Upload
kienna
View
224
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 1/140
1
Môc lôcCh-¬ng 1 Giíi thiÖu m¹ng WiMAX....................................................................... 6
1.1 C«ng nghÖ b¨ng réng kh«ng d©y ................................................................................... 6
1.1.1 ThÕ nµo lµ b¨ng réng kh«ng d©y............................................................................. 6
1.1.2 Lîi Ých cña b¨ng réng kh«ng d©y............................................................................ 7 1.2. Giíi thiÖu vÒ WiMAX.................................................................................................. 7
1.2.1 §Þnh nghÜa WiMAX............................................................................................... 7 1.2.2 §Æc ®iÓm cña c«ng nghÖ WiMAX .......................................................................... 9 1.2.3 B¨ng tÇn cña WiMAX ...........................................................................................11 1.2.4 Giíi thiÖu c¸c chuÈn liªn quan...............................................................................11
1.2.4.1 ChuÈn 802.16-2001 ........................................................................................11 1.2.4.2 ChuÈn 802.16a-2003 ......................................................................................12 1.2.4.3 ChuÈn 802.16c- 2002......................................................................................14 1.2.4.4 ChuÈn 802.16-2004 ........................................................................................14
1.2.4.5 ChuÈn 802.16e vµ sù më réng.........................................................................15
1.3 So s¸nh WiMAX víi c¸c c«ng nghÖ kh«ng d©y kh¸c....................................................16 1.4 M« h×nh triÓn khai .......................................................................................................17
1.4.1 M¹ng trôc .............................................................................................................18 1.4.2 KÕt nèi m¹ng kh«ng d©y doanh nghiÖp ..................................................................18 1.4.3 B¨ng réng theo nhu cÇu .........................................................................................18 1.4.4 Më réng nhanh chãng, tiÕt kiÖm ............................................................................19 1.4.5 Liªn th«ng dich vô ................................................................................................19
Ch-¬ng 2 CÊu tróc m¹ng WiMAX........................................................................21 2.1 Líp vËt lý ....................................................................................................................21
2.1.1 Giíi thiÖu..............................................................................................................21
2.1.2 X©y dùng khung....................................................................................................24 2.1.3 M« h×nh ho¹t ®éng FDD .......................................................................................25 2.1.4 M« h×nh ho¹t ®éng TDD .......................................................................................25 2.1.5 Líp vËt lý híng xuèng (Downlink PHY) .............................................................26 2.1.6 Líp vËt lý híng lªn (Uplink PHY) .......................................................................28 2.1.7 KiÓm so¸t lçi.........................................................................................................30 2.1.8 Tèc ®é baud vµ ®é réng b¨ng th«ng.......................................................................30 2.1.9 KiÓm so¸t hÖ thèng v« tuyÕn .................................................................................31
2.1.9.1 Kü thuËt ®ång bé ............................................................................................31 2.1.9.2 KiÓm so¸t tÇn sè .............................................................................................31
2.1.9.3 §iÒu khiÓn c«ng suÊt......................................................................................32
2.1.10 Líp con héi tô truyÒn dÉn....................................................................................32 2.2 Líp MAC ....................................................................................................................33
2.2.1 VÊn ®Ò vÒ c«ng nghÖ .............................................................................................33 2.2.2 Líp con héi tô chuyªn biÖt dÞch vô ........................................................................35
2.2.2.1 Líp con héi ATM...........................................................................................36 2.2.2.1.1 D¹ng PDU ...............................................................................................36
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 2/140
2
2.2.2.1.2 Sù ph©n líp ..............................................................................................36 2.2.2.1.3 ChÆn mµo ®Çu t¶i tin (PHS payload header suppression)...........................37 2.2.2.1.4 Thñ tôc b¸o hiÖu ......................................................................................38
2.2.2.2 Líp con héi tô gãi ..........................................................................................38
2.2.2.2.1 D¹ng MAC SDU......................................................................................39
2.2.2.2.2 Sù ph©n líp ..............................................................................................39 2.2.2.2.3 ChÆn mµo ®Çu t¶i tin ................................................................................40 2.2.2.2.4 Qu¸ tr×nh chÆn mµo ®Çu t¶i tin .................................................................40
2.2.3 Líp con phÇn chung (common part sublayer) ........................................................41 2.2.3.1 MAC PDU......................................................................................................41 2.2.3.2 Hç trî líp vËt lý vµ cÊu tróc khung .................................................................47 2.2.3.3 §iÒu khiÓn tuyÕn v« tuyÕn (Radio link Control)..............................................48 2.2.3.4 Polling............................................................................................................50 2.2.3.5 DÞch vô lËp lÞch tr×nh híng lªn......................................................................52 2.2.3.6 CÊp ph¸t vµ yªu cÇu b¨ng th«ng ......................................................................53 2.2.3.7 Thu nhËn kªnh................................................................................................55 2.2.3.8 ThiÕt lËp kÕt nèi .............................................................................................56 2.2.3.9 QuyÕt ®Þnh c¹nh tranh ....................................................................................56
2.2.3.9.1 C¬ héi truyÒn dÉn. ...................................................................................57 2.2.3.10 Gia nhËp m¹ng vµ khëi t¹o ...........................................................................58
2.2.3.10.1 QuÐt tÇn sè vµ ®ång bé...........................................................................58 2.2.3.10.2 T¸ch c¸c th«ng sè cña kªnh uplink/downlink .........................................59 2.2.3.10.3 Ranging vµ ®µm ph¸n vÒ kh¶ n¨ng .........................................................59 2.2.3.10.4 SS x¸c thùc, trao quyÒn vµ ®¨ng ký ........................................................60 2.2.3.10.5 KÕt nèi IP ..............................................................................................60
2.2.4 Líp con b¶o mËt....................................................................................................60 2.2.4.1 Security Association (SA) ...............................................................................60 2.2.4.2 Giao thøc PKM ..............................................................................................61
2.2.4.2.1. ThiÕt lËp kho¸ trao quyÒn AK .................................................................63 2.2.4.2.2. Trao ®æi kho¸ TEK .................................................................................64
2.2.4.3 VÊn ®Ò sö dông khãa ......................................................................................66 2.2.4.3.1 Kho¸ AK .................................................................................................66 2.2.4.3.2 Kho¸ TEK ...............................................................................................66
2.2.4.4 Ph¬ng ph¸p b¶o mËt .....................................................................................67
Ch-¬ng 3: VÊn ®Ò an ninh m¹ng WiMAX..............................................................69 3.1 Kh¸i niÖm an ninh m¹ng. .............................................................................................69
3.1.1 C¸c vÊn ®Ò vÒ an ninh m¹ng ..................................................................................69 3.1.2 C¸c cuéc tÊn c«ng an ninh .....................................................................................69
3.2 Ph©n tÝch an ninh m¹ng WiMAX .................................................................................72 3.2.1 Nh÷ng ®iÓm yÕu vÒ mÆt giao thøc .........................................................................72
3.2.1.1 ThiÕu sù x¸c thùc hai chiÒu.............................................................................72 3.2.1.2 Lçi trong qu¶n lý khãa ...................................................................................72 3.2.1.3 Lçi trong viÖc b¶o vÖ d÷ liÖu...........................................................................73
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 3/140
3
3.2.2 So s¸nh mét sè nhîc ®iÓm an ninh trong m¹ng WiFi vµ WiMAX ........................73 3.2.2.1 Cuéc tÊn c«ng hñy bá x¸c thùc (Deauthentication Attack) ..............................74 3.2.2.2 Cuéc tÊn c«ng lÆp l¹i (Replay attack)..............................................................77 3.2.2.3 Gi¶ m¹o ®iÓm truy nhËp (Access Point Spoof) ................................................79
3.2.2.4 Cuéc tÊn c«ng vµo c¬ chÕ sãng mang líp vËt lý..............................................80
3.2.2.5 Gi¶ m¹o ®Þa chØ MAC (MAC Address Spoofing) ............................................82 3.2.3 Nh÷ng ®iÓm yÕu míi trong m¹ng WiMAX............................................................84
3.2.3.1 NÒn t¶ng c«ng nghÖ cña c¸c cuéc tÊn c«ng .....................................................84 3.2.3.2 Líp MAC .......................................................................................................87 3.2.3.3 C¸c cuéc tÊn c«ng tiÒm Èn trong m¹ng 802.16 ................................................87
3.2.3.3.1 Cuéc tÊn c«ng sö dông th«ng ®iÖp RNG-RSP ...........................................87 3.2.3.3.2 Cuéc tÊn c«ng vµo th«ng ®iÖp th«ng b¸o quyÒn kh«ng hîp lÖ ...................91
3.3 Nh÷ng c¶i tiÕn míi vÒ an ninh trong m¹ng WiMAX.....................................................94 3.3.1 Giao thøc PKM v2.................................................................................................94
3.3.1.1 X¸c thùc hai chiÒu dùa trªn public- key ..........................................................95 3.3.1.1.1 Th«ng ®iÖp yªu cÇu trao quyÒn (th«ng ®iÖp 2) ..........................................95 3.3.1.1.2 Th«ng ®iÖp ®¸p l¹i trao quyÒn (th«ng ®iÖp 3) ...........................................96 3.3.1.1.3 Th«ng ®iÖp x¸c nhËn trao quyÒn. .............................................................96
3.3.1.2 Trao quyÒn lÉn nhau dùa trªn EAP trong PKM v2...........................................97 3.3.1.2.1 Qu¸ tr×nh x¸c thùc dùa trªn EAP ..............................................................97 3.3.1.2.2 Qu¸ tr×nh trao ®æi 3 bíc gi÷a SS vµ BS ...................................................98
3.3.1.3 Ph©n cÊp khãa ................................................................................................99 3.3.2 Sö dông m« h×nh CCM cho 802.16 MPDUS ..........................................................99
3.3.2.1 X©y dùng nonce ...........................................................................................101
Ch-¬ng 4 KÕt nèi WiMAX víi m¹ng di ®éng....................................................102
4.1 Lêi giíi thiÖu.............................................................................................................103
4.2 M¹ng liªn kÕt WiMAX 3GPP ....................................................................................104 4.2.1 M« h×nh kÕt nèi WiMAX trong 3GPP .................................................................104
4.2.1.1 M« h×nh tight-coupling .................................................................................104 5.2.1.2 M« h×nh m¹ng loose-coupling ......................................................................106 4.2.1.3 M¹ng non-roaming WiMAX- 3GPP .............................................................107 4.2.1.4 M¹ng roaming WiMAX- 3GPP ....................................................................108 4.2.1.5 Mét sè yªu cÇu khi kÕt nèi WiMAX- 3GPP ..................................................109
4.2.1.5.1 Yªu cÇu vÒ WiMAX AAA server vµ c¸c giao thøc AAA........................109 4.2.1.5.2 Yªu cÇu vÒ ®iÒu khiÓn truy nhËp ............................................................110 4.2.1.5.3 Yªu cÇu vÒ tÝnh cíc..............................................................................111
4.2.2 C¸c phÇn tö cña m¹ng vµ c¸c ®iÓm giao tiÕp ........................................................111 4.2.2.1 C¸c phÇn tö cña m¹ng...................................................................................111
4.2.2.1.1 ThiÕt bÞ cña ngêi sö dông UE. ..............................................................111 4.2.2.1.2 3GPP AAA Proxy .................................................................................112 4.2.2.1.3 3GPP AAA Server ................................................................................113 4.2.2.1.4 HLR/HSS...............................................................................................113 4.2.2.1.5 Cæng truy nhËp WAG ............................................................................113
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 4/140
4
4.2.2.1.6 Cæng d÷ liÖu gãi PDG............................................................................114 4.2.2.1.6 Cæng biªn Border Gateway ....................................................................115
4.2.2.2 C¸c giao diÖn m¹ng ......................................................................................115 4.2.2.2.1 Giao diÖn Wa.........................................................................................115
4.2.2.2.2 Giao diÖn Wx........................................................................................116
4.2.2.2.3 Giao diÖn D’/Gr’....................................................................................116 4.2.2.2.4 Giao diÖn Wo ........................................................................................117 4.2.2.2.5 Giao diÖn Wf .........................................................................................117 4.2.2.2.6 Giao diÖn Wg ........................................................................................117 4.2.2.2.7 Giao diÖn Wn ........................................................................................118 4.2.2.2.8 Giao diÖn Wm .......................................................................................118 4.2.2.2.9 Giao diÖn Wp ........................................................................................118 4.2.2.2.10 Giao diÖn Wd ......................................................................................118
4.3 Liªn kÕt m¹ng gi÷a WiMAX vµ UMTS .....................................................................119 4.3.1 C¸c m¹ng liªn quan .............................................................................................119
5.3.1.1 CÊu tróc m¹ng WiMAX................................................................................119 5.3.1.2 CÊu tróc m¹ng UMTS ...................................................................................120
4.3.2 KiÕn tróc liªn m¹ng WiMAX- UMTS..................................................................122 4.3.2.1 M« t¶ kiÕn tróc .............................................................................................122 4.3.2.2 Qu¶n lý IP ....................................................................................................124
4.3.4 Thñ tôc chuyÓn giao ............................................................................................124 4.3.4.1 ChuyÓn giao tõ m¹ng truy nhËp WiMAX ®Õn UTRAN .................................125 4.3.4.2 ChuyÓn giao tõ UTRAN tíi m¹ng truy nhËp WiMAX...................................128
4.4 KÕt luËn .....................................................................................................................131
ThuËt ng÷ viÕt t¾t .................................................................................................132
Tµi liÖu tham kh¶o .................................................................................................139 B¶ng
B¶ng 1.1: §Æc ®iÓm c¸c chuÈn 802.16 ...................................................................................16 B¶ng 1.2: §Æc ®iÓm cña mét sè c«ng nghÖ kh«ng d©y ............................................................17 B¶ng 2.1: M« t¶ c¸c d¹ng thiÕt kÕ líp vËt lý...........................................................................23 B¶ng 2.2: §é dµi khung vËt lý................................................................................................24 B¶ng 2.3: Tèc ®é baud vµ ®é réng kªnh .................................................................................31 B¶ng 2.4: C¸c trêng trong phÇn mµo ®Çu chung GH.............................................................44 B¶ng 2.5: C¸c trêng trong phÇn mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng ...............................................44 B¶ng 3.1: D¹ng th«ng ®iÖp RNG-RSP ....................................................................................88
B¶ng 3.2: C¸c m· trong th«ng ®iÖp RNG-RSP .......................................................................91 B¶ng 3.3: D¹ng th«ng ®iÖp PKM ...........................................................................................91 B¶ng 3.4: M· th«ng ®iÖp PKM ..............................................................................................92 B¶ng 3.5: Thuéc tÝnh th«ng ®iÖp Auth Invalid ........................................................................93 B¶ng 3.6: Gi¸ trÞ m· lçi trong th«ng ®iÖp x¸c thùc .................................................................94
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 5/140
5
H×nh vÏ H×nh 1.1: M« h×nh b¨ng réng kh«ng d©y................................................................................. 6 H×nh 1.2: M« h×nh m¹ng WiMAX .......................................................................................... 8
H×nh 1.3: §Æc ®iÓm c«ng nghÖ WiMAX ................................................................................. 9 H×nh 1.4: Sù ph¸t triÓn c¸c chuÈn 802.16 ...............................................................................15 H×nh 1.5 M« h×nh triÓn khai WiMAX ....................................................................................20 H×nh 2.1: CÊu tróc giao thøc m¹ng WiMAX ..........................................................................21 H×nh 2.2: Tæng quan vÒ chøc n¨ng líp vËt lý ë tr¹m ph¸t sãng WiMAX ................................22 H×nh 2.3: CÊu tróc khung TDD ..............................................................................................25 H×nh 2.4: CÊu tróc khung con híng xuèng ...........................................................................27 H×nh 2.5: CÊu tróc khung con híng xuèng FDD ..................................................................28 H×nh 2.6: CÊu tróc khung con híng lªn ................................................................................29 H×nh 2.7: S¬ ®å khèi chøc n¨ng líp MAC ..............................................................................35 H×nh 2.8: D¹ng PDU cña líp héi tô con ATM........................................................................36
H×nh 2.9: CS PDU trong kÕt nèi ATM dùa trªn chuyÓn m¹ch ®êng ......................................37 H×nh 2.10: CS PDU trong kÕt nèi ATM dùa trªn chuyÓn m¹ch kªnh ......................................37 H×nh 2.11: D¹ng MAC SDU ..................................................................................................39 H×nh 2.12: MAC PDU ...........................................................................................................42 H×nh 2.13: CÊu tróc khung phÇn mµo ®Çu chung cña MAC PDU............................................43 H×nh 2.14: CÊu tróc khung phÇn mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng ...............................................44 H×nh 2.15: X©y dùng MAC PDU ...........................................................................................46 H×nh 2.16: M« t¶ PDU vµ SDU trong ng¨n giao thøc .............................................................47 H×nh 2.17: Sö dông bit poll- me .............................................................................................52 H×nh 2.18: VÝ dô c¬ héi truyÒn dÉn trong th«ng ®iÖp yªu cÇu b¨ng th«ng ...............................58 H×nh 2.19: Giao thøc PKM ....................................................................................................62
H×nh 2.20: Qu¸ tr×nh m· hãa b¶o mËt trong 802.16................................................................67 H×nh 3.1: D¹ng tÊn c«ng thô ®éng .........................................................................................70 H×nh 3.2: D¹ng tÊn c«ng chñ ®éng.........................................................................................70 H×nh 3.3: D¹ng tÊn c«ng man in the middle ...........................................................................71 H×nh 3.4: TÊn c«ng b»ng th«ng ®iÖp RES-CMD.....................................................................76 H×nh 3.5: VÞ trÝ cã thÓ tÊn c«ng trong cÊu tróc khung TDD ....................................................86 H×nh 3.6: Qu¸ tr×nh tÊn c«ng b»ng th«ng ®iÖp RNG-RSP .......................................................89 H×nh 3.7: PhÇn t¶i tin WMAN CCM ......................................................................................99 H×nh 3.8: X©y dùng block B0 trong 802.16...........................................................................101 H×nh 3.9: X©y dùng block Ai trong 802.16 ...........................................................................101 H×nh 4.1: M« h×nh kÕt nèi loose-coupling vµ tight-coupling gi÷a WiMAX vµ 3GPP ............106
H×nh 4.2: KiÕn tróc m¹ng non- roaming WiMAX-3GPP ......................................................107 H×nh 4.3: KiÕn tróc m¹ng roaming WiMAX-3GPP ..............................................................108 H×nh 4.4: KiÕn tróc m¹ng WiMAX......................................................................................120 H×nh 4.5: KiÕn tróc m¹ng UMTS .........................................................................................121 H×nh 4.6: KiÕn tróc liªn m¹ng WiMAX-UMTS ...................................................................123 H×nh 4.7: Thñ tôc chuyÓn giao tõ WiMAX sang UMTS .......................................................125 H×nh 4.8: Thñ tôc chuyÓn giao tõ UMTS sang WiMAX .......................................................128
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 6/140
6
Ch-¬ng 1 Giíi thiÖu m¹ng WiMAX
1.1 C«ng nghÖ b¨ng réng kh«ng d©y
1.1.1 ThÕ nµo lµ b¨ng réng kh«ng d©y
B¨ng réng kh«ng d©y lµ mét c«ng nghÖ høa hÑn nh÷ng kÕt nèi tèc ®é cao
trong kh«ng trung. Nã sö dông sãng radio ®Ó truyÒn vµ nhËn d÷ liÖu trùc tiÕp tíi
vµ tõ nh÷ng ngêi dïng bÊt cø khi nµo hä muèn. C¸c c«ng nghÖ nh 3G, WiFi,
hay WiMAX vµ UWB sÏ lµm viÖc cïng nhau ®Ó ®¸p øng nhu cÇu duy nhÊt nµy
cña kh¸ch hµng. Truy nhËp kh«ng d©y b¨ng réng (BWA) lµ hÖ thèng ®iÓm ®a
®iÓm ®îc t¹o nªn tõ c¸c tr¹m ph¸t sãng c¬ së vµ c¸c thiÕt bÞ cña kh¸c hµng nh h×nh 1.1. H×nh nµy chØ ra mét tr¹m ph¸t sãng c¬ së ®îc kÕt nèi víi m¹ng ®êng
trôc (backbone). Thay v× sö dông c¸c kÕt nèi vËt lý gi÷a c¸c tr¹m c¬ së vµ c¸c
thuª bao, c¸c tr¹m ph¸t sãng c¬ së sö dông anten ngoµi trêi ®Ó nhËn vµ göi d÷
liÖu, tho¹i tèc ®é cao tíi c¸c thuª bao. C«ng nghÖ nµy gi¶m ®îc nh÷ng yªu cÇu
vÒ c¬ së h¹ tÇng h÷u tuyÕn ®ång thêi cung cÊp nh÷ng gi¶i ph¸p mÒm dÎo vµ hiÖu
qu¶ cho nh÷ng chÆng cuèi.
H×nh 1.1: M« h×nh b¨ng réng kh«ng d©y
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 7/140
7
1.1.2 Lîi Ých cña b¨ng réng kh«ng d©y
· B¨ng réng høa hÑn c¸c dÞch vô tho¹i d÷ liÖu vµ truyÒn h×nh tèc ®é cao.
· BWA cã thêi gian triÓn khai nhanh chãng, tèn Ýt chi phÝ h¬n c¸c
ph¬ng ph¸p truyÒn thèng, kh«ng cÇn ph¶i x©y dùng c¬ së h¹ tÇng h÷utuyÕn tèn kÐm.
· Nã ®a ra nh÷ng kÕt nèi ë nh÷ng chÆng cuèi, mµ DSL hay b¨ng réng
h÷u tuyÕn kh«ng thÓ ®¹t tíi.
