Bài giảng Chương II: Kiến trúc mạng wimax

TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số CHƯƠNG II KiẾN TRÚC MẠNG WIMAX (4 Tiết) CHUYÊN ðỀ VÔ TUYẾN SỐ TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Nội dung của chương II Quản lý di ñộng và tài nguyên vô tuyến 2.3 Các mô hình tham chiếu 2.2 Các nguyên tắc thiết kế mạng 2.1 TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Quy hoạch và triển khai mạng Wimax ° Phần 1: xem xét mô hình tài chính và kế hoạch kinh doanh ° Phần 2: khảo sát mạng Wimax ° Phần 3: thiết kế mạng Wimax ° Phần 4: lên kế hoạch và xây dựng mạng TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Thiết kế mạng ° Thiết kế mạng ñược thực hiện sau khi ñã: —Quyết ñịnh mô hình tài chính – kinh doanh —Khảo sát toàn mạng ° Một thiết kế tổng thể mạng ban ñầu bao gồm: —Tóm tắt tổng thể về mạng —Tài liệu thiết kế —Dự toán tổng chi phí —Tính toán Quỹ công suất —Kết quả khảo sát mạng, kích thước tháp —Bản ñồ khu vực phủ sóng TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Thiết kế mạng —Tóm tắt tổng thể về mạng:
mục tiêu, kết quả, mong muốn, những lợi thế, những thách thức từ phía người dùng
Quan ñiểm về kiến trúc mạng
Băng thông, kết nối có sẵn, lựa chọn tần số, số lượng các trang site và các sector, loại hệ thống ñược ñề nghị, .v.v TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Thiết kế mạng —Tài liệu thiết kế bao gồm:
Bản thiết kế chi tiết mạng lưới hoàn chỉnh
Danh mục các thiết bị bao gồm cả khuyến nghị hãng sản xuất o Cho: các ñiểm truy cập, cáp, các khối nguồn dự phòng, anten, thiết bị chuyển mạch, bộ kết nối, dây nhảy, v.v TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Thiết kế mạng —Tính toán Quỹ công suất:
Chi tiết về quỹ công suất các kết nối RF ñiểm - ñiểm
Cấu hình ñường truyền cho mỗi kết nối trong mạng.
Phân tích chi tiết ñường truyền và quỹ công suất cho mỗi liên kết trong mạng o bao gồm các tính toán suy hao không gian tự do, suy hao tại các kết nối và cáp, o ðộ khả dụng của kết nối (tức là 99,999% ñộ tin cậy) o Thời gian gián ñoạn thông tin (vài giây) mỗi năm. ° Lưu ý: kết quả phân tích phổ và tạp âm ñã ñược thực hiện trong Phần 2 (khảo sát mạng). —Các phân tích tạp âm là cần thiết ñể xác ñịnh các mức cường ñộ tín hiệu chấp nhận ñược. TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Thiết kế mạng —Kết quả khảo sát mạng, kích thước tháp:
ðo ñạc chi tiết khu vực trạm BS ñể lắp ñặt thiết bị phù hợp TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Thiết kế mạng ° Bản ñồ khu vực phủ sóng TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Nội dung của chương II Quản lý di ñộng và tài nguyên vô tuyến 2.3 Các mô hình tham chiếu 2.2 Các nguyên tắc thiết kế mạng 2.1 TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Kiến trúc mạng Wimax TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số CSN: Connectivity Service Network ASN: Access Service Network NSP: Network Service Provider NAP: Network Access Provider HA: Home Agent, FA: Foreign Agent AAA: Authentication, Authorization and Accounting ASN ASN GW (FA) HAHA BS BS BS MS ASN GW (FA) NSP NAP Home CSN Visited CSN AAA BS BS BS Mesh P2MP or P2P Kiến trúc mạng Wimax TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Kiến trúc mạng Wimax TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Các mô hình tham chiếu ° ASN:Access Service Network ° CSN:Core Service Network ° NAP:Network Access Provider ° CSN :Core Service Network) ° Ri: các giao diện TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Các mô hình tham chiếu ° ðể thiết lập một mạng WiMAX cần có các BS —Giống BTS của mạng thông tin di ñộng. ° Nhiều BS ñược kết nối, quản lý bởi một ASN gateway. ° ASN Gateway này là thực thể ñược miêu tả trong WiMAX Forum, —Trong các mạng triển khai thực tế: gọi là WAC (WiMAX Access Controller). —Nhiều WAC tập hợp lại tạo thành một ASN. ° WAC/ASN GW giống như là BSC/RNC trong mạng thông tin di ñộng TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Các mô hình tham chiếu ° Nhiều ASN có thể kết nối với nhau thông qua giao diện R4. ° Nhiều ASN của cùng một nhà cung cấp dịch vụ tạo thành một NAP. ° Nhiều nhà cung cấp khác nhau: —Có thể triển khai nhiều mạng truy nhập khác nhau, —Chúng cùng kết nối với một hoặc nhiều CSN. TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Các mô hình tham chiếu ° CSN là một tập các chức năng mạng —Cung cấp các dịch vụ kết nối IP cho các thuê bao WiMAX. ° Một CSN có thể gồm các phần tử mạng như: — Router — Máy chủ/proxy nhận thực AAA, — Cơ sở dữ liệu người dùng — và thiết bị cổng liên mạng. ° Một CSN có thể là một phần của nhà cung cấp dịch vụ mạng WiMAX. TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Nội dung của chương II Quản lý di ñộng và tài nguyên vô tuyến 2.3 Các mô hình tham chiếu 2.2 Các nguyên tắc thiết kế mạng 2.1 TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Quản lý di ñộng ° Có ba phương pháp chuyển giao ñược chuẩn IEEE 802.16 hỗ trợ —Chuyển giao cứng (Hard Handoff – HHO), —Chuyển trạm gốc nhanh (Fast Base Station Switching – FBSS) —và chuyển giao phân tập vỹ mô (Macro Diversity Handover – MDHO). ° Trong ñó, —HHO là bắt buộc —còn FBSS và MDHO là hai chế ñộ tùy chọn. TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Quản lý di ñộng ° Chuyển giao nhanh trong Wimax : —Chỉ có thể thực hiện giữa các BS nằm trong Diversity Set, —có SINR ñủ lớn ñể MS có thể kết nối ñược —và ñặc biệt là chúng phải ñồng bộ. ° Diversity Set = tập hợp các BS hoạt ñộng trong cùng tần số ° Trong Diversity Set chỉ có 1 BS ñược gọi là chủ lực —Còn gọi là ñiểm kết nối, khớp (anchor). TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Quản lý di ñộng ° Sự khác nhau giữa MDHO và FBSS: —ðối với FBSS, MS chỉ trao ñổi data thông qua BS anchor, —ðối với MDHO thì MS trao ñổi data qua tất cả các BS nằm trong Diversity Set. TS.Võ Trường Sơn Chuyên ñề vô tuyến số Quản lý tài nguyên vô tuyến ° Hệ số tái sử dụng tần số (freq reuse factor) của WiMAX là 1. —Tức là dãy tần số dùng trên 2 cells kề nhau là như nhau. —Liệu có nhiễu (interference)? ° Giải pháp: Wimax sử dụng OFDMA, —mỗi một user sẽ ñược phân bổ một số tấn số + symbol time nhất ñịnh (gọi là zone/chunk). —ðể tránh nhiễu thì các user ở biên của những cell gần nhau sẽ ñược phân bố các tần số khác nhau.