 tiếp Chương4 KẾT QUÁ VÀ BẢN LUẬN. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm CPLEX.2, Kết quả nghiên cửu thử nghiệm thuật giải Heurisfic.
So sánh và đánh giá. - 58 KET LUAN VÀ KIÊN NGHỊ - - 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ,. cu nh annie ÖÒ 62 MMO Multiple Tapul Muluple Outpul-Nhiéu dau vào nhiều đầu ra MINTP Tài todn 161 uu dill vi G7 RS phi tuydn MMR ‘Mobile Multihep Relay MR Multihop Relay-Relay đa bước nhãy MS Mobile Station-Tram di déng NLOS None Line Of Sight-Duong truyền che khuất NRS Nomadic RS-RS lưu động bay di trú OFDM Orthogonal Frequeney Division Mulliplexing-Ghep kênh phan chia theo tân số trực giao Orthogonal Frequency Division Multiple Access-Ða truy nhập OFDMA | lận ha theotănsốtrựegiao , mu OST Open Systems Interconnection-Hé théng két néi mé PDU Protocol Data Unit-Don vi dữ liệu giao thức PHY Physical-T.dp vat ly PKM Privacy Key Management-Giao thite quan ly khéa PMP Point-Multi Pomt-Diém-da diém QAM Quadrature Amplitude Modulation- Điều chế biên độ cầu phương QHTT Qui hoạch tuyến tính QPSK Quadrature Phase Shift Keying- Khoa chuyén pha cu phuong Relay Chuyên tiếp RS —Relay Station- Trạm Relay-Tram chuyên tiếp SẠP Service Access Point-Diém truy nhập địch vụ SDU Service Data Unit-Don vi dich vu dit ligu SINR Signal Lo Interference plus Noise Ratio-Tÿ số tín liệu trên nhiều cộng tạp âm. SNR Signal to Noise Ratio-Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SOFDMA | Sealable OFDMA-OFDMA týlệ SS Subscriber Slalion-Tram thud bao TDD Time Division Duplexmg-Ghép kénh phan chia theo thoi gian Wimax Worldwide Interoperability for Miorowave Aooess-Khá năng khai thắc liên mạng toàn cau với truy gập vì ba WLAN Wircloss Local Arca NeIworks-Mang LAN không dây WMAN Wireless Metropolitan Area Networks-Mang MAN khéng day vi TÔi trụ.
mt chuyén tiép trong mang khéng ving gu HH Trong khuôn khổ luận văn. phạm vi nghiên cửu sẽ tập trang vào bài toán tối sưu vị trí đặt trạm chuyển tiếp trong mạng không dây băng rộng Wimax dựa trên chuẩn relay 802.16j để nâng cao dung lượng hệ thẳng và mở rộng ving phủ sóng, của mạng, Bai toan nay có nhiều tham sé ảnh hưởng đến quả trình giải quyết, tuy nhiên.