· Thêi gian triÓn khai nhanh h¬n, dÔ dµng më réng h¬n, mÒm dÎo h¬n do
vËy nã ®em l¹i nh÷ng dÞch vô thay thÕ cho nh÷ng kh¸ch hµng vèn
kh«ng tháa m·n víi c¸c dÞch vô b¨ng réng h÷u tuyÕn.
· Nã vît qua sù thùc thi vµ ®é tin cËy cña c¸c m¹ng h÷u tuyÕn víi®êng d©y thuª riªng.
· T¹o ra mét m«i trêng c¹nh tranh cho sù ph¸t triÓn c¸c dÞch vô vµ c¸c
s¶n phÈm míi. C¸c ®Æc tÝnh cña BWA sÏ thu hót c¸c c«ng ty c¸c nhµ
®Çu t vµo ngµnh c«ng nghiÖp b¨ng réng kh«ng d©y.
1.2. Giíi thiÖu vÒ WiMAX
1.2.1 §Þnh nghÜa WiMAX
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) hay IEEE
802.16 - wireless microwave access - truy cËp v« tuyÕn sãng cùc ng¾n), tiªu
chuÈn kü thuËt nµy sinh ra tõ dßng 802.xx ngµy mét ph¸t triÓn cña IEEE
(Institute of Electrical and Electronics Engineers).
IEEE 802.16 Broadband Wireless Metropolitan Area Network (Wireless
MAN) Standard cung cÊp gi¶i ph¸p kÕt nèi b¨ng réng tíi nh÷ng ngêi dïng cè
®Þnh di ®éng do ®ã nã kinh tÕ h¬n c¬ së h¹ tÇng h÷u tuyÕn. IEEE 802.16
Working Group on BWA ®ang ph¸t triÓn chuÈn dµnh cho m¹ng WMAN víi kh¶n¨ng øng dông trªn ph¹m vi toµn cÇu tõ th¸ng 7 n¨m 1999. ChuÈn IEEE 802.16
liªn quan ®Õn giao tiÕp kh«ng gian gi÷a c¸c thuª bao vµ c¸c tr¹m ph¸t sãng.
ChuÈn IEEE 802.16 ®îc c«ng bè vµo ngµy 8 th¸ng 4 n¨m 2002. C¸c chuÈn dµnh
cho m¹ng WMAN cã thÓ kÕt nèi c¸c ®iÓm nãng 802.11 tíi Internet vµ ®a ra gi¶i
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 8/140
8
ph¸p truy nhËp b¨ng réng ë nh÷ng chÆng cuèi thay thÕ cho DSL vµ c¸p. ChuÈn
WMAN sÏ hç trî c¸c dÞch vô truy nhËp kh«ng d©y b¨ng réng tíi c¸c tßa nhµ, chñ
yÕu th«ng qua c¸c anten ngoµi trêi tíi c¸c tr¹m ph¸t sãng c¬ së.
Ph¹m vi cã thÓ lªn tíi 50 km vµ cho phÐp ngêi sö dông ®¹t ®îc kÕt nèib¨ng réng mµ kh«ng cÇn tÇm nh×n th¼ng tíi c¸c tr¹m ph¸t sãng.
The IEEE 802.16 Working Group ®ang ph¸t triÓn c¸c chuÈn truy nhËp
b¨ng réng kh«ng d©y cho hÖ thèng ë b¨ng tÇn 10- 66 GHz vµ díi 11 GHz.
ChuÈn nµy tËp trung vµo líp MAC vµ líp vËt lý.
H×nh 1.2: M« h×nh m¹ng WiMAX
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 9/140
9
1.2.2 §Æc ®iÓm cña c«ng nghÖ WiMAX
H×nh 1.3: §Æc ®iÓm c«ng nghÖ WiMAX
* KiÕn tróc mÒm dÎo: WiMAX cã mét vµi kiÕn tróc nh Point to Point
dµnh cho backhaul, Point to Multipoint cho BS (base station) ®Õn SS (subscriber).
NÕu chØ cã mét SS trong m¹ng WiMAX th× BS sÏ giao tiÕp víi SS trªn nÒn t¶ng
Point to Point. C¸c tr¹m BS trong m« h×nh Point to Point cã thÓ dïng mét anten
víi ®é ®Þnh híng cao ®Ó ®¹t ®îc kho¶ng c¸ch lín h¬n
* An ninh m¹nh: WiMAX hç trî AES (advanced Encryption Standard) vµ
3DES (triple Data Encryption Standard). Víi viÖc b¶o mËt tuyÕn gi÷a BS vµ SS,
WiMAX cung cÊp sù riªng t vµ an toµn ë giao tiÕp kh«ng d©y b¨ng réng. An
ninh m¹ng WiMAX cßn cho phÐp c¸c nhµ vËn hµnh m¹ng chèng l¹i sù ®¸nh c¾pc¸c dÞch vô. Ngoµi ra WiMAX còng cho phÐp x©y dùng m¹ng riªng ¶o (VPN),
cho phÐp b¶o vÖ nh÷ng d÷ liÖu ®îc göi ®i tõ nh÷ng ngêi sö dông kh¸c nhau
trong cïng mét BS.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 10/140
10
* Cung cÊp QoS: WiMAX cung cÊp QoS trªn tõng kÕt nèi ®¸p øng tÊt c¶
c¸c dÞch vô nh¹y c¶m víi trÔ nh tho¹i, truyÒn h×nh…vµ c¸c dÞch vô ®a ph¬ng
tiÖn.
* Sù triÓn khai nhanh chãng: So víi sù triÓn khai m¹ng h÷u tuyÕn th×WiMAX cã thÓ ®îc triÓn khai nhanh h¬n rÊt nhiÒu. ChØ víi mét anten vµ thiÕt bÞ
cµi ®Æt ®îc cung cÊp nguån lµ WiMAX s½n sµng phôc vô c¸c dÞch vô. Trong
nhiÒu trêng hîp sù triÓn khai WiMAX cã thÓ ®îc tÝnh b»ng giê so víi hµng
th¸ng ®èi víi c¸c gi¶i ph¸p kh¸c.
* Cung cÊp dÞch vô nhiÒu møc (multi_level service): Víi viÖc ®¸p øng
c¸c møc ®é QoS kh¸c nhau dùa trªn tho¶ thuËn vÒ møc dÞch vô SLA (gi÷a nhµ
cung cÊp dÞch vô vµ ngêi sö dông cuèi cïng cña m¹ng WiMAX. Ngoµi raWiMAX cßn cho phÐp mét nhµ cung cÊp dÞch vô cã thÓ ®a ra c¸c SLA kh¸c
nhau tíi c¸c thuª bao kh¸c nhau hoÆc thËm chÝ tíi nh÷ng ngêi sö dông kh¸c
nhau trªn cïng mét SS.
* Kh¶ n¨ng ho¹t ®éng cïng c¸c thiÕt bÞ kh¸c( Interoperability) WiMAX
lµ mét c«ng nghÖ ph¸t triÓn sau nµy nªn cÇn ph¶i ®¶m b¶o kh¶ n¨ng t¬ng thÝch
víi c¸c thiÕt bÞ tríc ®ã ®Ó cã thÓ ®îc thÞ trêng chÊp nhËn
* Kh¶ n¨ng di ®éng (Portability): Gièng nh hÖ thèng cellular mét
WiMAX SS ®îc bËt lªn tù nã sÏ x¸c ®Þnh m×nh vµ quyÕt ®Þnh c¸c ®Æc tÝnh®êng truyÒn tíi BS. Ngay khi SS ®îc ®¨ng ký trong c¬ së d÷ liÖu cña hÖ thèng,
nã sÏ tho¶ thuËn vÒ ®Æc tÝnh ®êng truyÒn.
* Kh¶ n¨ng di déng hoµn toµn (Mobility): ChuÈn IEEE 802.16 söa ®æi
®îc thªm ®Æc tÝnh quan träng lµ hç trî di ®éng. §Ó ®¸p øng kh¶ n¨ng di ®éng
líp vËt lý dïng OFDM vµ OFDMA ®îc n©ng cÊp ®¸ng kÓ. Sù c¶i thiÖn nµy bao
gåm Scaleable OFDM, MIMO (multi input- multi output) vµ hç trî d¹ng
Idle/sleep vµ handoff cho phÐp sù di ®éng ë tèc ®é lªn tíi 160 km/h. * Ph¹m vi phñ sãng réng kh¾p: WiMAX hç trî nhiÒu møc ®iÒu chÕ bao
gåm BPSK, QPSK, 16_QAM, 64_QAM. Khi ho¹t ®éng víi bé khuÕch ®¹i c«ng
suÊt lín vµ møc ®iÒu chÕ thÊp BPSK, QPSK WiMAX vÉn cã thÓ bao phñ mét
vïng réng víi ®êng truyÒn gi÷a BS vµ SS trong m«i trêng LOS.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 11/140
11
* Ho¹t ®éng trong ®êng truyÒn NLOS: WiMAX dùa trªn c«ng nghÖ
OFDM cã kh¶ n¨ng xö lý trong m«i trêng NLOS (non light of sight) mµ c¸c s¶n
phÈm kh¸c kh«ng thÓ.
1.2.3 B¨ng tÇn cña WiMAX
802.16 cho phÐp nhiÒu líp vËt lý do ®ã nã cã thÓ ho¹t ®éng trong b¨ng tÇn
réng tõ 2GHz ®Õn 66 GHz . V× sãng ®iÖn tõ kh«ng thÓ lan truyÒn trong ph¹m vi
réng nh vËy, nªn chuÇn 802.16 chia ph¹m vi tÇn sè nµy thµnh c¸c b¨ng tÇn kh¸c
nhau, mçi b¨ng tÇn dïng mét líp vËt lý riªng. Cã 3 d¹ng b¨ng tÇn chÝnh:
* 10-66 GHz (licensed band): TruyÒn dÉn trong b¨ng tÇn nµy yªu cÇu
®êng truyÒn LOS gi÷a BS vµ SS. V× thùc tÕ lµ trong ph¹m vi tÇn sè nµy bíc
sãng ng¾n do ®ã ph¶i ®¶m b¶o c©n b»ng sù ¶nh hëng cña suy hao do ®Æc ®iÓm
®Þa h×nh hay do giao thoa. Tuy nhiªn u ®iÓm cña b¨ng tÇn nµy lµ cã thÓ ®¹t ®îc
tèc ®é d÷ liÖu cao.
* 2-11 GHz (licensed band): TruyÒn dÉn trong b¨ng tÇn nµy kh«ng yªu
cÇu ®êng truyÒn LOS, tuy nhiªn nÕu kh«ng cã ®êng truyÒn LOS th× c«ng suÊt
tÝn hiÖu cã thÓ rÊt kh¸c nhau gi÷a BS vµ SS.
* 2-11 GHz (unlicensed band): ë ®©y ®Æc tÝnh cña b¨ng tÇn 2-11GHz
kh«ng cÇn cÊp phÐp gÇn gièng nh b¨ng tÇn ®îc cÊp phÐp 2-11 Ghz. Tuy nhiªnv× chóng lµ b¨ng tÇn kh«ng cÇn cÊp phÐp nªn kh«ng cã sù ®¶m b¶o r»ng sÏ kh«ng
x¶y ra sù giao thoa bëi c¸c hÖ thèng kh¸c hay ngêi dïng kh¸c dïng cïng mét
b¨ng tÇn.
1.2.4 Giíi thiÖu c¸c chuÈn liªn quan
1.2.4.1 ChuÈn 802.16-2001
ChuÈn WiMAX ®Çu tiªn lµ chuÈn 802.16 - 2001 ®îc phª chuÈn vµo th¸ng12 n¨m 2001, chuÈn nµy hç trî øng dông truy nhËp kh«ng d©y b¨ng réng cè ®Þnh
trong m« h×nh ®iÓm - ®iÓm vµ ®iÓm - ®a ®iÓm.
ChuÈn sö dông ®iÒu chÕ sãng mang ®¬n trong ph¹m vi tÇn sè 10Ghz ®Õn
66Ghz vµ sö dông c¶ hai ph¬ng ph¸p ghÐp kªnh ph©n chia theo thêi gian (TDD)
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 12/140
12
vµ ghÐp kªnh ph©n chia theo tÇn sè (FDD). C¸c s¬ ®å ®iÒu chÕ ®îc sö dông lµ
QPSK, 16QAM vµ 64 QAM. Kh¶ n¨ng thay ®æi ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vµ ph¬ng
ph¸p söa lçi tríc cho phÐp m¹ng thÝch nghi ®îc víi sù bÊt thêng cña thêi tiÕt
do ®ã ®¸p øng ®îc chÊt lîng dÞch vô cho ngêi sö dông.C¸c tr¹m ph¸t sãng BS t¹o ra c¸c ¸nh x¹ (Map) kªnh híng lªn vµ kªnh
híng xuèng sau ®ã sÏ chia sÎ nã tíi c¸c nót trong m¹ng. C¸c ¸nh x¹ nµy bao
gåm sè lÇn truyÒn ph¸t, kho¶ng thêi gian vµ ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ. Theo c¸ch
nµy vÊn ®Ò vÒ nót Èn cã thÓ bÞ lo¹i bá. C¸c thuª bao lóc nµy chØ tËp trung vµo mét
tr¹m ph¸t sãng BS mµ chóng kh«ng cÇn ph¶i l¾ng nghe bÊt kú mét nót nµo kh¸c
trong m¹ng. Còng nhê thuËt to¸n nµy m¹ng kh«ng bao giê bÞ qu¸ t¶i hay hay sè
thuª bao t¨ng lªn ®ét ngét.
C¸c thuª bao cã thÓ tháa thuËn vÒ d¶i tÇn ®îc cÊp ph¸t tõ burst nµy ®Õn
burst (burst to burst) kh¸c ®ång thêi cung cÊp lÞch tr×nh truy nhËp mÒm dÎo. Nh
®· nãi ë trªn c¸c s¬ ®å ®iÒu chÕ ®îc sö dông gåm: QPSK, 16 QAM vµ 64QAM,
tuy nhiªn c¸c thuª bao kh¸c nhau hoµn toµn cã thÓ sö dông c¸c s¬ ®å ®iÒu chÕ
kh¸c nhau, vµ c¸c khung kh¸c nhau còng cã thÓ sö dông s¬ ®å ®iÒu chÕ kh¸c
nhau. C¸c s¬ ®å ®iÒu chÕ ®îc lùa chän ph¶i ®¸p øng ®îc c¸c môc ®Ých cuèi
cïng lµ ®¶m b¶o sù kÕt nèi æn ®Þnh vµ chÊt lîng cña kÕt nèi.
Mét ®Æc tÝnh rÊt quan träng cña 802.16-2001 lµ kh¶ n¨ng cung cÊp chÊtlîng dÞch vô (QoS) kh¸c nhau ë líp vËt lý. Mét m· nhËn d¹ng lu lîng dÞch vô
(Service Flow ID) sÏ thùc hiÖn kiÓm tra QoS. C¸c dßng lu lîng dÞch vô nµy
®îc m« t¶ bëi c¸c th«ng sè QoS nh thêi gian trÔ tèi ®a, hay lîng jiter cho
phÐp. C¸c lu lîng dÞch vô nµy cã thÓ ®îc t¹o ra bëi tr¹m ph¸t sãng BS hay
thuª bao SS.
802.16 - 2001 chØ ho¹t ®éng trong m«i trêng tÇm nh×n th¼ng vµ víi c¸c
thiÕt bÞ CPE ngoµi trêi.
1.2.4.2 ChuÈn 802.16a-2003
Vµo th¸ng 1 n¨m 2003 IEEE c«ng bè chuÈn 802.16a-2003 ®Ó cung cÊp sù
ho¹t ®éng trong b¨ng tÇn 2Ghz ®Õn 11Ghz. Trong khi 802.16 ho¹t ®éng trong
b¨ng tÇn 10Ghz ®Õn 66Ghz ph¶i yªu cÇu tÇm nh×n th¼ng th× víi b¨ng tÇn 2Ghz -
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 13/140
13
11Ghz 802.16a cho phÐp kÕt nèi kh«ng cÇn tÇm nh×n th¼ng, tr¸nh ®îc t¸c ®éng
cña c¸c vËt c¶n nh c©y cèi nhµ cöa. Kh¶ n¨ng nµy më ra cho WiMAX mét
ph¹m vi phñ sãng réng lín lªn tíi 50km , cho phÐp ngêi dïng kÕt nèi b¨ng réng
mµ kh«ng cÇn tÇm nh×n th¼ng tíi tr¹m ph¸t sãng BS, tèc ®é cã thÓ lªn tíi hµngtr¨m Mbps ë mçi tr¹m ®ång thêi lu«n cung cÊp ®ñ b¨ng th«ng ®Ó ®¸p øng tøc
thêi hµng tr¨m c«ng ty víi nh÷ng ®êng kÕt nèi T1/E1 vµ hµng ngµn hé gia ®×nh
víi nh÷ng kÕt nèi DSL tíi 1 tr¹m BS.
Tuy nhiªn kh¶ n¨ng míi nµy l¹i ®em ®Õn cho 802.16a nh÷ng th¸ch thøc ë
líp vËt lý, ®ã lµ viÖc ph¶i thay líp vËt lý sao cho ®¸p øng ®îc sù ho¹t ®éng ë d¶i
tÇn 2-11 Ghz. Do vËy ngoµi c¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®· giíi thiÖu trong 802.16,
chuÈn söa ®æi nµy cßn ®a ra 3 d¹ng líp vËt lý:
- Single carrier
- 256 point FFT OFDM
- 2048 point FFT OFDMA
§Ó ®¸p øng sù t¬ng thÝch víi c¸c chuÈn hiÖn cã WiMAX míi ®a hai
d¹ng líp vËt lý single carrier vµ 256 point FFT OFMD vµo c¸c s¶n phÈm, cßn
d¹ng thø ba sÏ ®îc triÓn khai khi thÞ trêng yªu cÇu. C¸c khung OFDM ®îc
lùa chän lµ do kh¶ n¨ng u viÖt h¬n so víi c«ng nghÖ CDMA v× nã cã thÓ ho¹t
®éng trong m«i trêng kh«ng cÇn tÇm nh×n th¼ng trong khi ®ã vÉn ®¹t ®îc hiÖusuÊt phæ lín nhÊt. Trong trêng hîp CDMA, b¨ng th«ng RF ph¶i lín h¬n th«ng
lîng d÷ liÖu nhiÒu ®Ó chèng giao thoa. NÕu sö dông c«ng nghÖ CDMA ®Ó thùc
hiÖn kh«ng d©y b¨ng réng díi tÇn sè 11 Ghz vµ tèc ®é lªn tíi 70Mbps th× b¨ng
th«ng yªu cÇu ph¶i ®¹t 200Mpbs ®Ó cã thÓ ho¹t ®éng kh«ng cÇn tÇm nh×n th¼ng.
Bªn c¹nh ®ã mét vµi ®Æc tÝnh cña líp vËt lý còng ®îc nªu ra nh ®é réng kªnh
mÒm dÎo, d¹ng burst thÝch øng, vµ hÖ thèng anten thÝch øng ®Ó c¶i thiÖn vÒ ph¹m
vi vµ dung lîng, sù lùa chän tÇn sè ®éng gióp lµm gi¶m tèi thiÓu giao thoa, m·
hãa kh«ng gian gióp n©ng cÊp sù thùc hiÖn trong m«i trêng fading nhê mËt ®ékh«ng gian dµy ®Æc.
C¸c ®Æc tÝnh trªn lµ rÊt cÇn thiÕt cho øng dông truy nhËp b¨ng réng kh«ng
d©y ngoµi trêi, ®Æc biÖt ®é réng kªnh mÒm dÎo lµ mét yªu cÇu ®Çu tiªn ®Ó
WiMAX cã thÓ ®îc triÓn khai réng r·i, bëi v× ë mçi níc b¨ng tÇn lµ kh¸c
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 14/140
14
nhau, kÝch thíc kªnh còng kh¸c nhau. Trong khi ®ã ë b¨ng tÇn cÊp phÐp c¸c nhµ
vËn hµnh m¹ng ph¶i tr¶ cíc phÝ cho tõng Mhz ®îc cÊp nªn hä lu«n muèn tËn
dông hÕt b¨ng th«ng ®îc cÊp. VÝ dô nh mét nhµ vËn hµnh m¹ng thuª mét b¨ng
tÇn 14 Mhz, hä sÏ kh«ng muèn sö dông c¸c kªnh víi ®é réng 6 Mhz v× sÏ l·ngphÝ 2 Mhz mµ hä muèn hÖ thèng cña m×nh ph¶i triÓn khai ®îc c¸c kªnh víi ®é
réng lµ 7Mhz; 3,5Mhz hay thËm chÝ 1,75Mhz ®Ó tËn dông hÕt d¶i tÇn.
VÒ mÆt an ninh 802.16a-2003 ®a ra c¶i tiÕn lµ yªu cÇu líp b¶o mËt lµ b¾t
buéc trong khi ë chuÈn 802.16-2001 th× líp b¶o mËt nµy lµ tïy chän.
802.16a còng thªm vµo hç trî m¹ng líi. §iÒu nµy cã nghÜa lµ c¸c lu
lîng tõ mét thuª bao SS nµy tíi SS kh¸c cã thÓ ®îc ®Þnh tuyÕn. §©y lµ mét sù
thay ®æi trong m« h×nh ®iÓm - ®a ®iÓm mµ tríc kia c¸c lu lîng ®Òu ph¶i qua
tr¹m ph¸t BS. Sù thay ®æi ë líp MAC nµy cho phÐp c¸c thuª bao trong m¹ng
Mesh cã thÓ lËp lÞch tr×nh tíi nhau mµ kh«ng cÇn th«ng qua tr¹m ph¸t BS.
