WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Аналіз фізичного рівня безпровідних мереж стандарту IEEE - Курсова робота

Аналіз фізичного рівня безпровідних мереж стандарту IEEE - Курсова робота

Міністерство освіти і науки України

Курсова робота

на тему:

Аналіз фізичного рівня безпровідних мереж стандарту IEEE 802.16

Львів – 2009

Зміст

  1. Вступ

  2. Стандарт фізичного рівня WiMax

  3. Введення станції користувачів в систему і ініціалізація

  4. Виділення часу на можливість передачі

  5. Фізичний рівень підтримки системи OFDM- MAN

  6. Виявлення помилок

  7. Рандомізація джерела

  8. Пряме виправлення помилок (FEC)

  9. Перемеженіє (чергування) блоків

  10. Застосування OFDM сигналу на фізичному рівні мережі WIMAX

  11. Спектральна ефективність OFDM сигналу системи WIMAX

  12. Моделі безпровідних каналів

  13. Вплив інтерференції на OFDM канал зв'язку WIMAX

  14. Закони розподілу завмирань

  15. Методи боротьби із завмираннями, які пропонуються для WIMAX

  16. Аналіз застосування модуляції в WiMA

  17. Висновок

  18. Список літератури

  1. Вступ

При переході до створення систем широкосмугового радіодоступу з інтеграцією послуг стало зрозуміло, що основні принципи, закладені в безпровідникові системи на попередніх етапах, потребують значної корекції. На сигнальному рівні першочергове значення дістало оптимальне використання спектрального ресурсу радіоканалу при будь-яких співвідношеннях „швидкість – завадозахищеність". На рівні протоколів стало необхідним забезпечувати заданий рівень якості обслуговування(QoS) будь-якому абоненту мережі. З цією метою в 2004 році був розроблений стандарт IEEE 802.16-2004[164], що являє собою розраховану на введення в міських бездротових мережах (WirelessMAN) технологію без провідного широкосмугового доступу операторського класу. Часто використовується комерційна назва стандарту WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access), що походить від назви міжнародної організації WiMax Forum, в яку входять ряд передових комунікаційних і напівпровідникових компаній.

Основне призначення даних мереж - це надання послуг абонентам по високошвидкісній і високоякісний безпровідній передачі даних, голосу і відео на відстані в декілька десятків кілометрів. У жовтні 2007 року International Telecommunication Union ( ITU-R) включив технологію WIMAX стандарту IEEE 802.16 в сімейство стандартів мобільного зв'язку 3G. У мережах WIMAX реалізовані найостанніші досягнення науки і техніки в області радіозв'язку, телекомунікацій і комп'ютерних мереж. Стандарт IEEE 802.16 визначає застосування:

  • на фізичному рівні широкосмугового радіосигналу OFDM з множиною піднесучих;

  • на канальному рівні використовується сучасний протокол множинного (багатостанційного) доступу Time Divion Multiply Access (TDMA) і Scalable OFDM Access (SOFDMA);

  • на мережевому (транспортному) рівні в мережах WIMAX застосовується IP-протокол передачі даних, що широко використовуваний в більшості сучасних мережах передачі даних, зокрема, в мережі Інтернет.

В більшості випадків проектування мереж WiMax є досить складним і неоднозначним процесом. Розрахунок покриття відбувається на основі вимірювань рівня завад на місцевості, що потребує значних витрат коштів та часу.

  1. Стандарт фізичного рівня WiMax

WIMAX, скорочення від "Міжнародної взаємодії для Сприяння Мікрохвильовому Доступу", є ефективним рішенням для "останньої милі", що має на меті надання широкосмуговій мережі від WISP безпосередньо до будинків і офісів. Технологія WIMAX грунтується на стандарті IEEE 802.16, який у свою чергу визначає стандарт ефірного інтерфейсу WIRELESSMAN для безпровідних мереж, призначених для обслуговування крупних регіонів. Оригінальний стандарт IEEE 802.16 призначений для WIMAX в діапазоні частот 10 - 66 Ггц і припускає роботу в режимі "прямої видимості" - line of sight (LOS). Пізніше версія стандарту IEEE 802.16a була розвинена для використання в ліцензійованих і звільнених від ліцензування діапазонах частот від 2 до 11 Ггц для режиму "без прямої видимості" (NLOS). Стандарт IEEE 802.16d, який також відомий як IEEE 802.16-2004, є новою версією IEEE 802.16a і є рішенням для широкосмугового доступу для останньої милі. Цей стандарт є стандартом фіксованого зв'язку, тому що він припускає використання підписчиком нерухомої антени. Стандарт IEEE 802.16e, назваемый також "мобільним WIMAX", є поправкою до стандарту 802.16d і додає "мобільність" до даного стандарту. Тоді як застосування фіксованого WIMAX в режимі "точка-многоточка" надає широкосмуговий доступ до будинків і фірм, "мобільний WIMAX" припускає повну мобільність клієнтів стільникових мереж при наданні дійсно широкосмугових послуг.