1.2.4.3 ChuÈn 802.16c- 2002
Vµo th¸ng 12 n¨m 2002 chuÈn 802.16c ®· ®îc c«ng bè, b¶n söa ®æi míi
nµy xem xÐt l¹i mét sè vÊn ®Ò vÒ giao thøc, thªm mét sè d¹ng hÖ thèng chi tiÕt
h¬n cho b¨ng tÇn 10-66Ghz ®ång thêi còng söa mét sè lçi vµ sù mÉu thuÉn cña
c¸c b¶n tríc ®ã.
1.2.4.4 ChuÈn 802.16-2004
ChuÈn 802.16 - 2004 ®îc phª chuÈn vµo ngµy 24/07/2004 vµ ®îc c«ng
bè vµo th¸ng 9 n¨m 2004, cßn ®îc biÕt ®Õn víi c¸i tªn chuÈn 802.16-Revd.
ChuÈn 802.16-2004 chÝnh lµ sù thèng nhÊt cña c¸c chuÈn 802.11-2001, 802.16a-
2003 vµ 802.16c-2002 t¹o nªn mét chuÈn míi. Ban ®Çu nã ®îc xem nh lµ sù
xem xÐt söa ®æi nh÷ng chuÈn tríc ®ã nhng nh÷ng thay ®æi míi nµy ®· h×nh
thµnh nªn mét chuÈn míi toµn diÖn vµ ®îc ¸p dông cho chøng nhËn chuÈnWiMAX.
ChuÈn 802.16 - 2004 ®· ®a ra kh¶ n¨ng tù cµi ®Æt c¸c thiÕt bÞ trong nhµ,
nã ®em l¹i sù tiÖn lîi lín cho ngêi sö dông. C¸c thiÕt bÞ ho¹t ®éng trong b¨ng
tÇn cÊp phÐp sÏ sö dông ghÐp kªnh ph©n chia theo thêi gian (TDD) cßn ®èi víi
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 15/140
15
b¨ng tÇn kh«ng cÊp phÐp cã thÓ sö dông c¶ hai ph¬ng ph¸p ghÐp kªnh ph©n chia
theo thêi gian (TDD) vµ ghÐp kªnh ph©n chia theo tÇn sè (FDD). Ngoµi ra líp
MAC lµ tèi u cho nh÷ng tuyÕn ®êng truyÒn dµi v× nã ®îc thiÕt kÕ víi kho¶ng
trÔ lín h¬n vµ ®é trÔ biÕn ®æi.
H×nh 1.4: Sù ph¸t triÓn c¸c chuÈn 802.16
1.2.4.5 ChuÈn 802.16e vµ sù më réng
ChuÈn 802.16 lµ chuÈn ®îc thªm vµo ®Æc tÝnh hç trî di ®éng vµ vÉn ®ang
®îc nghiªn cøu. Ngoµi ra chuÈn nµy cßn ®a vµo hÖ thèng b¶o mËt cao cÊp
(AES), mét yªu cÇu b¾t buéc cho c¸c chøng nhËn WiMAX. Tuy nhiªn v× chuÈn
nµy vÉn cha ®îc phª chuÈn nªn chóng ta kh«ng thÓ nãi g× vÒ nh÷ng thay ®æi
míi nµy cho ®Õn khi b¶n ph¸c th¶o cuèi cïng ®îc phª duyÖt.
Bªn c¹nh chuÈn 802.16 e th× c¸c chuÈn nh 802.16 f, 802.16g ®ang ®îcnghiªn cøu. C¸c chuÈn nµy chñ yÕu tËp trung vµo c¸c giao thøc qu¶n lý m¹ng.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 16/140
16
ChuÈn 802.16 802.16a/802.16Revd 802.16e
Thêi gian c«ng
bè
12/2001 802.16a: 1/2003
802.16Revd: 2004
2005
D¶i tÇn sè 10-66Ghz < 11 Ghz < 6 Ghz
M«i trêng
truyÒn
LOS NLOS, LOS NLOS, LOS
Tèc ®é 32- 134,4 Mbps/
kªnh 28 Mhz
Max: 75 Mbps/
kªnh 20 Mhz
Max: 15Mbps/
kªnh 5 Mhz
§iÒu chÕ QPSK, 16QAM,
64 QAM
QPSK, 16QAM,
64QAM,
Single carierOFDM 256 sub-carier
OFDM 2048 sub-
carier
T¬ng tù 802.16a
Møc di ®éng Cè ®Þnh Cè ®Þnh Møc di ®éng tèc
®é thÊp
§é réng kªnh 20, 25, 28 Mhz D¶i kªnh: 1,25 -20
Mhz
T¬ngtù 802.16a
B¸n kÝnh cell 2 - 5 km 6 - 9 km
lín nhÊt lµ 50km phô
thuéc vµo ®é cao
anten hÖ sè t¨ng Ých
vµ c«ng suÊt ph¸t
2- 5 km
B¶ng 1.1: §Æc ®iÓm c¸c chuÈn 802.16
1.3 So s¸nh WiMAX víi c¸c c«ng nghÖ kh«ng d©y kh¸c
Ta biÕt r»ng hiÖn nay mét sè c«ng nghÖ truy cËp Internet nh th«ng qua
modem th× ®¹t tèc ®é thÊp, ADSL ®¹t tèc ®é 8Mbps nhng cÇn cã d©y, c¸c kªnh
thuª riªng th× ®¾t vµ khã triÓn khai. C¸c hÖ thèng hiÖn t¹i chØ ®¹t tèc ®é 9,6kbit/s.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 17/140
17
GSM, GPRS (2,5G) ®¹t tèc ®é 171,2kbit/s, EDGE 300-400kbit/s, hÖ thèng 3G
®¹t tèc ®é 2Mbit/s. M¹ng WiFi (LAN kh«ng d©y) chØ ®¹t ®îc kho¶ng c¸ch
ng¾n. Nhng WiMAX cung cÊp ph¬ng tiÖn truy cËp kh«ng d©y tæng hîp thay
thÕ ADSL, WiFi, cã thÓ ®¹t tèc ®é lªn tíi 70Mbit/s, b¸n kÝnh phñ sãng 50km víim« h×nh phñ sãng gièng ®iÖn tho¹i tÕ bµo. B¶ng 1.2 bªn díi m« t¶ mét sè ®Æc
®iÓm cña c¸c c«ng nghÖ kh«ng d©y hiÖn nay.
M¹ng 3G WiFi
802.11
WiMAX
802.16
Mobile_Fi
802.20
Tèc ®é 384 kbps -
2Mbps
11 Mbps-54Mbps Lªn tíi 70Mbps 16Mbps
Ph¹m vi
phñ sãng
Vµi km 100 m/LOS
30 m/NLOS
30km -50km/LOS
2km – 5km /NLOS
38 km
Phæ tÇn sè Phæ kh«ng
d©y hiÖn cã
2,4Ghz/802.11b/g
5,2 G/ 802.11a
10- 66 Ghz/802.16
2- 11 Ghz/ 802.16a
< 3,5 Ghz
¦u ®iÓm Ph¹m vi
phñ sãng,
kh¶ n¨ng di
®éng
Tèc ®é cao,
Gi¸ rÎ
Tèc ®é cao, ph¹m
vi phñ sãng
Tèc ®é cao,
kh¶ n¨ng di
®éng
Nhîc®iÓm
Gi¸ cao Ph¹m vi ng¾n VÊn ®Ò giao thoa Gi¸ cao
Kh¶ n¨ng
di déng
Di chuyÓn Cè ®Þnh vµ di
®éng
Di ®éng hoµn toµn Di ®éng hoµn
toµn
B¶ng 1.2: §Æc ®iÓm cña mét sè c«ng nghÖ kh«ng d©y
1.4 M« h×nh triÓn khai
Sau khi ra ®êi, 802.16a ®· nhanh chãng ®îc triÓn khai t¹i ch©u ¢u, Mü vµ
thÓ hiÖn mét sè lîi Ých cô thÓ.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 18/140
18
1.4.1 M¹ng trôc
802.16a lµ c«ng nghÖ kh«ng d©y lý tëng lµm m¹ng trôc nèi c¸c ®iÓm
hotspot th¬ng m¹i vµ LAN kh«ng d©y víi Internet. C«ng nghÖ kh«ng d©y802.16a cho phÐp doanh nghiÖp triÓn khai hotspot 802.11 linh ho¹t khi gÆp ®Þa
h×nh hiÓm trë, ®ßi hái thêi gian ng¾n vµ n©ng cÊp linh ho¹t theo nhu cÇu thÞ
trêng.
ChuÈn 802.16a cho phÐp triÓn khai nh÷ng m¹ng trôc tèc ®é cao, chi phÝ
thÊp. T¹i ch©u ¢u, n¬i c¸c nhµ vËn hµnh Ýt chÊp nhËn chia sÎ c¸p trôc víi ®èi thñ
c¹nh tranh, m¹ng trôc WiMax ®· cã ®Êt ph¸t triÓn vµ ®îc sö dông trong 80%
th¸p sãng. Riªng t¹i Mü, do cã ®iÒu luËt qui ®Þnh c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô thø
ba ph¶i thuª tuyÕn c¸p trôc tõ nhµ cung cÊp m¹ng trôc Internet nªn tèc ®é øng
dông WiMax chËm h¬n ch©u ¢u. Tuy vËy, tû lÖ øng dông WiMax lµm m¹ng trôc
còng ®· chiÕm ®Õn 20% vµ s¾p tíi sÏ ph¸t triÓn rÊt nhanh v× FCC ®ang chuÈn bÞ
bá rµng buéc vÒ tuyÕn c¸p trôc víi c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô thø ba. §èi víi c¸c
níc ®ang ph¸t triÓn th× gi¶i ph¸p kÕt nèi kh«ng d©y 802.16a cho phÐp n©ng cÊp
n¨ng lùc dÞch vô nhanh chãng theo nhu cÇu thùc tÕ mµ kh«ng ph¶i lo ng¹i vÒ vÊn
®Ò ®µo ®êng, thay ®æi kiÕn tróc h¹ tÇng.
1.4.2 KÕt nèi m¹ng kh«ng d©y doanh nghiÖp
ChuÈn 802.16a ®îc dïng lµm c¬ së ®Ó liªn th«ng c¸c m¹ng LAN kh«ng
d©y, hotspot WiFi 802.11 hiÖn cã. Doanh nghiÖp cã thÓ tù do më réng qui m«
v¨n phßng mµ m«i trêng m¹ng côc bé vÉn ®îc liªn l¹c nÕu cã m¹ng trung gian
kh«ng d©y chuÈn 802.16a. Nh×n réng h¬n, doanh nghiÖp cã thÓ triÓn khai m¹ng
LAN kh«ng d©y thèng nhÊt cho tÊt c¶ v¨n phßng trong ph¹m vi mét quèc gia.
1.4.3 B¨ng réng theo nhu cÇu
HÖ thèng kh«ng d©y cho phÐp triÓn khai hiÖu qu¶ ngay c¶ khi sö dông
ng¾n h¹n. Víi sù hç trî cña c«ng nghÖ 802.16a, hÖ thèng hotspot 802.11 vÉn ®ñ
n¨ng lùc phôc vô dÞch vô kÕt nèi tèc ®é cao t¹i nh÷ng héi chî, triÓn l·m cã ®Õn
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 19/140
19
hµng ngµn kh¸ch. Nhµ cung cÊp dÞch vô cã thÓ n©ng cÊp hoÆc gi¶m bít n¨ng lùc
phôc vô cña hÖ thèng theo nhu cÇu thùc tÕ, gióp n©ng cao hiÖu qu¶ kinh doanh,
t¨ng tÝnh c¹nh tranh cña doanh nghiÖp.
1.4.4 Më réng nhanh chãng, tiÕt kiÖm
HÖ thèng 802.16a cho phÐp phñ sãng ®Õn nh÷ng vïng hiÓm trë, thiÕu c¸p
tríc ®©y. Do tuyÕn c¸p DSL chØ cã thÓ ®¸p øng trong b¸n kÝnh 4,8 km tÝnh tõ
tr¹m ®iÒu phèi trung t©m nªn cßn nhiÒu vïng ®Þa h×nh hiÓm trë mµ nhµ cung cÊp
kh«ng thÓ víi tíi. Thèng kª gÇn ®©y cho thÊy cã h¬n 2.500 nhµ cung cÊp dÞch vô
kh«ng d©y (Wireless ISP) ®Þa ph¬ng ho¹t ®éng hiÖu qu¶ trªn 6.000 thÞ trêng t¹i
Mü. Kh«ng chØ triÓn khai dÞch vô d÷ liÖu tèc ®é cao, hÖ thèng cßn cho phÐp triÓn
khai dÞch vô tho¹i cho nh÷ng ngêi dïng ë vïng s©u vïng xa.
1.4.5 Liªn th«ng dich vô
Víi c«ng nghÖ IEEE 802.16e më réng tõ 802.16a, trong t¬ng lai ngêi
dïng sÏ ®îc hç trî dÞch vô roaming t¬ng tù ®iÖn tho¹i di ®éng, tù ®éng chuyÓn
kÕt nèi ®Õn nhµ cung cÊp dÞch vô Internet kh«ng d©y ®Þa ph¬ng ngay khi ra
ngoµi vïng phñ sãng cña m¹ng gia ®×nh, c«ng ty. Dù kiÕn ®Õn 2006, c«ng nghÖ
WiMAX sÏ ®îc tÝch hîp vµo m¸y tÝnh x¸ch tay, PDA nh Wi-Fi hiÖn nay vµtõng bíc h×nh thµnh nªn nh÷ng vïng dÞch vô kh«ng d©y b¨ng réng mang tªn
"MetroZones".
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 20/140
20
H×nh 1.5 M« h×nh triÓn khai WiMAX
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 21/140
21
Ch-¬ng 2 CÊu tróc m¹ng WiMAX
ChuÈn IEEE 802.16a ®îc x©y dùng díi d¹ng giao thøc ng¨n xÕp víi
nhiÒu giao diÖn ®îc ®Þnh nghÜa. Líp MAC bao gåm ba líp con: Líp con héi tôchuyªn biÖt dÞch vô (Service Specific Convergence Sublayer), líp con MAC phÇn
chung (MAC Common Part Sublayer) vµ líp con b¶o mËt (Privacy Sublayer).
Gi÷a PHY vµ MAC lµ mét líp con héi tô truyÒn dÉn TC (Transmission
Convergence Sublayer). VÞ trÝ t¬ng ®èi cña c¸c líp con MAC vµ líp PHY ®îc
tr×nh bµy trong h×nh 2.1.
Líp cao h¬n Líp con héi tô chuyªn biÖt dÞch vô
(Service Specific Convergence Sublayer)
Líp con MAC phÇn chung
(MAC Common Part Sublayer)
Líp con b¶o mËt
(Privacy Sublayer)
MAC
Líp con héi tô truyÒn TC (TransmissionConvergence Sublayer)
QPSK 16-QAM 64-QAM OFDM
PHY
H×nh 2.1: CÊu tróc giao thøc m¹ng WiMAX
2.1 Líp vËt lý2.1.1 Giíi thiÖu
ChuÈn IEEE 802.16 lµ chuÈn hç trî nhiÒu giao tiÕp m«i trêng vËt lý kh¸c
nhau. ChuÈn ®îc ph¸t triÓn tõ phiªn b¶n n¨m 2001 vµ ®Õn nay vÉn ®îc nghiªn
cøu. Tríc kia 802.16 chØ sö dông d¹ng ®iÒu chÕ sãng mang ®¬n nhng ®Õn nay
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 22/140
22
®· hç trî c«ng nghÖ truy nhËp dùa trªn ghÐp kªnh ph©n chia theo tÇn sè trùc giao
më réng (SOFDMA). Ban ®Çu chØ sö dông b¨ng tÇn 10 - 66 GHz ®Õn nay chuÈn
cho phÐp ho¹t ®éng ë c¶ hai b¨ng tÇn 2 -11 Ghz vµ 10 -66 Ghz.
H×nh 2.2: Tæng quan vÒ chøc n¨ng líp vËt lý ë tr¹m ph¸t sãng WiMAX
10- 66Ghz : Trong b¨ng tÇn 10-66 Ghz líp vËt lý cña 802.16 ph¶i hç trî
m«i trêng truyÒn sãng trong tÇm nh×n th¼ng do vËy d¹ng ®iÒu chÕ sãng mang
®¬n ®îc lùa chän. Giao tiÕp kh«ng trung nµy ®îc gäi lµ WirelessMAN- SC.
NhiÒu th¸ch thøc trong vÊn ®Ò thiÕt kÕ vÉn tån t¹i tuy nhiªn do kiÕn tróc sö dông
ë ®©y lµ ®iÓm - ®a ®iÓm nªn vÒ c¬ b¶n c¸c tr¹m ph¸t sãng BS sÏ sÏ truyÒn ph¸t tÝnhiÖu TDM, trong ®ã c¸c tr¹m thuª bao sÏ ®îc ®Þnh ra c¸c khe thêi gian liªn tiÕp
nhau. ë híng lªn uplink sö dông c«ng nghÖ truy nhËp ph©n chia theo thêi gian
TDMA. VÒ sau b¶n thiÕt kÕ sö dông d¹ng burst ®îc lùa chän bëi v× nã cho phÐp
c¶ hai d¹ng ghÐp kªnh theo thêi gian vµ ghÐp kªnh theo tÇn sè. Sö dông ghÐp
kªnh ph©n chia theo thêi gian c¸c kªnh híng lªn uplink vµ kªnh híng xuèng
downlink ®Òu cã thÓ sö dông cïng mét kªnh truyÒn dÉn nhng kh«ng ®îc ph¸t
cïng mét lóc, cßn sö dông ghÐp kªnh ph©n chia theo tÇn sè hai kªnh híng lªn
uplink vµ kªnh híng xuèng downlink sö dông hai kªnh kh¸c nhau ®«i khi cã thÓ
truyÒn ph¸t cïng lóc. D¹ng burst cho phÐp c¶ TDD vµ FDD ®îc xö lý t¬ng tù
nhau, tuy nhiªn c¸c thuª bao chØ sö dông FDD b¸n song c«ng. Hai d¹ng TDD vµ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 23/140
23
FDD cã thÓ thay thÕ nhau vµ ®Òu sö dông d¹ng burst víi s¬ ®å m· hãa vµ ®iÒu
chÕ lµ tïy chän, ®îc g¸n ®éng trªn tõng burst
2 - 11Ghz : Trong d¶i tÇn 2 -11 Ghz IEEE 802.16 sö dông c¶ b¨ng tÇn cÊp
phÐp vµ kh«ng cÇn cÊp phÐp trong m«i trêng truyÒn dÉn kh«ng yªu cÇu tÇmnh×n th¼ng. C¸c b¶n ph¸c th¶o hiÖn t¹i ®a ra 3 d¹ng líp vËt lý kh¸c nhau, mçi
d¹ng ®Òu cã thÓ t¬ng thÝch víi nhau.
· WirelessMAN- SCa: d¹ng nµy sö dông ®iÒu chÕ sãng mang ®¬n
· WirelessMAN - OFDM: d¹ng nµy sö dông ghÐp kªnh ph©n chia
theo tÇn sè trùc giao víi 256 ®iÓm biÕn ®æi FFT. §©y lµ giao tiÕp b¾t
buéc trong b¨ng tÇn kh«ng cÇn cÊp phÐp.
· WirelessMAN - OFDMA: d¹ng nµy sö dông truy nhËp ph©n chia
theo tÇn sè trùc giao víi 2048 ®iÓm biÕn ®æi FFT. Do yªu cÇu vÒ
truyÒn sãng ë d¹ng vËt lý nµy sÏ hç trî hÖ thèng anten tiªn tiÕn.
D¹ng thiÕt kÕ ø ng dông GhÐp kªnh
WirelessMAN- SC 10 -66 Ghz TDD, FDD Sãng mang ®¬n.
WirelessMAN-SCa 2-11 Ghz, b¨ng
tÇn cÊp phÐp.
TDD, FDD Sãng mang ®¬n, më
réng cho NLOS.
Wireless MAN-OFDM
2-11Ghz, b¨ngtÇn cÊp phÐp.
TDD, FDD OFDM dïng trongNLOS.
WirelesMAN -
OFDMA
2 -11 Ghz, b¨ng
tÇn cÊp phÐp.
TDD, FDD OFDM ®îc chia ra
thµnh c¸c nhãm con ®Ó
cho phÐp ®a truy nhËp
trong mét b¨ng tÇn.
WirelessHUMAN 2-11 Ghz b¨ng
tÇn kh«ng cÇncÊp phÐp.
TDD Cã thÓ lµ sãng mang ®¬n
SC, OFDM hayOFDMA. Bao gåm c¶
viÖc lùa chän tÇn sè
®éng.
B¶ng 2.1: M« t¶ c¸c d¹ng thiÕt kÕ líp vËt lý
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 24/140
24
Líp vËt lý ®îc thiÕt kÕ cho sù ho¹t ®éng trong b¨ng tÇn 10 -66 Ghz ®îc
thiÕt kÕ víi sù mÒm dÎo ®Ó cho phÐp c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô cã kh¶ n¨ng triÓn
khai hÖ thèng mét c¸ch tèi u trong viÖc lËp c¸c cell, tÝnh chi phÝ, kh¶ n¨ng cña
sãng radio, c¸c dÞch vô hay dung lîng cña hÖ thèng.§Ó cho phÐp sö dông phæ hiÖu qu¶, c¶ hai ph¬ng ph¸p ghÐp kªnh TDD vµ
FDD ®Òu ®îc sö dông. Bªn c¹nh ®ã c¶ hai ph¬ng ph¸p nµy ®Òu sö dông c¸c
burst truyÒn dÉn, mçi burst cã burst profile chøa c¸c th«ng sè truyÒn dÉn nh s¬
®å ®iÒu chÕ, s¬ ®å m· hãa, vµ chóng cã thÓ ®îc ®iÒu chØnh trªn mçi thuª bao
dùa trªn tõng khung mét.
2.1.2 X©y dùng khung
Líp vËt lý sö dông c¸c khung nh b¶ng 2.2 Trong mçi khung lµ c¸c khung
con híng lªn vµ khung con híng xuèng. C¸c khung con híng xuèng b¾t ®Çu
víi c¸c th«ng tin cÇn thiÕt cho viÖc ®iÒu khiÓn vµ ®ång bé khung.
Trong trêng hîp TDD c¸c khung con híng xuèng sÏ ph¸t tríc tiÕp sau
®ã lµ c¸c khung con híng lªn.
Trong trêng hîp FDD sù truyÒn ph¸t d÷ liÖu híng lªn x¶y ®ång thêi víi
híng xuèng. Mçi thuª bao SS sÏ cè g¾ng nhËn hÕt c¸c burst híng xuèng ngo¹i
trõ nh÷ng burst mµ burst profile kh«ng ®îc thùc hiÖn bëi SS vµ nh÷ng burst cãtÝn hiÖu kh«ng ®ñ m¹nh so víi c¸c burst profile hiÖn t¹i cña thuª bao SS ®ã. C¸c
SS trong m« h×nh b¸n song c«ng sÏ kh«ng cÇn thiÕt ph¶i nghe c¸c phÇn cña kªnh
híng xuèng.
M∙ ®é dµi
khung
§é dµi
khung
§¬n vÞ
0x01 0,5 ms
0x02 1 ms
0x03 2 ms
0x04- 0x0F Cha sö dông
B¶ng 2.2: §é dµi khung vËt lý
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 25/140
25
2.1.3 M« h×nh ho¹t ®éng FDD
Trong m« h×nh ho¹t ®éng FDD c¸c kªnh híng lªn vµ híng xuèng sö
dông tÇn sè kh¸c nhau. C¸c tuyÕn híng xuèng cã thÓ sö dông nhiÒu lo¹i ®iÒu
chÕ kh¸c nhau vµ cho phÐp truyÒn ph¸t ngay lËp tøc nÕu hç trî song c«ng.
2.1.4 M« h×nh ho¹t ®éng TDD
Trong trêng hîp TDD sù truyÒn ph¸t d÷ liÖu híng lªn vµ híng xuèng
sö dông cïng tÇn sè nhng ë nh÷ng thêi ®iÓm kh¸c nhau. Mét khung TDD cã
mét kho¶ng thêi gian cè ®Þnh, vµ chøa mét khung con híng lªn vµ mét khung
con híng xuèng. C¸c khung TDD ®îc chØ ra ë híng lªn vµ híng xuèng lµ rÊt
kh¸c nhau t¬ng øng víi dung lîng cña tuyÕn.
H×nh 2.3: CÊu tróc khung TDD
TTG
TTG lµ mét kho¶ng gi÷a burst híng xuèng vµ burst híng lªn theo sau.
Kho¶ng nµy më ra mét kho¶ng thêi gian ®Ó tr¹m ph¸t sãng BS cã thÓ chuyÓn tõ tr¹ng th¸i ph¸t tin sang tr¹ng th¸i nhËn tin vµ cho phÐp thuª bao SS chuyÓn tõ
tr¹ng th¸i nhËn tin sang tr¹ng th¸i truyÒn tin. Trong kho¶ng thêi gian nµy, tr¹m
ph¸t sãng BS vµ thuª bao SS kh«ng ®îc ph¸t bÊt cø d÷ liÖu g× ®· ®îc ®iÒu chÕ
tuy nhiªn nã cho phÐp bé ph¸t sãng cña BS cã thÓ ph¸t ®i nh÷ng xung dèc xuèng,
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 26/140
26
c¸c anten ph¸t /thu khëi ®éng, bé thu tÝn hiÖu cña BS tÝch cùc. Sau kho¶ng thêi
gian nµy bé thu cña tr¹m ph¸t sãng BS sÏ t×m kiÕm c¸c tÝn hiÖu ®Çu tiªn cña burst
uplink.
RTG RTG lµ mét kho¶ng gi÷a burst híng lªn vµ c¸c burst híng xuèng theo
sau. Kho¶ng nµy cho phÐp tr¹m ph¸t sãng BS chuyÓn tr¹ng th¸i tõ nhËn d÷ liÖu
sang ph¸t d÷ liÖu, trong kho¶ng thêi gian nµy BS kh«ng ph¸t d÷ liÖu ®· ®iÒu chÕ,
tuy nhiªn cho phÐp BS ph¸t ®i tÝn hiÖu dèc lªn, anten thu/ph¸t tÝn hiÖu khëi ®éng,
bé thu tÝn hiÖu cña thuª bao SS ®îc tÝch cùc. Sau kho¶ng thêi gian nµy thuª bao
SS sÏ t×m nh÷ng tÝn hiÖu cña d÷ liÖu ®iÒu chÕ QPSK trong burst híng xuèng.
Kho¶ng thêi gian nµy lµ béi sè cña kho¶ng thêi gian cña mét khe vËt lý PS
(physical slot) b¾t ®Çu tÝnh tõ biªn giíi cña khe vËt lý nµy.
Khe vËt lý ®îc dïng cho môc ®Ých ®Þnh ra b¨ng th«ng vµ nhËn d¹ng sù
chuyÓn tiÕp líp vËt lý. Khe vËt lý PS thêng ®ù¬c x¸c ®Þnh b»ng c¸c ký hiÖu 4-
QAM.
2.1.5 Líp vËt lý híng xuèng (Downlink PHY)
B¨ng th«ng s½n cã trªn c¸c kªnh híng xuèng ®îc tÝnh b»ng khe thêi
gian vËt lý PS, cßn b¨ng th«ng híng lªn tÝnh b»ng mét minislot, trong ®ã chiÒudµi mét minislot ®îc tÝnh b»ng 2m PS (m = 0..7). Sè lîng khe vËt lý trong mçi
khung t¹o nªn tèc ®é ký hiÖu (symbol rate). Tèc ®é ký hiÖu trong mçi khung
thêng ®îc lùa chän lµ sè nguyªn lÇn PS. VÝ dô víi tèc ®é ký hiÖu lµ 20 MBd,
th× sÏ cã 5000 PS trong mét khung 1ms.
Khung con híng xuèng (Downlink subframe)
CÊu tróc cña khung con híng xuèng sö dông TDD ®îc minh häa theo
h×nh 2.4. Khung con híng xuèng b¾t ®Çu víi phÇn mµo ®Çu ®ång bé khung
®îc sö dông ®Ó ®ång bé vµ c©n b»ng khung. TiÕp theo sau lµ phÇn ®iÒu khiÓn
khung chøa DL-MAP vµ UL-MAP, sau ®ã lµ phÇn mang d÷ liÖu TDD ®îc tæ
chøc thµnh d¹ng burst, trong ®ã mçi burst cã mét burst profile kh¸c nhau, gióp
t¹o ra møc ®é kh¸c nhau trong truyÒn dÉn.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 27/140
27
Burst profile chøa c¸c th«ng sè ®Æc t¶ c¸c ®Æc tÝnh truyÒn dÉn híng lªn
vµ híng xuèng. Mçi profile chøa c¸c th«ng sè nh lo¹i ®iÒu chÕ, söa lçi tríc,
chiÒu dµi phÇn mµo ®Çu ®ång bé, kho¶ng b¶o vÖ …
Th«ng thêng c¸c burst ®Çu tiªn ®îc truyÒn ®i thêng sö dông ph¬ngph¸p ®iÒu chÕ ®¬n gi¶n nhÊt, thêng lµ QPSK sau ®ã lµ 16 QAM vµ tiÕp theo lµ
64_QAM. Mçi thuª bao SS nhËn vµ gi¶i m· c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn trªn kªnh
híng xuèng sau ®ã t×m kiÕm phÇn mµo ®Çu líp MAC.
H×nh 2.4: CÊu tróc khung con híng xuèng Trong trêng hîp FDD cÊu tróc kªnh híng xuèng ®îc minh häa nh
h×nh 2.5 Còng gièng nh TDD c¸c khung con híng xuèng còng b¾t ®Çu b»ng
phÇn mµo ®Çu ®ång bé, theo sau lµ phÇn ®iÒu khiÓn khung vµ phÇn d÷ liÖu TDM,
®îc tæ chøc thµnh d¹ng burst.
C¸c khung con híng xuèng sÏ tiÕp tôc víi phÇn TDMA ®îc sö dông ®Ó
truyÒn d÷ liÖu tíi bÊt kú mét thuª bao b¸n song c«ng nµo ®· ®îc lËp lÞch tr×nh
truyÒn ph¸t d÷ liÖu tríc khung mµ chóng nhËn ®îc. §iÒu nµy cho phÐp c¸c
thuª bao c¸ nh©n cã thÓ gi¶i m· c¸c phÇn khung cô thÓ trong khung híng xuèng
mµ kh«ng cÇn ph¶i gi¶i m· toµn bé khung con híng xuèng. Trong phÇn TDMA
mçi burst sÏ b¾t ®Çu víi phÇn mµo ®Çu burst TDMA híng xuèng (downlink
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 28/140
28
TDMA Burst Preamble) dïng ®Ó ®ång bé l¹i. C¸c burst trong phÇn TDMA kh«ng
cÇn tu©n theo thø tù ®iÒu chÕ tõ thÊp ®Õn cao.
PhÇn ®iÒu khiÓn khung FDD chøa c¶ hai ¸nh x¹ burst TDM vµ TDMA.
P r e a m b l e
P r e a m b l e
P r e a m b l e
P r e a m b l e
P r e a m b l e
P r e a m b l e
Broadcastcontrol
DIUC=0
TDMDIUC
a
TDMDIUC
b
TDMDIUC
cPhần TDMA
TDMADIUC
d
TDMADIUC
e
TDMADIUC
f
TDMADIUC
g
DL- MAP UL-MAPTDM: Time Division MultiplexDIUC: Downlink Interval Usage codePreamble: Phần đầu động bộ khung
Phần TDM
H×nh 2.5: CÊu tróc khung con híng xuèng FDD
Trong khung con híng xuèng TDD vèn ®· chøa c¸c d÷ liÖu truyÒn tíi c¸c
thuª bao SS, vµ c¸c SS sÏ truyÒn tin trong mét khung kh¸c sau khung mµ chóngnhËn ®îc. ViÖc nµy gièng víi cÊu tróc khung con híng xuèng FDD kh«ng hç
trî b¸n song c«ng, khi ®ã c¸c thuª bao SS ®îc lËp lÞch tr×nh ph¸t d÷ liÖu tríc
khi chóng nhËn ®îc khung.
2.1.6 Líp vËt lý híng lªn (Uplink PHY)
Khung con híng lªn (uplink subframe)
CÊu tróc khung con híng lªn ®îc sö dông bëi thuª bao SS truyÒn tin tíiBS ®îc chØ ra ë h×nh 2.6. ë ®©y cã 3 lo¹i burst ®îc truyÒn ®i trong mét khung
con híng lªn:
· Burst ®îc ph¸t ®i víi môc ®Ých c¹nh tranh dµnh cho ranging khëi ®Çu.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 29/140
29
· Burst ®îc ph¸t ®i víi môc ®Ých c¹nh tranh ®îc x¸c ®Þnh bëi kho¶ng yªu
cÇu (Request Interval) dµnh cho viÖc ®¸p l¹i poll multicast hay broadcast.
· Burst ®îc ph¸t ®i trong c¸c kho¶ng kh¸c nhau ®îc x¸c ®Þnh bëi Data
Grant IE dïng ®Ó ®Þnh ra b¨ng th«ng cho tõng SS.C¸c burst nµy cã thÓ tån t¹i trong bÊt cø khung nµo, xuÊt hiÖn ë bÊt kú thêi
®iÓm nµo vµ sè lîng kh«ng h¹n chÕ (chØ bÞ h¹n chÕ bëi sè khe vËt lý PS) trong
mét khung.
B¨ng th«ng ®îc chØ ra cho ranging khëi ®Çu vµ c¬ héi c¹nh tranh yªu cÇu
(Request contention opportunies) cã thÓ ®îc nhãm l¹i víi nhau vµ lu«n ®îc
dïng cïng víi burst profile híng lªn ®îc chØ ra trong UIUC (ranging khëi ®Çu
cã UIUC =2, kho¶ng yªu cÇu cã UIUC =1). SSTG (SS transition gap) ®îc dïng
®Ó t¸ch biÖt sù truyÒn ph¸t cña c¸c SS kh¸c nhau trong cïng mét khung con
híng lªn. Kho¶ng trèng nµy cã d¹ng xung dèc xuèng vµ ®îc theo sau bëi mét
phÇn mµo ®Çu cho phÐp BS ®ång bé víi SS míi. PhÇn mµo ®Çu vµ kho¶ng trèng
nµy ®îc qu¶ng b¸ theo ®Þnh kú trong th«ng ®iÖp UCD.
Initial
maintenanceopportunit
ies(UIUC =2)
Cơ hội duytrì khởi đầu(UIUC = 2)
Cơ hội cạnhtranh yêucầu
(UIUC= 1)
Khoảng dữliệu SS1
(UIUC = i)…...
Khoảng dữliệu SS N(UIUC = j)
Khoảngchuyển tiếp
SS
Khoảngchuyển tiếp
Tx/Rx
Burst truy nhậpXung đột Burst truy nhập
Yêu cầubăng thông
Xungđột
Yêu cầubăng thông
H×nh 2.6: CÊu tróc khung con híng lªn
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 30/140
30
Mét sè nÐt ®Æc trng kh¸c cña líp vËt lý ë chuÈn IEEE 802.16a mµ do
ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®ã mang l¹i ®ã lµ c«ng suÊt ph¸t lín trong mét vïng réng,
®é réng c¸c kªnh cã tÝnh mÒm dÎo, mét mÆt thÝch øng vÒ tèc ®é, tù hiÖu chØnhlçi, phô thuéc vµo c¸c hÖ thèng anten cao cÊp ®Ó c¶i thiÖn vïng phñ sãng vµ dung
lîng hÖ thèng, ph¬ng ph¸p lùa chän tÇn sè DFS sÏ lµm cho nhiÔu gi¶m tíi møc
nhá nhÊt cã thÓ, ph¬ng ph¸p m· hãa theo c¸c kho¶ng thêi gian t¨ng cêng sù
thùc hiÖn trong m«i trêng pha ®inh vµ vît qua ®îc tÝnh ®a d¹ng vÒ kh«ng
gian.
2.1.7 KiÓm so¸t lçi
ChuÈn IEEE802.16 sö dông hai ph¬ng ph¸p kiÓm so¸t lçi ë líp vËt lý:
Söa lçi tríc (FEC) vµ yªu cÇu truyÒn l¹i tù ®éng (ARQ).
Söa lçi tríc lµ ph¬ng ph¸p rÊt phæ biÕn ë c¸c giao tiÕp v« tuyÕn. ChuÈn
IEEE 802.16 sö dông Reed Solomon GF (256) FEC, tuy nhiªn cho phÐp lùa chän
m· Block Turbo ®Ó t¨ng ph¹m vi phñ sãng cña BS hoÆc t¨ng th«ng lîng.
Yªu cÇu truyÒn ph¸t l¹i tù ®éng lµ mét ®Æc tÝnh líp vËt lý ®îc sö dông ®Ó
xö lý nh÷ng lçi x¶y ra trong qu¸ tr×nh lan truyÒn bÊt thêng. ARQ bao gåm c¶ sù
truyÒn ph¸t l¹i tõng bÝt d÷ liÖu bÞ mÊt trong qu¸ tr×nh truyÒn dÉn ban ®Çu. ViÖctruyÒn l¹i riªng tõng bÝt cho phÐp líp vËt lý cã thÓ tù söa lçi tríc khi göi d÷ liÖu
lªn c¸c líp cao h¬n. §©y lµ mét ®Æc tÝnh chØ cã ë líp vËt lý cña 802.16a kh«ng cã
trong chuÈn 802.16.
2.1.8 Tèc ®é baud vµ ®é réng b¨ng th«ng
Mét lîng lín b¨ng th«ng lu«n cã s½n ë d¶i tÇn 10- 66 GHZ cho hÖ thèng
®iÓm ®a ®iÓm. MÆc dï nh÷ng yªu cÇu quy t¾c rÊt kh¸c nhau ë nh÷ng vïng ®Þa lý
nhng vÉn cã nh÷ng tiªu chuÈn chung cho ®é réng kªnh RF nh b¶ng 2.3. §iÒu
nµy lµ cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o x©y dùng mét chuÈn cã tÝnh t¬ng thÝch cho c¸c s¶n
phÈm.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 31/140
31
KÝch
thíc
kªnh
(MHz)
Tèc ®é ký
hiÖu
(Mbaud)
Tèc ®é
bit
(Mbit/s)
QPSK
Tèc ®é
bÝt
(Mbit/s)
16- QAM
Tèc ®é
bit
(Mbit/s)
64- QAM
§é réng
khung
®îc ®Ò
cö (ms)
Sè lîng
PS
/khung
20 16 32 64 96 1 4000
25 20 40 80 120 1 5000
28 22.4 44.8 89.6 134.4 1 5600
B¶ng 2.3: Tèc ®é baud vµ ®é réng kªnh
Trong b¶ng 2.3 tèc ®é baud ®îc chän lµ sè nguyªn lÇn khe vËt lý PS trªn
mçi khung. Kho¶ng thêi gian cña khung ®îc chän dùa trªn c¬ së c©n b»ng gi÷a
hiÖu suÊt truyÒn t¶i vµ ®é trÔ.
2.1.9 KiÓm so¸t hÖ thèng v« tuyÕn
2.1.9.1 Kü thuËt ®ång bé
Bé gi¶i ®iÒu chÕ híng xuèng cung cÊp mét ®ång hå tham chiÕu ®îc lÊy
tõ ®ång hå ký hiÖu híng xuèng. Tham chiÕu nµy ®îc sö dông bëi c¸c tr¹m
thuª bao ®¹t ®îc sù ®Þnh thêi khi ®ång hå híng xuèng bÞ khãa ®Ó tham chiÕuchÝnh x¸c tíi BS.
ViÖc ®ång bé c¸c khe thêi gian híng lªn mét c¸ch chÝnh x¸c ®îc thùc
hiÖn th«ng qua thñ tôc chØnh ranging ®îc x¸c ®Þnh ë líp MAC ®¶m b¶o r»ng
viÖc truyÒn dÉn bëi nhiÒu ngêi dïng kh«ng bÞ giao thoa víi nhau. Do ®ã líp vËt
lý ph¶i cung cÊp sù ®Þnh thêi chÝnh x¸c tõ BS vµ mÒm dÎo trong viÖc chØnh ®Þnh
thêi ë phÝa SS theo c¸c ®Æc tÝnh cña bé ph¸t.
2.1.9.2 KiÓm so¸t tÇn sè
KiÓm so¸t tÇn sè lµ mét thµnh phÇn cña líp PHY. Lçi tÇn sè rÊt kh¸c nhau
theo tõng thêi kú vµ nhiÖt ®é trong ®¬n vÞ sãng v« tuyÕn, ®Æc biÖt lµ ë tÇn sè cao.
§Ó gi¶m ®é phøc t¹p trong c¸c thµnh phÇn tÇn sè ë SS tÇn sè sãng mang híng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 32/140
32
lªn vµ híng xuèng sÏ tham chiÕu lÉn nhau. Tuy nhiªn viÖc chØnh tÇn sè vµ c«ng
suÊt còng tån t¹i trong qu¸ tr×nh ranging. Sau khi tÇn sè ban ®Çu ®îc ®iÒu chØnh
c¸c biÖn ph¸p chØnh lÖch tÇn sè theo chu kú ë phÝa BS sÏ ®îc thùc hiÖn ë líp vËt
lý vµ göi tíi SS th«ng qua th«ng ®iÖp líp MAC nÕu cÇn thiÕt.
2.1.9.3 §iÒu khiÓn c«ng suÊt
Cïng víi viÖc kiÓm so¸t tÇn sè, thuËt to¸n ®iÒu khiÓn c«ng suÊt còng ®îc
hç trî ë tuyÕn lªn víi c¶ hai kh¶ n¨ng lµ ®iÒu chØnh ban ®Çu vµ ®iÒu chØnh theo
chu kú víi môc tiªu kh«ng mÊt d÷ liÖu. BS cã kh¶ n¨ng ®o chÝnh x¸c c«ng suÊt
cña tÝn hiÖu nã nhËn ®îc. Gi¸ trÞ nµy ®îc so s¸nh víi møc c«ng suÊt chuÈn.
NÕu cã lçi, nh÷ng lçi nµy sÏ ®îc göi l¹i SS trong mét th«ng ®iÖp ®iÒu chØnh tíi
tõ líp MAC. ThuËt to¸n ®iÒu chØnh c«ng suÊt sÏ ®îc thiÕt kÕ hç trî sù suy hao
c«ng suÊt do kho¶ng c¸ch, do sù thay ®æi c«ng suÊt ë møc cao nhÊt lµ 10dB/s víi
®é s©u thÊp nhÊt lµ 40 dB. ViÖc thùc hiÖn thuËt to¸n nµy mét c¸ch chÝnh x¸c sÏ
®îc ®a ra bëi c¸c nhµ cung cÊp cô thÓ. Ph¹m vi ®iÒu khiÓn c«ng suÊt tæng bao
gåm c¶ phÇn cè ®Þnh vµ phÇn ®îc ®iÒu khiÓn tù ®éng b»ng th«ng tin ph¶n håi.