Для WIMAX застосовуються як ліцензійовані, так і неліцензійовані частотні спектри. Завдяки використанню направлених антен, WIMAX дозволяє отримати великі відстані передачі, які можуть досягати приблизно 30 миль (50Км). Тоді як 802.16 може надати максимальну пропускну спроможність приблизно 124 Мбіт/с, 802.16a може досягти пропускної спроможності тільки 70 Мбіт/с, оскільки він повинен долати труднощі, викликані умовами режиму NLOS в діапазоні 2-11 Ггц.

WIMAX використовує схему OFDM з 256 несучими, що дозволяє йому досягти високої швидкості даних, збільшення приблизно в таке ж число разів тривалості елементарного символу, одночасно приймати прямій і відбиті від перешкод сигнали або взагалі працювати тільки по відбитих сигналах поза межами прямої видимості. Режим OFDMA передбачає роботу на 2048 піднесуть відразу з декількома абонентами в режимі OFDM. При стандартній кількості піднесуть - 256, забезпечується одночасна робота з 8 абонентами. Мобільна версія WIMAX, 802.16e, використовує Множинний Доступ з Ортогональним Частотним Мультиплексуванням (OFDMA), який не тільки ділить ті, що несуть на безліч тих, що піднесуть (як в OFDM), але також групує ці що множинні піднесуть в підканали. Крім того, WIMAX покладається на протокол доступу на основі запиту надання, який, на відміну від доступу на основі твердження, використовуваного в Wi-Fi, не дозволяє виникати колізіям даних і, таким чином, ефективніше використовує наданий діапазон частот. Як "фіксований WIMAX", так і "мобільні WIMAX" мають змінні смуги пропускання шириною від 1,5 до 20МГц для того, щоб забезпечити можливість передачі на великі відстані і до різного устаткування підписчиків.

Протоколи фізичного рівня описують методи організації дуплексу, способи адаптації, методи множинного доступу і модуляції.

Передбачені режими тимчасового і частотного дуплексу. Вид модуляції і кодування можуть змінюватися адаптивний від пакету до пакету індивідуально для кожного абонента, що дозволяє збільшити реальну пропускну спроможність приблизно удвічі в порівнянні з неадаптивними системами. Передача від АС до БС будується на комбінації двох методів багатостанційного доступу: DAMA - доступ за запитом і TDMA - доступ з тимчасовим розділенням. Структура пакетів фізичного рівня підтримує змінну довжину пакету МАС рівня. Передбачена рандомізація, завадостійке кодування і три методи модуляції: QPSK, 16QAM і 64QAM. Два останні методи передбачено для АС як опциональні.

Передача від БС до АС ведеться в режимі тимчасового дуплексу в єдиному потоці для всіх АС одного сектора. Передавач здійснює рандомізацію, перешкодостійке кодування і модуляцію QPSK, 16QAM і 64QAM. Останній метод модуляції передбачений для БС як опциональний.

Інформація в системі передається фреймами, які діляться на два субфрейми. Перший використовується для передачі БС, другої, - АС.

Стандартом також рекомендуються смуги частот і відповідні швидкості передачі при різних видах модуляції. Максимальна швидкість передачі, передбачена в стандарті, - 134,4 Мбіт/с при смузі 28 Мгц і модуляцій 64QAM.

У першій версії стандарту передбачалося використання діапазону частот 10-66 Ггц для якого рекомендувався режим передачі на одній несучій - single-carrier (SC). Особливості розповсюдження радіохвиль цього діапазону обмежують можливості роботи умовами прямої видимості. У типових міських умовах це дозволяє підключити близько 50% абонентів, що знаходяться в межах робочої дальності від базової станції. До останніх 50% прямої видимості, як правило, немає. Тому в процесі роботи над стандартом діапазон частот був розширений включенням смуги 2-11 Ггц, в якій, крім SC, передбачені ще і режими ортогонального частотного мультиплексування (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM) і множинного доступу на основі ортогонального частотного мультиплексування (Orthogonal Frequency Division Multiply Access - OFDMA).

У стандарті також описані моделі середовищ розповсюдження радіохвиль і на цій основі сформульовані вимоги до параметрів радіоустаткування. Передбачені можливості автоматичного регулювання посилення, динамічного вибору частоти в неліцензійованих діапазонах. Крім топології точка-многоточка стандартом опционально передбачена повнозв'язна топологія - Mesh Mode, що дозволяє забезпечити прямий зв'язок АС, подолати перешкоди, характерні для безлицензионных діапазонів, за рахунок вибору напряму прийому, вільного від них, створювати добре масштабовані мережі і працювати поза прямою видимістю навіть в одночастотному режимі SC, за рахунок ретрансляції сигналів АС.

Loading...

 
 

Цікаве