ThuËt to¸n nµy còng tÝnh ®Õn c¶ sù ¶nh hëng lÉn nhau cña bé khuÕch ®¹i c«ng
suÊt víi c¸c d¹ng burst profile kh¸c nhau.
2.1.10 Líp con héi tô truyÒn dÉn
Gi÷a PHY vµ MAC lµ mét líp con héi tô truyÒn TC (transmission
convergence). Líp nµy thùc hiÖn sù biÕn ®æi c¸c PDU (protocol data units) MAC
®é dµi cã thÓ thay ®æi vµo trong c¸c block FEC ®é dµi cè ®Þnh (céng thªm cã thÓ
lµ mét block ®îc rót ng¾n vµo ®o¹n cuèi) cña mçi “burst”. Líp TC cã mét PDU
cã kÝch thíc khíp víi block FEC hiÖn thêi bÞ ®Çy. Nã b¾t ®Çu víi mét con trá
chØ ra vÞ trÝ ®Çu môc PDU MAC tiÕp theo b¾t ®Çu bªn trong block FEC.
Khu«n d¹ng PDU TC cho phÐp ®ång bé hãa l¹i PDU MAC tiÕp sau trongtrêng hîp block FEC tríc ®ã cã nh÷ng lçi kh«ng thÓ phôc håi ®îc. Kh«ng cã
líp TC, mét SS hay BS nhËn sÏ mÊt toµn bé phÇn cßn l¹i cña mét "burst" khi mét
lçi kh«ng thÓ söa ch÷a xuÊt hiÖn.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 33/140
33
Nãi tãm l¹i víi c¸c nÐt ®Æc trng cña líp vËt lý nã sÏ cã mét sè lîi Ých nh
sau:
· Víi ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ 256 point FFT OFDM, nã sÏ t¹o ra nh÷ng sù
hç trî cho viÖc x©y dùng c¸c ®Þa chØ m¹ng ®a ®êng trong m«i trêngLOS ë vïng Outdoor vµ NLOS.
· Víi kh¶ n¨ng thÝch øng ®iÒu chÕ vµ ph¬ng ph¸p m· hãa cã kh¶ n¨ng
tù hiÖu chØnh lçi trong mét côm RF, ®· ®¶m b¶o ®é m¹nh cho c¸c kªnh
RF trong khi vÉn ®¶m b¶o sè bÝt / gi©y cho mçi mét khèi c¸c thuª bao
lµ lín nhÊt.
· Víi viÖc hç trî truy nhËp TDD vµ FDD, th× viÖc thay ®æi ®Þa chØ trªn
toµn diÖn réng ®îc quy ®Þnh ë mét n¬i nµo ®ã hoÆc tÊt c¶ nh÷ng n¬icho phÐp.
· Víi ®é mÒm dÎo vÒ kÝch thíc cña kªnh, nã cung cÊp tÝnh mÒm dÎo
cÇn thiÕt cho sù ho¹t ®éng ë mét sè b¨ng tÇn kh¸c nhau víi sù thay ®æi
kªnh theo nhu cÇu trªn toµn thÕ giíi.
· Víi sù hç trî cña hÖ thèng anten smart, sÏ lµm t¨ng kh¶ n¨ng triÖt
nhiÔu nh vËy hÖ thèng sÏ lín lªn vµ gi¸ thµnh sÏ gi¶m xuèng.
TÊt c¶ c¸c ®Æc trng trªn ®Òu lµ nh÷ng yªu cÇu thiÕt yÕu c¬ së cho kü thuËt
FBWA outdoor ho¹t ®éng. TÝnh mÒm dÎo cña kÝch cì kªnh còng lµ mét ®iÒu b¾tbuéc nÕu nã muèn ®îc thùc thi trªn ph¹m vi toµn thÕ giíi. Khi mµ trong d¶i phæ
cho phÐp sù ho¹t ®éng trong hÖ thèng ph¶i tr¶ gi¸ cíc cho tõng MHz, th× ®ã lµ
vÊn ®Ò cÊp thiÕt cho viÖc triÓn khai hÖ thèng sö dông tÊt c¶ c¸c phÇn cña d¶i phæ
vµ cung cÊp tÝnh mÒm dÎo trong m¹ng tæ ong cellular.
2.2 Líp MAC
2.2.1 VÊn ®Ò vÒ c«ng nghÖ Giao thøc líp MAC cña IEEE 802.16 ®îc thiÕt kÕ cho c¸c øng dông truy
nhËp b¨ng réng kh«ng d©y. Nã ®¸p øng tèc ®é d÷ liÖu cao trªn c¶ hai tuyÕn
uplink vµ downlink. ThuËt to¸n truy nhËp vµ cÊp ph¸t b¨ng th«ng ph¶i ®¸p øng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 34/140
34
hµng tr¨m thiÕt bÞ ®Çu cuèi trªn mçi kªnh trong ®ã mçi thiÕt bÞ cã thÓ ®îc dïng
chung bëi nhiÒu ngêi dïng.
Do vËy c¸c dÞch vô phôc vô mçi ngêi dïng nµy lµ kh¸c nhau, gåm cã
tho¹i vµ d÷ liÖu ®îc ghÐp kªnh theo thêi gian, c¸c kÕt nèi IP hay VoIP. §Ó ®¸pøng c¸c dÞch vô kh¸c nhau nµy líp MAC ph¶i ®¸p øng c¶ hai dßng lu lîng
d¹ng liªn tôc (continuous) hay d¹ng xung (bursty). Ngoµi ra nh÷ng dÞch vô nµy
ph¶i ®¸p øng c¶ QoS trªn tõng lu lîng. Líp MAC 802.16 cho phÐp mét ph¹m
vi øng dông réng r·i tõ c¸c lo¹i dÞch vô t¬ng tù tíi c¸c d¹ng dÞch vô chuyÓn
giao bÊt ®ång bé (ATM) còng nh c¸c d¹ng míi nh tèc ®é khung ®îc ®¶m b¶o
(GFR guaranteed frame rate).
Giao thøc líp MAC còng hç trî c¸c yªu cÇu kh¸c nhau cña m¹ng
backhaul nh chuyÓn giao bÊt ®ång bé (ATM) hay c¸c giao thøc dùa trªn gãi d÷
liÖu. Líp con héi tô ®îc sö dông ®Ó ¸nh x¹ c¸c dßng lu lîng tõ líp truyÒn t¶i
tíi líp MAC, ®©y lµ mét líp dÞch vô mÒm dÎo ®Ó mang bÊt cø lo¹i lu lîng nµo.
Th«ng qua c¸c ®Æc tÝnh nh chÆn phÇn ®Çu t¶i tin, ®ãng gãi, ph©n ®o¹n líp héi tô
vµ líp MAC cã thÓ lµm viÖc cïng nhau t¹o mét c¬ chÕ truyÒn t¶i hiÖu suÊt h¬n.
VÊn ®Ò hiÖu suÊt truyÒn t¶i còng ®îc ®a ra ë gi÷a líp MAC vµ líp PHY.
VÝ dô nh s¬ ®å m· hãa vµ ®iÒu chÕ ®îc chØ ra ë burst profile cã thÓ ®iÒu chØnh
t¬ng øng víi mçi d¹ng burst vµ mçi thuª bao. Líp MAC cã thÓ sö dông burstprofile ®Ó ®¹t hiÖu suÊt b¨ng th«ng cao nhÊt víi ®iÒu kiÖn tuyÕn truyÒn dÉn tèt.
C¬ chÕ yªu cÇu/ cÊp ph¸t (request/ grant) gióp cho m¹ng cã thÓ më réng
quy m«, ®¹t hiÖu suÊt cao h¬n. HÖ thèng truy nhËp 802.16 sÏ kh«ng gi¶m hiÖu
suÊt khi nã phôc vô nhiÒu kÕt nèi trªn mçi thiÕt bÞ ®Çu cuèi, ®¸p øng nhiÒu møc
QoS trªn mçi thiÕt bÞ ®Çu cuèi vµ phôc vô sè lîng ngêi dïng lín nhÊt.
Trong khi viÖc cÊp ph¸t b¨ng th«ng më réng vµ c¬ chÕ QoS ®îc chuÈn
hãa th× chi tiÕt cña viÖc lËp lÞch tr×nh vµ c¬ chÕ qu¶n lý dµnh riªng cha ®îc
chuÈn hãa cung cÊp cho c¸c nhµ ®Çu t c¬ héi t¹o sù kh¸c biÖt trong thiÕt bÞ cñam×nh.
Cïng víi nh÷ng nhiÖm vô c¬ b¶n nh ®Þnh b¨ng th«ng, truyÒn t¶i d÷ liÖu
líp MAC cßn cã líp con b¶o mËt cung cÊp sù x¸c thùc m¹ng truy nhËp vµ thiÕt
lËp kÕt nèi tr¸nh viÖc trém dÞch vô, cung cÊp sù trao ®æi khãa vµ b¶o mËt d÷ liÖu
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 35/140
35
c¸ nh©n. §Ó ®¸p øng nhiÒu d¹ng líp vËt lý kh¸c nhau vµ c¸c yªu cÇu dÞch vô
kh¸c nhau ë b¨ng tÇn 2-11 GHz líp MAC cña 802.16a ph¶i ®îc n©ng cÊp ®Ó
cung cÊp yªu cÇu lÆp tù ®éng (automatic repeat request ARQ) vµ hç trî m¹ng
líi chø kh«ng chØ lµ kiÕn tróc m¹ng ®iÓm - ®a ®iÓm.Líp MAC gåm cã ba líp con: líp héi tô chuyªn biÖt dÞch vô giao tiÕp víi
c¸c líp bªn trªn, n»m trªn líp MAC con phÇn chung thùc hiÖn chøc n¨ng quan
träng cña líp MAC. Líp bªn díi lµ líp con b¶o mËt.
Quản lýliên kết
ARQBộ lập lịch
trìnhBảomật
Quản lý MAC Xử lý bursthướng lên
Lập lịchburst
hướngxuống
Lớp vật lý
điều khiểnquản lý kết
nối
Quản lý cấu
hình
Hệ thống quản
trị mạng
Tập hợp các
gói hướng lênPhân lớp góihướng xuống
SSCS
CPSHàng đợi dựa trên QoS
Kiến trúc Service Flow
Lớp ứng dụng
PHY
H×nh 2.7: S¬ ®å khèi chøc n¨ng líp MAC
2.2.2 Líp con héi tô chuyªn biÖt dÞch vô
Líp con héi tô chuyªn biÖt c¸c dÞch vô n»m trªn líp MAC phÇn chung.
Th«ng qua SAP líp MAC phÇn chung sÏ cung cÊp c¸c dÞch vô cho líp héi tô
phÇn chung. ChuÈn IEEE 802.16 x¸c ®Þnh hai líp con héi tô chuyªn biÖt c¸c dÞch
vô ®Ó ¸nh x¹ c¸c dÞch vô tíi vµ tõ c¸c kÕt nèi líp MAC. Líp héi tô phÇn chung
thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng cô thÓ sau:
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 36/140
36
· NhËn c¸c PDU tõ c¸c líp cao h¬n.
· Thùc hiÖn ph©n lo¹i c¸c PDU cña c¸c líp trªn.
· Xö lý c¸c PDU dùa trªn sù ph©n lo¹i.
· §a c¸c CS PDU ®Õn c¸c MAC SAP t¬ng øng.
· NhËn c¸c CS PDU tõ c¸c thùc thÓ ngang hµng.
2.2.2.1 Líp con héi ATM
Líp con héi tô ATM sö dông cho c¸c dÞch vô ATM, nhËn c¸c cell ATM tõ
c¸c líp ATM thùc hiÖn ph©n líp , chÆn mµo ®Çu t¶i tin, vµ ®a c¸c CS PDU ®Õn
c¸c MAC SAP t¬ng øng.
2.2.2.1.1 D¹ng PDU
H×nh 2.8: D¹ng PDU cña líp héi tô con ATM
PDU cña líp héi tô con ATM cã hai phÇn: phÇn mµo ®Çu PDU vµ phÇn t¶I
tin PDU nh h×nh 2.8.
2.2.2.1.2 Sù ph©n líp
Mét kÕt nèi ATM ®îc x¸c ®Þnh bëi hai gi¸ trÞ nhËn d¹ng ®êng ¶o VPI
(Virtual Path Identifier) vµ nhËn d¹ng kªnh ¶o VCI (Virtual Channel Identifer)
trong m« h×nh chuyÓn m¹ch theo ®êng hay chuyÓn m¹ch theo kªnh. Trong m«
h×nh chuyÓn m¹ch theo ®êng tÊt c¶ c¸c VCI trong mét VPI sÏ tù ®éng ®îc ¸nh
x¹ ®Õn lèi ra cña VPI. Trong m« h×nh chuyÓn m¹ch theo kªnh c¸c gi¸ trÞ
VPI/VCI sÏ ®îc ¸nh x¹ ®Õn c¸c VPI/VCI t¬ng øng. Khi thùc hiÖn chÆn phÇn
mµo ®Çu t¶i tin th× sÏ ph©n biÖt hai lo¹i m« h×nh nµy riªng.
M« h×nh chuyÓn m¹ch VP
Trong m« h×nh nµy trêng VPI dµnh 12 bÝt cho giao tiÕp m¹ng - m¹ng(NNI) vµ 8 bit cho giao tiÕp ngêi dïng - m¹ng (UNI) ®îc ¸nh x¹ tíi CID 16
bit.
Mµo ®ÇuATM CS PDU T¶i tin ATM CS PDU
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 37/140
37
M« h×nh chuyÓn m¹ch VC
Trong m« h×nh nµy trêng VPI vµ VCI cã tæng sè 28 bit cho NNI vµ 24 bit cho
UNI, còng ®îc ¸nh x¹ tíi CID. Tuy nhiªn ph¹m vi cña VPI/ VCI lµ 2 28 cho NNI
vµ 224 UNI kh«ng ®îc hç trî cïng mét lóc. 2.2.2.1.3 ChÆn mµo ®Çu t¶i tin (PHS payload header suppression)
ChÆn phÇn mµo ®Çu t¶i tin, b¶n sao cña phÇn mµo ®Çu t¶i tin sÏ ®îc lo¹i
bá ë bªn göi vµ ®îc kh«i phôc t¹i bªn nhËn. Khi kh«ng cã chÆn mµo ®Çu t¶i tin
th× kh«ng mét phÇn nµo cña phÇn mµo ®Çu ®îc lo¹i bá kÓ c¶ HEC (Header Error
Check). Kh¶ n¨ng nµy cung cÊp sù toµn vÑn phÇn mµo ®Çu cell. ViÖc cã ¸p dông
PHS trong kÕt nèi ATM hay kh«ng ®îc chØ ra trong th«ng ®iÖp DSA-REQ ë qu¸
tr×nh t¹o kÕt nèi, ®ång thêi m« h×nh VPI hay VCI còng sÏ ®îc chØ ra trong th«ng
®iÖp nµy.
PHS cña kÕt nèi ATM dùa trªn chuyÓn m¹ch ®êng:
H×nh 2.9: CS PDU trong kÕt nèi ATM dùa trªn chuyÓn m¹ch ®êng
PTI: payload type indicator
CLP: cell loss priority
PHS cña kÕt nèi ATM dùa trªn chuyÓn m¹ch kªnh:
H×nh 2.10: CS PDU trong kÕt nèi ATM dùa trªn chuyÓn m¹ch kªnh
Mµo ®Çu T¶i tin cell ATMATM CS (48 bit)
PTI CLP cha sö dông VCI(3 bit) (1 bit) (4 bit) (16 bit)
Mµo ®Çu T¶i tin cell ATMATM CS (48 bit)
PTI CLP cha sö (3 bit) (1 bit) dông (4 bit)
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 38/140
38
2.2.2.1.4 Thñ tôc b¸o hiÖu
Giao diÖn ATM hç trî 3 lo¹i kÕt nèi:
· Kªnh ¶o chuyÓn m¹ch SVC ( switched virtual circuit)
· Kªnh ¶o cè ®Þnh PVC (permanent virtual circuit )
· Kªnh ¶o cè ®Þnh mÒm soft PVC (soft permanent virtual circuit)
Tõ “cè ®Þnh” ¸m chØ r»ng kªnh ®îc thiÕt lËp cho môc ®Ých qu¶n lý. MÆc
dï c¶ PVC vµ Soft PVC ®Òu ®îc thiÕt lËp ®Ó qu¶n lý nhng PCV dïng cho qu¸
tr×nh xö lý dù phßng cßn soft PVC ®îc sö dông ®Ó b¸o hiÖu.
M¹ng ATM sö dông b¸o hiÖu kªnh chung (CCS common channel
signaling) trong ®ã th«ng ®iÖp b¸o hiÖu ®îc truyÒn trªn nh÷ng kÕt nèi ®éc lËp
víi kÕt nèi cña ngêi sö dông. Mét kªnh b¸o hiÖu sÏ mang tÝn hiÖu b¸o hiÖu cñamét sè ngêi dïng nhÊt ®Þnh.
Kªnh ¶o chuyÓn m¹ch chÞu tr¸ch nhiÖm khëi t¹o thñ tôc b¸o hiÖu b»ng
viÖc ph¸t ®i mét th«ng ®iÖp b¸o hiÖu t¬ng øng vµ thùc hiÖn viÖc ¸nh x¹ c¸c
th«ng ®iÖp b¸o hiÖu ATM tíi MAC CPS.
Kªnh ¶o cè ®Þnh mÒm (soft PVC) ®îc sö dông trong hÖ thèng qu¶n trÞ
m¹ng. Kªnh nµy cã nhiÖm cô thiÕt lËp vµ gi¶i phãng kÕt nèi khi cuéc liªn l¹c kÕt
thóc hay trong trêng hîp chuyÓn hÖ thèng hay tuyÕn liªn kÕt bÞ lçi. Bªn c¹nh ®ã
còng cã nhiÖm vô chuyÓn th«ng ®iÖp b¸o hiÖu tíi MAC CPS.
2.2.2.2 Líp con héi tô gãi
Líp con héi tô gãi n»m trªn líp MAC CPS, dïng cho c¸c dÞch vô gãi nh
IPv4, IPv6, Ethernet, m¹ng LAN ¶o (VLAN). NhiÖm vô chÝnh cña líp con nµy lµ
ph©n lo¹i ®¬n vÞ d÷ liÖu dÞch vô (SDU) tíi c¸c kÕt nèi MAC tháa ®¸ng, duy tr× vµ
cho phÐp c¸c th«ng sè QoS vµ cho phÐp cÊp ph¸t b¨ng th«ng.
ViÖc ¸nh x¹ cã rÊt nhiÒu d¹ng kh¸c nhau tïy thuéc vµo c¸c lo¹i dÞch vô.
Ngoµi c¸c chøc n¨ng c¬ b¶n nµy líp con héi tô cã thÓ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng
tinh vi h¬n nh chÆn phÇn mµo ®Çu t¶i tin vµ t¸i t¹o n©ng cÊp hiÖu suÊt tuyÕn
truyÒn dÉn. Chøc n¨ng cô thÓ nh sau:
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 39/140
39
· Ph©n líp c¸c PDU giao thøc líp cao h¬n tíi nh÷ng kÕt nèi t¬ng
øng.
· ChÆn phÇn mµo ®Çu t¶i tin.
· §a c¸c CS PDU tíi c¸c MAC SAP liªn kÕt víi c¸c dßng dÞch vô ®ÓchuyÓn sang c¸c MAC SAP ngang hµng.
· NhËn c¸c CS PDU tõ c¸c MAC SAP ngang hµng.
· X©y dùng l¹i bÊt kú mét th«ng tin nµo cña phÇn mµo ®Çu t¶i tin.
CS bªn göi sÏ chÞu tr¸ch nhiÖm ®a MAC SDU tíi c¸c MAC SAP. Líp
MAC sÏ ®a MAC SDU tíi MAC SDU ngang hµng theo phï hîp víi QoS, ph©n
®o¹n, ghÐp nèi vµ c¸c chøc n¨ng kh¸c liªn quan ®Õn c¸c ®Æc tÝnh cña dßng dÞch
vô. Bªn nhËn sÏ chuyÓn c¸c MAC SDU tíi c¸c líp giao thøc cao h¬n.
2.2.2.2.1 D¹ng MAC SDU
C¸c PDU líp cao h¬n ®îc bäc trong d¹ng MAC SDU nh h×nh 2.11
H×nh 2.11: D¹ng MAC SDU
Trong SDU cã trêng PHSI 8 bit lµ trêng chØ dÉn chÆn mµo ®Çu t¶i tin.
NÕu gi¸ trÞ trêng nµy b»ng 0 th× kh«ng cã PHS trong SDU.
2.2.2.2.2 Sù ph©n líp
Ph©n líp lµ mét qu¸ tr×nh mµ MAC SDU ®îc ¸nh x¹ tíi c¸c kÕt nèitruyÒn dÉn cô thÓ gi÷a c¸c MAC ngang hµng. ViÖc ¸nh x¹ c¸c MAC SDU tíi mét
kÕt nèi t¹o sù liªn kÕt víi c¸c ®Æc tÝnh cña dßng dÞch vô cña kÕt nèi ®ã. §Ó cã thÓ
thùc hiÖn ph©n líp tõng gãi tin cÇn cã c¸c th«ng tin nh thø tô u tiªn ph©n líp,
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 40/140
40
tham chiÕu tíi CID hay lo¹i gãi tin cña c¸c giao thøc cô thÓ (vÝ dô nh gãi tin
IP).
NÕu kh«ng cã c¸c th«ng tin ph©n líp nµy gãi tin sÏ ®îc ®Õn nh÷ng kÕt nèi
mÆc ®Þnh hoÆc bÞ lo¹i bá. ViÖc ph©n líp cã thÓ ®îc thªm vµo th«ng qua sù qu¶nlý m¹ng hoÆc th«ng qua sù ho¹t ®éng ®éng (nh b¸o hiÖu ®éng) hay giao thøc
SNMP.
2.2.2.2.3 ChÆn mµo ®Çu t¶i tin
ChÆn mµo ®Çu t¶i tin lµ b¶n sao cña th«ng tin mµo ®Çu cña líp cao h¬n sÏ
®îc hñy bá ë bªn göi vµ ®îc kh«i phôc l¹i ë bªn thu. Mçi SDU sÏ cã PHSI(
payload header suppression identify) chØ ra trêng chÆn mµo ®Çu t¶i tin PHSF (
payload header suppression field).
PHS cã mét trêng lµ PHSV (payload header suppression valid) ®Ó x¸c
nhËn phÇn t¶i tin tríc khi chÆn. PHS còng cã trêng PHSM cho phÐp lùa chän
nh÷ng byte sÏ kh«ng cÇn chÆn. PHSM ®îc sö dông khi göi nh÷ng byte thay ®æi
nh sè chuçi IP trong khi c¸c byte kh¸c kh«ng thay ®æi.
Bªn göi sö dông c¸c th«ng tin ph©n líp ®Ó ¸nh x¹ c¸c gãi tin trong c¸c
dßng dÞch vô. ViÖc ¸nh x¹ c¸c gãi tin liªn quan ®Õn quy t¾c PHS. Bªn nhËn sö
dông CID vµ PHSI ®Ó kh«i phôc PHSF. Mçi PHSF ®îc g¸n tíi mét PHSI, vµ sÏkh«ng thay ®æi. §Ó thay ®æi gi¸ trÞ PHSF trªn dßng dÞch vô ph¶i cã c¸c quy t¾c
PHS míi ®îc ®a ra. ChØ cã c¸c líp trªn míi cã thÓ t¹o ra c¸c quy t¾c PHS míi.
2.2.2.2.4 Qu¸ tr×nh chÆn mµo ®Çu t¶i tin
Khi SS nhËn ®îc mét gãi tin tõ líp héi tô gãi, nã sÏ so s¸nh c¸c byte
trong mµo ®Çu gãi tin víi c¸c byte trong PHSF nÕu phï hîp SS sÏ chÆn c¸c byte
trong PHSF híng lªn ngo¹i trõ byte ®îc che bëi PHSM. Sau ®ã SS g¾n PHSI
vµo ®Çu PDU vµ göi toµn bé MAC SDU tíi MAC SAP ®Ó truyÒn lªn híng lªn.Khi mét gãi tin ®îc nhËn bëi BS , BS sÏ kiÓm tra phÇn mµo ®Çu chung.BS
göi PDU tíi MAC SAP cña CID ®ã. Líp héi tô gãi sö dông CID vµ PHSI ®Ó t×m
ra PHSM, PHSF, PHSS. Sau ®ã BS tËp hîp c¸c gãi tin vµ xö lý nh mét gãi tin
b×nh thêng.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 41/140
41
2.2.3 Líp con phÇn chung (common part sublayer)
Nãi chung líp MAC ®îc thiÕt kÕ ®Ó hç trî kiÕn tróc ®iÓm - ®a ®iÓm víi
mét BS trung t©m cã thÓ xö lý nhiÒu sector ®éc lËp cïng mét lóc. Trªn c¸c tuyÕn
híng xuèng d÷ liÖu tíi SS ®îc ghÐp kªnh ph©n chia theo thêi gian. C¸c tuyÕnhíng lªn sö dông ®a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian (TDMA).
Líp MAC 802.16 lµ líp ®Þnh híng kÕt nèi. TÊt c¶ c¸c dÞch vô kh«ng kÕt
nèi sÏ ®îc ¸nh x¹ tíi mét kÕt nèi. Kh¶ n¨ng nµy cung cÊp mét c¬ chÕ ®¸p øng
b¨ng th«ng theo yªu cÇu g¸n QoS vµ c¸c th«ng sè lu lîng, qu¸ tr×nh truyÒn t¶i
vµ ®Þnh tuyÕn d÷ liÖu tíi c¸c líp con héi tô t¬ng øng.
C¸c kÕt nèi sÏ ®îc chØ ra bëi CID 16 bit vµ cã thÓ yªu cÇu b¨ng th«ng liªn
tôc hay b¨ng th«ng theo yªu cÇu. Mçi SS cã 48 bÝt ®Þa chØ MAC dïng ®Ó nhËn
d¹ng thiÕt bÞ. Trªn lèi vµo m¹ng SS ®îc g¸n 3 kÕt nèi qu¶n lý theo mçi híng. 3
kÕt nèi nµy ph¶n ¸nh c¸c yªu cÇu QoS kh¸c nhau bëi c¸c møc qu¶n lý kh¸c nhau.
KÕt nèi ®Çu tiªn lµ kÕt nèi c¬ b¶n ®îc dïng ®Ó chuyÓn c¸c th«ng ®iÖp líp
MAC víi thêi gian ng¾n, hay c¸c th«ng ®iÖp ®iÒu khiÓn liªn kÕt v« tuyÕn (RLC),
qu¶ng b¸ d÷ liÖu ban ®Çu, yªu cÇu b¨ng th«ng, ranging khëi ®Çu.
KÕt nèi thø hai lµ kÕt nèi chÝnh (primary) ®îc sö dông ®Ó chuyÓn c¸c
th«ng ®iÖp víi thêi gian dµi h¬n vµ cã thÓ cã ®é trÔ, thêng lµ c¸c th«ng ®iÖp x¸c
thùc hay thiÕt lËp kÕt nèiCuèi cïng lµ th«ng ®iÖp qu¶n lý thø cÊp ®îc dïng ®Ó chuyÓn c¸c th«ng
®iÖp qu¶n lý theo chuÈn nh Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP),
Trival File Transfer Protocol (TFTP) vµ Simple Network Management Protocol
(SNMP). Ngoµi nh÷ng kÕt nèi qu¶n lý nµy cßn cã kÕt nèi truyÒn t¶i ®Ó mang lu
lîng ngêi dïng
Ngoµi ra MAC cßn dù tr÷ c¸c kÕt nèi bæ sung cho nh÷ng môc ®Ých kh¸c
nh sù truy nhËp lóc khëi ®Çu trªn c¬ së c¹nh tranh, sù truyÒn qu¶ng b¸
(broadcast) cho ®êng xuèng còng nh cho b¸o hiÖu kiÓm tra tuÇn tù (polling).
2.2.3.1 MAC PDU
M« t¶ MAC PDU
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 42/140
42
MAC PDU lµ mét ®¬n vÞ d÷ liÖu trao ®æi gi÷a líp MAC cña BS vµ SS.
MAC PDU gåm cã mét mµo ®Çu MAC cã chiÒu dµi cè ®Þnh, vµ phÇn t¶i tin cã
chiÒu dµi biÕn ®æi, phÇn CRC tïy chän.
H×nh 2.12: MAC PDU
Cã hai d¹ng phÇn mµo ®Çu, ®îc ph©n biÖt bëi trêng HT. Mét lµ phÇn
mµo ®Çu chung (generic header) vµ phÇn mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng
(bandwidth request header). PhÇn mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng nµy kh«ng cã
phÇn t¶i tin ®i kÌm. MAC PDU chøa th«ng ®iÖp qu¶n lý líp MAC hoÆc d÷ liÖulíp con héi tô.
Cã 3 lo¹i mµo ®Çu con líp MAC (subheader):
· PhÇn mµo ®Çu con qu¶n lý cÊp phÐp ®îc SS dïng ®Ó chuyÓn ®æi c¸c
nhu cÇu qu¶n lý b¨ng th«ng tíi BS.
· PhÇn mµo ®Çu con ph©n ®o¹n chøa c¸c th«ng tin ®Ó chØ ra sù hiÖn diÖn
vµ ®Þnh híng trong phÇn t¶i tin cña bÊt kú ®o¹n SDU nµo.
·
PhÇn mµo ®Çu con ®ãng gãi dïng ®Ó chØ ra sù ®ãng gãi cña c¸c SDUtrong mét PDU.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 43/140
43
H
T = 0
E
C ( 1 )
R
s v ( 1 )
C I ( 1 )
R
s v ( 1 )
m s b
H×nh 2.13: CÊu tróc khung phÇn mµo ®Çu chung cña MAC PDU
PhÇn mµo ®Çu con ph©n ®o¹n vµ cÊp phÐp b¨ng th«ng ®îc chÌn ë trong
PDU ngay sau phÇn mµo ®Çu chung vµ ®îc chØ ra bëi trêng Type. PhÇn mµo®Çu con ®ãng gãi ®îc chÌn tríc mçi SDU còng ®îc chØ ra bëi trêng Type.
Tªn ChiÒu dµi
( bit)
M« t¶
CI 1 CRC Indicator
1: trong PDU cã CRC
0: Kh«ng cã CRC
CID 16 Connection Identifier: NhËn d¹ng kÕt nèiEC 1 Encryption Control
1: t¶i tin ®îc b¶o mËt
0: t¶i tin kh«ng ®îc b¶o mËt
EKS 2 Encryption Key Sequence: dïng ®Ó chØ ra sè cña khãa
b¶o mËt lu lîng vµ vector khëi ®Çu ®îc dïng ®Ó b¶o
mËt t¶i tin. Trêng nµy chØ cã nghÜa khi trêng ®iÒu
khiÓn m· hãa b¶o mËt cã gi¸ trÞ b»ng 1
HCS 8 Header Check SequenceDïng ®Ó ph¸t hiÖn lçi trong header, ®îc t¹o ra bëi ®a
thøc sinh: g(D)= D8- D2- D-1
HT 1 Header Type ( sÏ ®îc thiÕt lËp = 0)
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 44/140
44
LEN 11 Length
ChiÒu dµi ®îc tÝnh theo bytes MAC PDU gåm c¶ MAC
header
Type 6 Trêng nµy chØ ra lo¹i t¶i tin xuÊt hiÖn trong phÇn mµo®Çu con
B¶ng 2.4: C¸c trêng trong phÇn mµo ®Çu chung GH
H T = 1 ( 1 )
E C = 0 ( 1 )
m s b
H×nh 2.14: CÊu tróc khung phÇn mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng
Tªn ChiÒu dµi( bÝt)
M« t¶
BR 16 Yªu cÇu b¨ng th«ng.
Sè lîng byte SS yªu cÇu cho híng lªn. Yªu
cÇu b¨ng th«ng cho mét CID. Yªu cÇu nµy
kh«ng bao gåm phÇn mµo ®Çu líp vËt lý
CID 16 NhËn d¹ng kÕt nèi
EC 1 Lu«n ®îc thiÕt lËp b»ng 0
HCS 8 Chuçi kiÓm tra mµo ®Çu
HT 1 Lo¹i header = 1
Type 6 chØ ra lo¹i mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng
B¶ng 2.5: C¸c trêng trong phÇn mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 45/140
45
X©y dùng MAC PDU:
ChuÈn IEEE 802.16 ®· lîi dông viÖc kÕt hîp qu¸ tr×nh ph©n ®o¹n vµ ®ãng
gãi víi qu¸ tr×nh cÊp ph¸t b¨ng th«ng ®Ó t¹o ra sù mÒm dÎo vµ hiÖu qu¶ cao nhÊt.
ChuÈn IEEE 802.16 cho phÐp sù ph©n ®o¹n vµ ®ãng gãi x¶y ra cïng lóc ®Ó n©ngcao hiÖu suÊt sö dông b¨ng th«ng:
· GhÐp nèi: lµ qu¸ tr×nh ghÐp nèi nhiÒu MAC PDU trong mét lÇn truyÒn
dÉn. Qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn c¶ ë híng lªn vµ híng
xuèng.
· Ph©n ®o¹n: lµ qu¸ tr×nh ph©n chia mét MAC SDU vµo nhiÒu MAC
PDU. Kh¶ n¨ng nµy hç trî c¸c dÞch vô mµ MAC SDU cã kÝch
thíc rÊt lín nh c¸c øng dông truyÒn h×nh. Sù ph©n ®o¹n cãthÓ ®îc thùc hiÖn ë c¶ hai híng lªn vµ híng xuèng.
· §ãng gãi: lµ qu¸ tr×nh ®ãng gãi nhiÒu MAC SDU vµo mét MAC PDU.
Qu¸ tr×nh nµy còng ®îc thùc hiÖn ë c¶ híng lªn vµ híng
xuèng.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 46/140
46
H×nh 2.15: X©y dùng MAC PDU
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 47/140
47
TruyÒn dÉn MAC PDU:
Líp MAC cña chuÈn IEEE 802.16 hç trî c¸c giao thøc líp cao h¬n nh
ATM IP. Trªn lèi vµo c¸c MAC SDU tõ c¸c líp con héi tô t¬ng øng sÏ ®îc t¹o
d¹ng theo d¹ng cña MAC PDU tøc lµ cã thÓ ®îc ph©n ®o¹n hay ®ãng gãi tríckhi ®îc chuyÓn lªn c¸c c¸c kÕt nèi t¬ng øng phï hîp víi giao thøc líp MAC.
Sau khi ®îc chuyÓn lªn c¸c tuyÕn truyÒn dÉn MAC PDU sÏ ®îc kh«i phôc l¹i
thµnh c¸c SDU gèc, do vËy viÖc ®iÒu chØnh d¹ng khung ®îc thùc hiÖn bëi líp
MAC lµ trong suèt ®èi víi bªn nhËn d÷ liÖu.
H×nh 2.16: M« t¶ PDU vµ SDU trong ng¨n giao thøc
2.2.3.2 Hç trî líp vËt lý vµ cÊu tróc khung
MAC IEEE 802.16 hç trî c¶ TDD lÉn FDD. Trong FDD, c¸c ®êng xuèng
"continuous" (liªn tôc) vµ "burst" (kh«ng liªn tôc) ®Òu ®îc hç trî. C¸c ®êng
xuèng “continuous” cã tÝnh ®Õn c¸c kü thuËt n©ng cao hiÖu suÊt nh “interleaving” (chÌn). C¸c ®êng xuèng “burst” (hoÆc FDD hoÆc TDD) cho phÐp
sö dông nhiÒu kü thuËt n©ng cao kh¶ n¨ng vµ dung lîng h¬n nh burst-profiling
thÝch øng møc thuª bao vµ c¸c hÖ thèng ¨ngten c¶i tiÕn.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 48/140
48
D¹ng liªn tôc: c¸c kªnh híng lªn vµ híng xuèng sö dông tÇn sè kh¸c
nhau do vËy chóng cã thÓ truyÒn tin vµ nhËn tin cïng lóc. Ngoµi ra viÖc truyÒn
ph¸t ë c¶ hai híng kh«ng cè ®Þnh ®é dµi cña mét khung. Trong lo¹i hÖ thèng
nµy c¸c kªnh híng xuèng sÏ truyÒn tin liªn tôc vµ c¸c thuª bao còng ph¶i lu«nlu«n l¾ng nghe nã. Do ®ã l lîng ®îc göi theo c¸ch qu¶ng b¸ sö dông TDM
trong c¸c kªnh híng xuèng. C¸c kªnh híng lªn sö dông TDMA.
D¹ng burst: c¸c kªnh híng lªn vµ híng xuèng cã thÓ sö dông tÇn sè
riªng vµ d÷ liÖu híng xuèng truyÒn ph¸t trong c¸c burst. §é dµi khung lµ cè
®Þnh cho c¶ híng lªn vµ híng xuèng. Tuy nhiªn chóng cã thÓ sö dông c¸c lo¹i
®iÒu chÕ kh¸c nhau vµ còng cho phÐp sö dông m« h×nh song c«ng lÉn b¸n song
c«ng.
MAC x©y dùng khung con (subframe) cña híng xuèng b¾t ®Çu víi mét
®o¹n ®iÒu khiÓn khung cã chøa c¸c th«ng ®iÖp DL-MAP vµ UL-MAP. Chóng chØ
ra nh÷ng chuyÓn tiÕp PHY trªn híng xuèng còng nh sù cÊp ph¸t b¨ng th«ng vµ
c¸c burst-profile ë híng lªn.
DL-MAP lu«n cã thÓ øng dông cho khung hiÖn thêi vµ lu«n cã ®é dµi tèi
thiÓu lµ hai block FEC. Sù chuyÓn tiÕp PHY ®Çu tiªn ®îc biÓu thÞ trong block
FEC ®Çu tiªn, cho phÐp thêi gian xö lý thÝch øng. Trong c¶ hai hÖ thèng TDD vµ
FDD, UL-MAP cung cÊp c¸c ®Þnh vÞ b¾t ®Çu kh«ng muén h¬n khung híngxuèng tiÕp theo. Tuy vËy, UL-MAP cã thÓ ®Þnh vÞ sù khëi ®Çu khung hiÖn thêi,
miÔn lµ nh÷ng thêi gian xö lý vµ nh÷ng ®é trÔ toµn phÇn (round-trip delay) ph¶i
®îc gi¸m s¸t.
2.2.3.3 §iÒu khiÓn tuyÕn v« tuyÕn (Radio link Control)
C«ng nghÖ n©ng cÊp líp vËt lý yªu cÇu sù ®iÒu khiÓn tuyÕn v« tuyÕn cao
cÊp t¬ng øng ®Æc biÖt lµ kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi tõ d¹ng burst profile nµy sang
d¹ng burst profile kh¸c. RLC ph¶i kiÓm so¸t nh÷ng kh¶ n¨ng nµy nh chøc n¨ng
truyÒn thèng cña RLC trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn c«ng suÊt vµ ranging.
RLC b¾t ®Çu víi viÖc qu¶ng b¸ BS ë burst profile theo chu kú ®Ó lùa chän
tuyÕn lªn vµ tuyÕn xuèng. §Æc biÖt d¹ng burst profile sö dông trªn mçi kªnh
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 49/140
49
®îc lùa chän dùa trªn mét sè nh©n tè nh ma hay kh¶ n¨ng cña thiÕt bÞ. D¹ng
burst profile ë híng xuèng cã DIUC Downlink Interval Usage Code cßn ë
híng lªn cã UIUC (Uplink Interval Usage Code). Trong qu¸ tr×nh khëi t¹o SS
thùc hiÖn khëi t¹o møc c«ng suÊt vµ ranging b»ng mét yªu cÇu RNG- REQ(ranging request message). Sù ®iÒu chØnh thêi ®iÓm ph¸t cña SS còng nh c«ng
suÊt sÏ ®îc ®¸p l¹i trong th«ng ®iÖp RNG-RSP. Trong qu¸ tr×nh ranging vµ
chØnh c«ng suÊt BS cã thÓ ph¸t th«ng ®iÖp RNG-RSP tù nguyÖn ®Ó ra lÖnh cho SS
®iÒu chØnh c«ng suÊt vµ ®Þnh thêi cña nã
Trong qu¸ tr×nh ranging khëi ®Çu SS sÏ yªu cÇu ®îc phôc vô trong tuyÕn
xuèng th«ng qua burst profile ®Æc biÖt víi viÖc ph¸t ®i sù lùa chän DIUC cña nã
tíi BS. Sù lùa chän nµy dùa trªn chÊt lîng tÝn hiÖu híng xuèng nã nhËn ®îc,
vµ ®îc thùc hiÖn tríc hay trong qu¸ tr×nh ranging khëi ®Çu.
BS cã thÓ cho phÐp hoÆc lo¹i bá sù lùa chän nµy trong th«ng ®iÖp tr¶ lêi
qu¸ tr×nh ranging. T¬ng tù nh vËy BS sÏ gi¸m s¸t qu¸ tr×nh chÊt lîng tÝn hiÖu
híng lªn nã nhËn ®îc tõ SS. BS ra lÖnh cho SS sö dông c¸c d¹ng burst profile
híng lªn cô thÓ b»ng c¸ch gép burst profile UIUC trong th«ng ®iÖp UL- MAP.
Sau qu¸ tr×nh quyÕt ®Þnh burst profile híng lªn vµ híng xuèng gi÷a BS
vµ SS cô thÓ, RLC sÏ tiÕp tôc gi¸m s¸t ®iÒu khiÓn burst profile. Trong ®iÒu kiÖn
kh¾c nghiÖt nh ma lµm mê tÝn hiÖu nã cã thÓ b¾t SS ®a ra yªu cÇu burstprofile m¹nh h¬n, trong ®iÒu kiÖn m«i trêng tèt nã cã thÓ cho phÐp SS ho¹t
®éng víi nhiÒu d¹ng burst profile m¹nh h¬n.
RLC tiÕp tôc t¹o sù thÝch nghi gi÷a burst profile tuyÕn lªn vµ tuyÕn xuèng
cña SS ®Ó ®¹t ®îc sù c©n b»ng gi÷a hiÖu suÊt vµ ®é m¹nh cña burst profile. V×
BS liªn tôc gi¸m s¸t ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu híng lªn nªn viÖc thay ®æi burst profile
cho SS rÊt ®¬n gi¶n, BS chØ cÇn chØ ra d¹ng burst profile trong UIUC khi nµo cÊp
phÐp b¨ng th«ng cho SS.
ViÖc nµy lo¹i bá nhu cÇu b¸o x¸c nhËn ACK v× SS lu«n lu«n nhËn ®îc c¶UIUC vµ cÊp phÐp do vËy kh«ng cã sù kh«ng phï hîp gi÷a BS vµ SS. Trong
tuyÕn híng xuèng, SS sÏ lµ bªn gi¸m s¸t chÊt lîng tÝn hiÖu nhËn ®îc vµ còng
nh vËy d¹ng burst profile cã thÓ thay ®æi, tuy nhiªn BS sÏ ®iÒu khiÓn sù thay ®æi
nµy. Cã hai ph¬ng ph¸p cho SS ®Ó yªu cÇu sù thay ®æi burst profile tuyÕn xuèng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 50/140
50
tïy thuéc vµo viÖc SS ho¹t ®éng ë m« h×nh cÊp phÐp trªn mçi kÕt nèi hay cÊp
phÐp cho mçi SS. ë ph¬ng ph¸p thø nhÊt BS sÏ ®Þnh ra kho¶ng c¸ch duy tr× gi÷a
tr¹m vµ SS, SS cã thÓ sö dông th«ng ®iÖp RNG - REQ ®Ó yªu cÇu thay ®æi d¹ng
burst profile híng xuèng. Ph¬ng ph¸p ®îc u tiªn h¬n lµ SS ph¸t ®i yªu cÇuthay ®æi burst profile híng xuèng DBPC-REQ (downlink burst profile request).
BS cã thÓ tõ chèi hoÆc ®ång ý thay ®æi. Nhîc ®iÓm lµ giao thøc nµy cã thÓ bÞ lçi
bÝt (kh«ng thÓ kh«i phôc ®îc nªn ph¶i rÊt cÈn thËn trong qu¸ tr×nh x©y dùng
khung)
2.2.3.4 Polling
Polling lµ mét qu¸ tr×nh ®îc BS sö dông ®Ó ®Þnh ra c¬ héi yªu cÇu b¨ngth«ng cho SS. Khi BS muèn th«ng b¸o cho SS vÒ mét kh¶ n¨ng yªu cÇu b¨ng
th«ng, nã sÏ sö dông thµnh phÇn th«ng tin cña th«ng ®iÖp UL-MAP (UL-MAP
IE). UL-MAP IE sÏ cÊp ®Çy ®ñ b¨ng th«ng cho SS hoÆc SS ®îc phÐp yªu cÇu
b¨ng th«ng trong mét kho¶ng thêi gian ®· chØ ra. C¬ héi yªu cÇu b¨ng th«ng cã
thÓ ®îc thùc hiÖn theo d¹ng unicast, multicast hay broadcast. Polling ®îc thùc
hiÖn trªn kÕt nèi c¬ b¶n.
Unicast
Khi mét SS ®îc kiÓm so¸t riªng, sÏ kh«ng cã mét th«ng ®iÖp riªng nµo®îc göi tíi nã ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh polling. ViÖc chØ ra b¨ng th«ng cho SS sÏ
®îc thùc hiÖn trong UL-MAP. NÕu SS kh«ng cÇn b¨ng th«ng nã sÏ nhåi ®Çy c¸c
bÝt 1 trong phÇn th«ng tin cña UL-MAP (0xFF). C¸c SS ho¹t ®éng trong m« h×nh
cÊp ph¸t b¨ng th«ng cho tõng SS (GPSS) sÏ cã mét kÕt nèi cÊp ph¸t b¨ng th«ng tù
nguyÖn sÏ kh«ng cÇn thùc hiÖn qu¸ tr×nh polling trõ khi chóng thiÕt lËp bÝt Poll-
Me trong phÇn mµo ®Çu cña gãi tin thuéc kÕt nèi UGS.
Multicast vµ broadcast
NÕu cã nhiÒu SS cïng thiÕu b¨ng th«ng, c¸c SS nµy sÏ ®îc kiÓm so¸t
trong c¸c th«ng ®iÖp Polling multicast hay broadcast. ViÖc cÊp phÐp b¨ng th«ng
sÏ ®îc chØ ra trong c¸c kÕt nèi broadcast hay multicast.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 51/140
51
Khi qu¸ tr×nh polling ®îc chØ ra t¹i c¸c th«ng ®iÖp qu¶ng b¸ hay
multicast, mét SS thuéc nhãm nhËn ®îc th«ng ®iÖp nµy cã thÓ yªu cÇu b¨ng
th«ng trong kho¶ng thêi gian ®· ®îc chØ ra trong kÕt nèi ®ã, yªu cÇu nµy sÏ
®îc göi ®i trong UL-MAP bëi phÇn th«ng tin yªu cÇu (request IE).§Ó gi¶m kh¶ n¨ng xung ®ét víi c¸c th«ng ®iÖp polling multicast vµ
broadcast c¸c yªu cÇu cña SS sÏ sö dông c¬ chÕ c¹nh tranh lùa chän mét khe ®Ó
truyÒn ph¸t ®i yªu cÇu b¨ng th«ng khëi ®Çu. Nhng th«ng ®iÖp yªu cÇu kh«ng
yªu cÇu b¨ng th«ng sÏ kh«ng ®îc ph¸t ®i trong kho¶ng thêi gian yªu cÇu b¨ng
th«ng multicast vµ broadcast nµy.
SS cã thÓ cho r»ng viÖc ph¸t ®i th«ng ®iÖp cña nã cã thÓ kh«ng thµnh c«ng
nÕu kh«ng cã sù cÊp phÐp nµo mµ nã nhËn ®îc sau kho¶ng thêi gian timeout, nã
sÏ liªn tôc ph¸t ®i yªu cÇu nÕu kho¶ng thêi gian mµ BS ®Þnh ra cha kÕt thóc.
Bit Poll-Me
SS sö dông kÕt nèi cÊp ph¸t b¨ng th«ng tù nguyÖn sÏ thiÕt lËp bÝt Poll-Me
(trong phÇn mµo ®Çu qu¶n lý cÊp phÐp) cña gãi tin MAC thuéc kÕt nèi cÊp phÐp
tù nguyÖn (UGS).
Th«ng thêng c¸c SS sÏ kh«ng yªu cÇu b¨ng th«ng nhng khi muèn ®îc
t¹o c¬ héi yªu cÇu b¨ng th«ng SS sÏ ph¶i thiÕt lËp bÝt Poll-Me. Tuy nhiªn viÖcyªu cÇu b¨ng th«ng còng cã thÓ x¶y ra trong trêng hîp mµ c¸c kÕt nèi UGS
kh«ng ®¸p øng c¸c th«ng sè QoS nhÊt ®Þnh. Mét BS ph¸t hiÖn ra yªu cÇu nµy sÏ
®¸p øng ngay. §Ó gi¶m kh¶ n¨ng bá lì bÝt poll- Me SS sÏ thiÕt lËp tÊt c¶ c¸c bÝt
trong phÇn mµo ®Çu qu¶n lý cÊp phÐp thuéc MAC UGS.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 52/140
52
H×nh 2.17: Sö dông bit poll- me
2.2.3.5 DÞch vô lËp lÞch tr×nh híng lªn
Mçi kÕt nèi ë híng lªn ®Òu ®îc ¸nh x¹ tíi dÞch vô lËp lÞch tr×nh. Mçi
dÞch vô lËp lÞch tr×nh nµy ®Òu ®îc liªn kÕt víi mét lo¹t c¸c quy t¾c nh sù chÞu
tr¸ch nhiÖm cña BS ®Ó ®Þnh ra dung lîng tuyÕn lªn, c¸c giao thøc yªu cÇu cÊpphÐp gi÷a SS vµ BS. C¸c chi tiÕt cô thÓ vµ c¸c dÞch vô lËp lÞch tr×nh ®îc sö dông
cho kÕt nèi híng lªn sÏ ®îc ®µm ph¸n trong thêi ®iÓm thiÕt lËp kÕt nèi.
DÞch vô cÊp phÐp tù nguyÖn ®îc sö dông chÝnh cho c¸c dÞch vô thêi
gian thùc, ®ång bé víi c¸c dßng d÷ liÖu cã ®é dµi cè ®Þnh trong kho¶ng thêi gian
®Þnh kú, nh ATM tèc ®é bÝt cè ®Þnh, T1/E1 trªn ATM hay VoIP. Trong c¸c
dÞch vô nµy BS ®a ra c¸c nh÷ng cÊp phÐp cho nh÷ng d÷ liÖu cã chiÒu dµi cè ®Þnh
®îc t¹o ra theo chu kú. Kh¶ n¨ng nµy ®îc ®µm ph¸n trong qu¸ tr×nh thiÕt lËp
kÕt nèi, kh«ng cho phÐp SS göi c¸c yªu cÇu xin b¨ng th«ng.
DÞch vô kiÓm so¸t vßng thêi gian thùc (real-time polling service) ®îc
®a ra hç trî c¸c dßng dÞch vô thêi gian thùc víi kÝch thíc gãi kh¸c nhau theo
chu kú vÝ dô nh h×nh ¶nh MPEG. DÞch vô nµy t¹o ra nh÷ng c¬ héi yªu cÇu c¸c
øng dông thêi gian thùc, chu kú hay ®¬n híng, nã cßn cho phÐp SS chØ ra kÝch
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 53/140
53
thíc cÊp phÐp nã cÇn. DÞch vô nµy yªu cÇu nhiÒu phÇn mµo ®Çu h¬n dÞch vô cÊp
phÐp b¨ng th«ng tù nguyÖn nhng cho phÐp nhiÒu kÝch thíc b¨ng th«ng kh¸c
nhau, tèi u hãa hiÖu suÊt sö dông b¨ng th«ng.
C¸c dÞch vô kiÓm so¸t kh«ng yªu cÇu thêi gian thùc (The Non-Real-Time Polling Service (nrtPS) hç trî c¸c dßng dÞch vô kh«ng cÇn thêi gian thùc
yªu cÇu kÝch thíc lo¹i burst cÊp phÐp d÷ liÖu kh¸c nhau, vÝ dô nh yªu cÇu b¨ng
th«ng cao h¬n cho FTP. DÞch vô nµy ®a ra sù kiÓm so¸t vßng t¹i thêi ®iÓm yªu
cÇu, nã ®¶m b¶o r»ng c¸c dßng lu lîng nhËn ®îc c¬ héi yªu cÇu thËm chÝ
trong thêi gian m¹ng bÞ t¾c nghÏn. BS sÏ kiÓm so¸t CID nrtPS ë tõng gi©y mét
hoÆc Ýt h¬n. DÞch vô nµy thùc hiÖn trªn nh÷ng kÕt nèi cã ®é trÔ lín vµ Ýt nhËy
c¶m víi trÔ jiter, phï hîp víi c¸c øng dông nh truy nhËp internet víi tèc ®é ®¶m
b¶o tèi thiÓu vµ dïng cho nh÷ng kÕt nèi ATM GFR.
DÞch vô nç lùc tèt nhÊt (Best Effort Service) lµ nh÷ng dÞch vô kh«ng
liªn quan ®Õn th«ng lîng, sù ®¶m b¶o ®é trÔ nhÊt ®Þnh. C¸c kÕt sö dông c¬ héi
yªu cÇu b¨ng th«ng dùa trªn sù c¹nh tranh. DÞchvô nç lùc tèt nhÊt lµ dÞch vô sö
dông b¨ng th«ng hiÖu qu¶ nhÊt v× nã kh«ng dµnh riªng b¨ng th«ng cho c¸c thuª
bao hiÖn kh«ng cÇn ®Õn.
2.2.3.6 CÊp ph¸t vµ yªu cÇu b¨ng th«ng Yªu cÇu ®a ra mét c¬ chÕ cho phÐp SS chØ ra cho c¸c BS r»ng chóng cÇn
thªm b¨ng th«ng ë híng lªn. Yªu cÇu nµy cã thÓ ®îc t¹o ra ®éc lËp hay l;µ
th«ng ®iÖp Piggybacked Request Bëi v× c¸c burst profile cã thÓ thay ®æi ®éng, tÊt
c¶ c¸c yªu cÇu xin b¨ng th«ng sÏ ®îc t¹o nªn bëi sè lîng byte cÇn thiÕt ®îc
mang trong phÇn header hay trong phÇn t¶i tin nhngkh«ng cã trong phÇn mµo
®Çu líp vËt lý. Yªu cÇu b¨ng th«ng chØ ®îc truyÒn ®i trong kho¶ng thêi gian
sau:
+ Request IE
+ BÊt kú Data Grant Burst Type IE
Yªu cÇu b¨ng th«ng cã thÓ lµ xin thªm b¨ng th«ng hay gi¶m bít b¨ng
th«ng. Khi BS nhËn ®îc yªu cÇu xin thªm b¨ng th«ng. Nã sÏ thªm mét lîng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 54/140
54
b¨ng th«ng nhÊt ®Þnh cho kÕt nèi ®ang cÇn. Khi BS nhËn ®îc yªu cÇu c¾t bít
b¨ng th«ng nã sÏ thay thÕ lîng b¨ng th«ng hiÖn t¹i b»ng lîng b¨ng th«ng cÇn
thiÕt.
Trong phÇn mµo ®Çu yªu cÇu b¨ng th«ng sÏ cã mét trêng type chØ ra lo¹iyªu cÇu b¨ng th«ng. Tuy nhiªn yªu cÇu b¨ng th«ng Piggybacked kh«ng cã
trêng nµy nªn yªu cÇu b¨ng th«ng Pggybacked lu«n dïng ®Ó xin thªm b¨ng
th«ng. B¶n chÊt tù söa lçi cña giao thøc yªu cÇu /cÊp phÐp yªu cÇu c¸c SS ph¶i sö
dông yªu cÇu gi¶m bít b¨ng th«ng theo chu kú. Kho¶ng chu kú nµy lµ mét chøc
n¨ng cña dÞch vô QoS cña c¸c dÞch vô vµ chÊt lîng tuyÕn truyÒn dÉn. Yªu cÇu
b¨ng th«ng sÏ ®îc truyÒn trong c¸c Request IE qu¶ng b¸ hay multicast.
Líp MAC chuÈn 802.16 cung cÊp hai ph©n líp SS, ph©n biÖt víi nhau bëi
kh¶ n¨ng cÊp phÐp b¨ng th«ng cho tõng kÕt nèi (grant per connection GPC)
hay cho toµn bé SS (grant per SS GPSS). C¶ hai yªu cÇu b¨ng th«ng ph©n líp
SS trªn tõng kÕt nèi cho phÐp thuËt to¸n lËp lÞch tr×nh híng lªn quan t©m tháa
®¸ng ®Õn QoS khi ®Þnh ra b¨ng th«ng.
Víi sù cÊp phÐp trªn tõng kÕt nèi cña líp SS, b¨ng th«ng ®îc cÊp cho
tõng kÕt nèi riªng cña SS vµ SS chØ ®îc sö dông cho kÕt nèi ®ã. RLC vµ c¸c giao
thøc qu¶n lý kh¸c sÏ sö dông b¨ng th«ng dµnh riªng cho kÕt nèi qu¶n lý.
Víi viÖc cÊp phÐp cho tõng SS, c¸c SS kh¸c nhau cã thÓ sö dông b¨ngth«ng thèng nhÊt chung trong mçi sù cÊp phÐp. C¸c GPSS SS cÇn ph¶i th«ng
minh h¬n trong viÖc xö lý QoS, nã ph¶i biÕt sö lý b¨ng th«ng trªn tõng kÕt nèi.
VÝ dô nÕu tr¹ng th¸I QoS cña nét kÕt nèi nµo ®ã thay ®æi tÝnh tõ lÇn xin cÊp phÐp
cuèi cïng nã sÏ sö dông nhiÒu b¨ng th«ng cho nh÷ng d÷ liÖu yªu cÇu QoS cao
h¬n b»ng c¸ch lÊy thªm b¨ng th«ng cña nh÷ng kÕt nèi cã QoS thÊp h¬n. CÊp
phÐp b¨ng th«ng cho tõng SS (GPSS) chØ sö dông cho líp vËt lý 10- 66 GHz.
Víi c¶ hai ph¬ng ph¸p cÊp b¨ng th«ng nµy líp MAC ®Òu sö dông giao
thøc self-correcting chø kh«ng dïng giao thøc b¸o nhËn ACK, nªn chØ cÇn sö
dông b¨ng th«ng Ýt h¬n. H¬n n÷a giao thøc b¸o nhËn ACK cÇn quan t©m ®Õn thêi
gian, ®é trÔ. Tuy nhiªn ph¬ng ph¸p self- correcting cã nhîc ®iÓm lµ cã thÓ x¶y
ra trêng hîp b¨ng th«ng sÏ kh«ng ®îc cÊp theo yªu cÇu khi cã mét sè lçi sau:
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 55/140
55
+ BS kh«ng nhËn ®îc yªu cÇu do lçi líp vËt lý kh«ng thÓ söa ®îc hoÆc
do xung ®ét trong qu¸ tr×nh c¹nh tranh.
+ SS kh«ng thÊy ®îc cÊp phÐp do lçi vËt lý kh«ng ph¸t hiÖn ra.
+ BS kh«ng cã ®ñ b¨ng th«ng s½n sµng.§Ó ®¹t ®îc hiÖu suÊt b¨ng th«ng cao nhÊt, BS kh«ng chØ cã thÓ cÊp b¨ng
th«ng cho SS mµ còng cã thÓ thu håi b¨ng th«ng mµ SS kh«ng sö dông. SS sÏ
lu«n th«ng tin cho BS tæng sè b¨ng th«ng hiÖn ®ang sö dông cho mçi kÕt nèi, nhê
®ã BS sÏ cã thÓ cÊp phÐp l¹i b¨ng th«ng cho SS nÕu SS kh«ng tËn dông hÕt b¨ng
th«ng hiÖn cã.
§èi víi c¸c tuyÕn E1/T1 SS kh«ng cÇn yªu cÇu b¨ng th«ng, b¨ng th«ng sÏ
®îc cÊp cho SS mét c¸ch tù nguyÖn.
2.2.3.7 Thu nhËn kªnh
Giao thøc MAC bao gåm mét thñ tôc khëi t¹o ®îc thiÕt kÕ ®Ó lo¹i trõ nhu
cÇu cÊu h×nh thñ c«ng. Vµo lóc cµi ®Æt, mét SS b¾t ®Çu quÐt danh s¸ch tÇn sè cña
nã ®Ó t×m ra mét kªnh ho¹t ®éng. Nã cã thÓ ®îc ch¬ng tr×nh ho¸ ®Ó ®¨ng ký
víi mét BS x¸c ®Þnh, tham chiÕu ®Õn mét broadcast ID BS (cã kh¶ n¨ng ch¬ng
tr×nh ho¸). §Æc tÝnh nµy gióp Ých cho viÖc triÓn khai n¬i mµ SS cã thÓ "nghe"
(nhËn biÕt) mét BS thø cÊp do sù gi¶m ©m cã chän läc hoÆc khi SS b¾t ®îc mét“sidelobe“ cña mét ¨ngten BS gÇn ngay c¹nh.
Sau khi quyÕt ®Þnh trªn kªnh nµo, SS cè g¾ng thö ®ång bé ho¸ sù truyÒn
®êng xuèng do ph¸t hiÖn ra c¸c ®o¹n ®Çu khung theo chu kú (periodic frame
preambles). Mét khi líp vËt lý ®îc ®ång bé ho¸, SS sÏ t×m kiÕm nh÷ng th«ng
b¸o UDC vµ DCD qu¶ng b¸ ®Þnh kú cho phÐp SS nhËn biÕt sù ®iÒu chÕ vµ c¸c kÕ
ho¹ch FEC sö dông trªn sãng mang.
Sau khi ®¨ng ký SS sÏ cã mét ®Þa chØ IP th«ng qua DHCP vµ thiÕt lËp thêi
gian trong ngµy th«ng qua Internet Time Protocol. DHCP server còng sÏ cungcÊp ®Þa chØ cña TFTP server nhê ®ã SS cã thÓ yªu cÇu cÊu h×nh file. C¸c file nµy
cung cÊp giao diÖn chuÈn ®a ra th«ng tin cÊu h×nh ®Æc trng cña nhµ s¶n xuÊt.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 56/140
56
2.2.3.8 ThiÕt lËp kÕt nèi
ChuÈn 802.16 sö dông c¸c dßng dÞch vô ®Ó x¸c ®Þnh sù truyÒn t¶i theo mét
híng duy nhÊt cña c¸c gãi tin trªn tuyÕn lªn hoÆc tuyÕn xuèng. C¸c dßng dÞch
vô nµy ®îc m« t¶ bëi mét tËp c¸c th«ng sè QoS nh trÔ, ®é jiter. Mçi dßng dÞchvô ®îc kÝch ho¹t sÏ ®îc ¸nh x¹ tíi mét kÕt nèi líp MAC víi mét CID duy nhÊt
Nh×n tæng thÓ, viÖc cµi ®Æt c¸c luång dÞch vô trong IEEE 802.16 ®îc khëi
t¹o bëi BS trong thêi gian khëi t¹o CPE. Tuy vËy c¸c luång dÞch vô cã thÓ còng
®îc thiÕt lËp ®éng bëi BS hoÆc CPE. §iÓn h×nh CPE chØ khëi t¹o c¸c luång dÞch
vô nÕu cã mét kÕt nèi ®îc b¸o hiÖu ®éng nh mét SVC (switched virtual
connection) tõ mét m¹ng ATM. Sù thiÕt lËp c¸c luång dÞch vô ®îc thùc hiÖn
th«ng qua mét giao thøc “three-way handshaking" (b¾t tay ba bíc) mµ t¹i ®ã
yªu cÇu thiÕt lËp luång dÞch vô ®îc ®¸p øng vµ sù ®¸p l¹i ®ã ®îc x¸c nhËn.
Nãi chung c¸c dßng dÞch vô nµy lu tr÷ tríc vµ viÖc thiÕt lËp dÞch vô nµy
®îc khëi ®Çu bëi sù khëi ®Çu cña BS hoÆc SS. Tuy nhiªn c¸c dßng dÞch vô cã
thÓ ®îc thiÕt lËp ®éng bëi BS hoÆc SS. SS sÏ chØ khëi ®Çu c¸c dßng dÞch vô nµy
khi cã nh÷ng kÕt nèi ®éng nh kÕt nèi ¶o chuyÓn m¹ch SVC ( swichted virtual
connection) tõ m¹ng ATM. ViÖc thiÕt lËp c¸c dßng dÞch vô ®îc thiÕt lËp th«ng
qua qu¸ tr×nh b¾t tay 3 bíc gåm cã yªu cÇu thiÕt lËp dßng dÞch vô, th«ng ®iÖp
®¸p l¹i vµ th«ng ®iÖp x¸c nhËn sù ®¸p l¹i.
2.2.3.9 QuyÕt ®Þnh c¹nh tranh
BS ®iÒu khiÓn viÖc c¨n chØnh ë c¸c kªnh híng lªn th«ng qua UL-MAP vµ
quÕt ®Þnh viÖc canh tranh dùa trªn minislot (1 minislot = 2PS). Xung ®ét x¶y ra
trong qu¸ tr×nh duy tr× khëi ®Çu vµ kho¶ng yªu cÇu ®îc x¸c ®Þnh bëi c¸c IE
t¬ng øng.
Sù xuÊt hiÖn xung ®ét trong kho¶ng yªu cÇu phô thuéc vµo CID trong IE
t¬ng øng. PhÇn nµy sÏ m« t¶ sù truyÒn dÉn ë híng lªn vµ nh÷ng quyÕt ®Þnhc¹nh tranh.
Mçi SS cã nhiÒu dßng dÞch vô mçi dßng dÞch vô cã mét CID riªng. ViÖc
c¹nh tranh sÏ quyÕt ®Þnh trªn CID hay trªn c¸c th«ng sè vÒ QoS.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 57/140
57
QuyÕt ®Þnh c¹nh tranh dùa trªn mét cña sæ lïi (backoff window) khëi ®Çu
vµ mét cöa sæ lïi víi kÝch thíc lín nhÊt ®îc kiÓm so¸t bëi BS. Gi¸ trÞ cô thÓ
®îc chØ ra trong trong th«ng ®iÖp UCD vµ cã hai gi¸ trÞ møc c«ng suÊt. VÝ dô
nÕu trong cöa sæ cã gi¸ trÞ lµ 4 th× SS sÏ ®îc truyÒn tin trong mét cöa sæ thuéckho¶ng 0 – 15, gi¸ trÞ b»ng 10 SS truyÒn tin trong ph¹m vi cöa sæ lµ tõ 0- 1023.
Khi SS cã tin muèn göi ®i vµ muèn tham gia vµo qu¸ tr×nh c¹nh tranh nã sÏ
thiÕt lËp mét cöa sæ lïi trong yªu cÇu khëi ®Çu hay trong kho¶ng thêi gian
ranging ban ®Çu.
SS lùa chän mét sè ngÉu nhiªn trong cöa sæ lïi cña nã. Gi¸ trÞ ngÉu nhiªn
nµy chØ ra sè lîng c¬ héi truyÒn dÉn c¹nh tranh mµ SS sÏ ph¶i nhîng bé tríc
khi ®îc phÐp truyÒn tin. ViÖc truyÒn tin cña SS ®îc quyÕt ®Þnh bëi Request IE,
trong mçi IE cã nhiÒu c¬ héi truyÒn dÉn ®îc chØ ra.
VÝ dô trong yªu cÇu b¨ng th«ng gi¸ trÞ cöa sæ cña SS lµ 11 n»m trong ph¹m
vi 0- 15 SS sÏ ph¶i nhêng 10 c¬ héi truyÒn tin cho c¸c thuª bao kh¸c.
NÕu trong Request IE ®Çu tiªn chØ ra 6 c¬ héi, SS kh«ng ®îc phÐp sö
dông vµ nã ph¶i ®îi thªm 5 c¬ héi kh¸c n÷a kh«ng ®îc sö dông. NÕu trong
Request IE thø hai chØ ra 2 c¬ héi SS vÉn kh«ng ®îc sö dông. Trong Request IE
thø 3 chØ ra 8 c¬ héi SS sÏ chê 3 c¬ héi ®i qua vµ b¾t ®Çu truyÒn tin trong c¬ héi
thø 4.SS sÏ coi c¬ héi c¹nh tranh bÞ mÊt nÕu nã kh«ng nhËn ®îc sù cÊp phÐp d÷
liÖu trong kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh. Lóc nµy SS sÏ t¨ng gi¸ trÞ cöa sæ lïi lªn
nhng gi¸ trÞ cña sæ míi ph¶i lu«n nhá h¬n cöa sæ lín nhÊt vµ l¹i t¹o ra mét gi¸
trÞ ngÉu nhiªn råi thùc hiÖn l¹i qu¸ tr×nh c¹nh tranh tõ ®Çu.
Trong khi yªu cÇu b¨ng th«ng nÕu SS nhËn ®îc Request IE ®¬n híng ë
bÊt kú thêi ®iÓm nµo trong khi ®ang nhîng bé c¸c c¬ héi c¹nh tranh, nã sÏ dõng
viÖc c¹nh tranh vµ sö dông ngay c¬ héi nµy.
2.2.3.9.1 C¬ héi truyÒn dÉn.
C¬ héi truyÒn dÉn ®îc x¸c ®Þnh bëi bÊt kú mét minislot nµo trong ®ã SS
®îc b¾t ®Çu truyÒn tin. Sè lîng c¬ héi truyÒn tin liªn quan ®Õn Request IE vµ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 58/140
58
phô thuéc vµo kho¶ng thêi gian ®Þnh ra cho yªu cÇu hay cho qu¸ tr×nh ranging
ban ®Çu.
VÝ dô trong yªu cÇu b¨ng th«ng dùa trªn c¹nh tranh khung vËt lý cã ®é dµi
lµ 1ms, 4 ký hiÖu cho mét PS vµ 2 PS t¹o thµnh mét minislot. PhÇn mµo ®Çuhíng lªn lµ 16 ký hiÖu (2 minislot), kho¶ng chuyÓn tiÕp lµ 24 ký hiÖu (3
minislot) khi ®ã c¬ héi truyÒn dÉn lµ 8 minislot. NÕu Request IE cña BS cã 24
minislot sÏ cã 3 c¬ héi truyÒn dÉn rong mét IE nh h×nh 2.17
H×nh 2.18: VÝ dô c¬ héi truyÒn dÉn trong th«ng ®iÖp yªu cÇu b¨ng th«ng
2.2.3.10 Gia nhËp m¹ng vµ khëi t¹o
Tríc khi t×m hiÓu vÒ c¸c vÊn ®Ò an ninh trong m¹ng chóng ta cÇn biÕt vÒ
qu¸ tr×nh gia nhËp m¹ng hay sù khëi t¹o ban ®Çu ®Ó biÕt vÒ c¸c bíc xin gia nhËpm¹ng cña c¸c thuª bao mµ ë ®ã c¸c giao thøc an ninh chÝnh sÏ ®îc sö dông.
§Ó cã thÓ truy nhËp m¹ng c¸c thuª bao SS ph¶i thùc hiÖn lÇn lît c¸c bíc sau:
2.2.3.10.1 QuÐt tÇn sè vµ ®ång bé
SS ph¶i t×m nh÷ng tÝn hiÖu ®îc göi xuèng tõ BS vµ cè g¾ng ®ång bé víi
nã. NÕu nh÷ng kªnh híng xuèng tríc ®ã vÉn tån t¹i SS cã thÓ sö dông l¹i
nh÷ng th«ng sè ho¹t ®éng cña kªnh ®ã. Tr¸i l¹i SS ph¶i t×m nh÷ng kªnh híng
xuèng kh¸c vµ ph¶i ®ång bé ®îc víi kªnh ®ã ®Ó t¸ch ra ®îc phÇn mµo ®Çu cñakhung theo chu kú.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 59/140
59
2.2.3.10.2 T¸ch c¸c th«ng sè cña kªnh uplink/downlink
Sau khi ®ång bé ®îc thiÕt lËp ë líp vËt lý, SS tiÕp tôc t×m nh÷ng th«ng
®iÖp mang nh÷ng ký hiÖu kªnh downlink (DCD) vµ uplink (UCD) ®îc BS qu¶ng
b¸ theo chu kú. Th«ng ®iÖp DCD, UCD mang nh÷ng th«ng tin liªn quan ®Õn ®ÆctÝnh líp vËt lý cña c¶ hai kªnh downlink vµ uplink. Ngoµi ra nh÷ng th«ng ®iÖp
nµy cßn cho phÐp SS biÕt ®îc vÒ c¸c s¬ ®å ®iÒu chÕ sãng mang, söa lçi tríc
(FEC) mµ BS sö dông. Tuú thuéc vµo líp vËt lý sö dông BS sÏ ph¸t theo ®Þnh kú
c¸c th«ng ®iÖp UL-MAP vµ DL-MAP ®Ó x¸c ®Þnh thêi ®iÓm b¾t ®Çu cña xung tÝn
hiÖu. Th«ng qua nh÷ng th«ng ®iÖp nµy BS cã thÓ chØ ra sù truy nhËp tíi nh÷ng
kªnh t¬ng øng.
2.2.3.10.3 Ranging vµ ®µm ph¸n vÒ kh¶ n¨ng
Trong giai ®o¹n nµy, BS thùc hiÖn ranging lµ mét qu¸ tr×nh chØnh thêi
®iÓm truyÒn dÉn cña SS ®Ó b¾t ®Çu khe thêi gian c¹nh tranh truy nhËp. Qu¸ tr×nh
nµy lµ mét phÇn cña lËp khung (framing) vµ truy nhËp m«i trêng.( Ranging ®îc
thùc hiÖn ë mét kªnh riªng gäi lµ ranging interval, ®îc xem lµ truy nhËp dùa
trªn c¹nh tranh).
ë ®©y SS sÏ göi mét gãi tin ranging reques (RNG-REQ) trong khe thêi
gian c¹nh tranh ranging ban ®Çu. NÕu th«ng ®iÖp nµy ®îc göi tíi BS mét c¸chchÝnh x¸c, BS sÏ ®¸p l¹i b»ng mét gãi tin ranging response (RNG-RSP) chøa c¸c
th«ng tin vÒ ®Þnh thêi vµ ®iÒu khiÓn c«ng suÊt cho SS. Nã cho phÐp SS ®iÒu chØnh
®Þnh thêi vµ ®iÒu chØnh c«ng suÊt cña tÝn hiÖu nhËn ®îc tõ BS. Bªn c¹nh ®ã
th«ng ®iÖp nµy còng cho SS biÕt vÒ ID kÕt nèi (CID) do BS lùa chän. Ngoµi
ranging khëi ®Çu cßn cã ranging theo chu kú, qu¸ tr×nh nµy cho phÐp SS göi
th«ng ®iÖp ranging tíi BS ®Ó yªu cÇu chØnh l¹i vÒ møc c«ng suÊt, ®Þnh thêi vµ
chØnh lÖch tÇn sè.Sau khi qu¸ tr×nh ranging hoµn thµnh, SS sÏ th«ng b¸o cho BS vÒ kh¶ n¨ng
líp vËt lý cña nã, gåm cã s¬ ®å ®iÒu chÕ vµ m· ho¸ mµ SS sö dông vµ nÕu SS
dïng FDD th× nã hç trî b¸n song c«ng hay song c«ng. BS cã thÓ chÊp nhËn c¸c
th«ng sè nµy hoÆc lo¹i bá nh÷ng kh¶ n¨ng nµy cña SS.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 60/140
60
2.2.3.10.4 SS x¸c thùc, trao quyÒn vµ ®¨ng ký
Trong giai ®o¹n nµy SS ph¶i x¸c thùc víi BS vµ cè ®¹t ®îc sù trao quyÒn
tõ BS. Mçi SS ®îc g¸n mét chøng nhËn sè X.509, ®îc g¸n vµo thiÕt bÞ phÇn
cøng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Sau khi x¸c thùc vµ trao quyÒn hoµn thµnh, SS tiÕptôc giai ®o¹n ®¨ng ký. SS göi th«ng ®iÖp ®¨ng ký tíi BS, BS ®¸p l¹i cïng víi ID
kÕt nèi qu¶n lý thø cÊp vµ phiªn b¶n IP ®ang dïng cho kÕt nèi qu¶n lý thø cÊp
(secondary management connection).
2.2.3.10.5 KÕt nèi IP
ë giai ®o¹n cuèi cña qu¸ tr×nh ®¨ng ký, SS sÏ cã mét ®Þa chØ IP th«ng qua
giao thøc DHCP, nhê ®ã nã cã thÓ cã ®îc nh÷ng th«ng tin ë thêi ®iÓm hiÖn t¹ivµ cã ®îc c¸c th«ng sè kh¸c tõ BS.
2.2.4 Líp con b¶o mËt
Privacy Sublayer gåm hai giao thøc chÝnh:
+ Encapsulation protocol: Giao thøc nµy x¸c ®Þnh mét tËp c¸c s¬ ®å b¶o
mËt ®Ó hç trî viÖc mËt m· c¸c gãi d÷ liÖu gi÷a BS vµ SS. TËp nµy gåm c¸c th«ng
tin liªn quan ®Õn c¸c thuËt to¸n m· ho¸ d÷ liÖu vµ x¸c thùc, vµ c¸c quy t¾c cho
phÐp ¸p dông c¸c thuËt to¸n kh¸c trªn phÇn t¶i tin MAC PDU.+ Key management protocol: Giao thøc nµy cho phÐp qu¶n lý vµ ph©n phèi
d÷ liÖu t¹o kho¸ tõ BS tíi SS. ChuÈn 802.16 dïng giao thøc privacy key
management (PKM).
2.2.4.1 Security Association (SA)
SA thÓ hiÖn mèi quan hÖ gi÷a bªn göi vµ bªn nhËn ®Ó trao ®æi th«ng sè an
ninh cho c¸c dßng lu lîng. D÷ liÖu SA gåm:
· ID ®Ó nhËn d¹ng SA (SAID) dµi 16 bit
· Mét mËt m· ®Ó b¶o vÖ d÷ liÖu ®îc trao ®æi trªn c¸c kÕt nèi. ChuÈn
®îc dïng lµ DES- CBC.
· Hai kho¸ TEK ®Ó m· ho¸ d÷ liÖu.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 61/140
61
· Hai bÝt nhËn d¹ng kho¸, mçi bÝt cho mét kho¸ TEK
· Thêi gian sèng cña TEK. Gi¸ trÞ mÆc ®Þnh lµ nöa ngµy, gi¸ trÞ nhá
nhÊt lµ 30 phót, gi¸ trÞ lín nhÊt lµ 7 ngµy.
· Vector khëi ®Çu 64 bit cho mçi TEK.
· Trêng chØ thÞ lo¹i SA ®ang sö dông.
Líp MAC 802.16 privacy sublayer sö dông 3 lo¹i SA:
Primary SA: Mçi SS sÏ thiÕt lËp duy nhÊt mét primary SA víi BS. Primary
SA ®îc thiÕt lËp trong qu¸ tr×nh khëi ®Çu cña SS trong kÕt nèi qu¶n lý thø cÊp.
Static SA: Static SA ®îc t¹o ra bëi BS. Nã ®îc dïng cho nh÷ng môc
®Ých trong BS, th«ng thêng nã ®îc dïng cho nh÷ng øng dông unicast.
Dynamic SA: Dynamic SA ®îc t¹o ra vµ ®îc huû bá t¬ng øng víi métdßng tin míi ®îc t¹o ra hay kÕt thóc .
C¶ static SA vµ dynamic SA ®Òu cã thÓ ®îc sö dông chung gi÷a c¸c SS
trong c¸c øng dông multicast. C¸c dßng tin híng lªn lu«n sö dông primary SA
®Ó m· ho¸ v× mçi SS sÏ cã mét primary SA duy nhÊt. Tuy nhiªn c¸c dßng tin
híng xuèng tõ BS dïng primary SA khi ®ã lµ øng dông unicast, cßn trong øng
dông multicast BS sÏ dïng static SA hay dynamic SA. Trong nhiÒu s¬ ®å BS còng
cã thÓ sö dông static SA hay dynamic SA cho øng dông unicast.
2.2.4.2 Giao thøc PKM
802.16 MAC security sublayer dïng PKM ®Ó thùc hiÖn kho¸ vµ qu¶n lý
SA gi÷a BS vµ SS. Giao thøc PKM mîn mét phÇn lín c¸c chøng chØ cña
DOCSIS ®îc ph¸t triÓn bëi cable Laboratories (Cable Lab).
SS dïng giao thøc PKM ®Ó ®¹t ®îc ®îc viÖc trao quyÒn vµ t¹o kho¸ lu
lîng (TEK) tõ BS. Ngoµi ra SS còng dïng PKM ®Ó thùc hiÖn viÖc trao quyÒn l¹i
theo ®Þnh kú vµ lµm míi kho¸.PKM dïng chøng nhËn sè X.509 vµ hai kho¸ 3-DES ®Ó ®¶m b¶o viÖc trao
®æi kho¸ gi÷a BS vµ SS theo m« h×nh client/server. ë ®©y SS lµ client yªu cÇu vËt
chÊt kho¸ trong khi BS lµ server ®¸p l¹i yªu cÇu nµy vµ ®¶m b¶o r»ng mçi SS chØ
nhËn ®îc mét vËt chÊt t¹o kho¸ mµ chóng ®îc trao quyÒn. Giao thøc PKM ban
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 62/140
62
®Çu sÏ thiÕt lËp mét authorization key (AK) lµ mét kho¸ ®èi xøng bÝ mËt gi÷a BS
vµ SS. AK sÏ ®îc sö dông trong nh÷ng qu¸ tr×nh trao ®æi traffic encryption keys
(TEK). ViÖc sö dông AK vµ s¬ ®å mËt m· ®èi xøng lµm gi¶m phÇn mµo ®Çu.
BS x¸c thùc SS trong qu¸ tr×nh khëi ®Çu trao quyÒn. Mçi chøng nhËn SSchøa kho¸ chung RSA (trong ®ã mét nöa riªng ®îc g¾n trong thiÕt bÞ phÇn cøng,
®Þa chØ MAC, sè serial, ID cña nhµ s¶n xuÊt. Trong qu¸ tr×nh trao quyÒn SS sÏ göi
mét b¶n sao chøng nhËn thiÕt bÞ nµy tíi BS. BS sÏ ph¶i x¸c nhËn c¸c th«ng tin
cña SS. NÕu tho¶ m·n BS sÏ ®¸p l¹i SS víi mét kho¸ AK ®îc m· ho¸ b»ng
public key cña SS. V× chØ cã SS míi cã kho¸ riªng t¬ng øng nªn chØ cã SS míi
cã thÓ gi¶i m· ®îc th«ng ®iÖp nµy.
H×nh 2.19: Giao thøc PKM
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 63/140
63
2.2.4.2.1. ThiÕt lËp kho¸ trao quyÒn AK
§©y lµ qu¸ tr×nh ®Ó SS ®¹t ®îc sù trao quyÒn vµ kho¸ AK tõ BS. Qu¸ tr×nh
nµy b¾t dÇu b»ng viÖc SS cung cÊp nh÷ng th«ng tin nhËn d¹ng cña nã cho BStrong suèt qu¸ tr×nh x¸c thùc. C¸c th«ng ®iÖp göi ®i gåm cã:
Th«ng ®iÖp 1:
SSàBS: Cert (manufacturer (SS))
Th«ng ®iÖp 2:
SSàBS: Cert (SS) | capabilities | SAID
Th«ng ®iÖp 3:
BS àSS: RSA-Encrypt (pubkey(SS),AK) | AK lifetime | Seq No(4 bit) |
SAID
Th«ng ®iÖp 1: (th«ng ®iÖp vÒ c¸c th«ng tin x¸c thùc).
ë ®©y SS lµ client sÏ khëi ®éng qu¸ tr×nh yªu cÇu trao quyÒn b ằng c¸ch
göi mét th«ng ®iÖp chøa th«ng tin x¸c thùc tíi BS. Th«ng ®iÖp nµy lµ tuú chän vµ
cã thÓ bÞ BS tõ chèi (bëi v× trong th«ng ®iÖp tiÕp theo ®îc xem lµ th«ng ®iÖp
trao quyÒn còng chøa c¸c th«ng tin gièng nh vËy). Tuy nhiªn th«ng ®iÖp ban
®Çu nµy cho phÐp BS biÕt tríc vÒ SS vµ c¸c kh¶ n¨ng cña SS. Cô thÓ b¶n tin thø
nhÊt nµy chøa c¸c th«ng tin sau:
· ®Þa chØ MAC cña SS
· RSA public key cña SS
· chøng nhËn X.509 cña SS ( do nhµ s¶n xuÊt ®a ra)
· danh s¸ch nh÷ng thuËt to¸n b¶o mËt mµ SS cã thÓ sö dông
· nhËn d¹ng primary SA cña SS (SAID)
· chøng nhËn X509 CA dµnh cho nhµ s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ SS
Th«ng ®iÖp 2: (th«ng ®iÖp yªu cÇu trao quyÒn ) Ngay sau c¸c th«ng tin x¸c thùc ®îc göi ®i, SS sÏ göi mét th«ng ®iÖp yªu
cÇu trao quyÒn, thùc chÊt th«ng ®iÖp nµy yªu cÇu kho¸ AK , SAID cña static SA
mµ SS ®îc sö dông. Th«ng ®iÖp nµy gåm c¸c th«ng tin sau:
· sè serial cña thiÕt bÞ SS vµ ID cña nhµ s¶n xuÊt
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 64/140
64
· ®Þa chØ MAC cña nhµ s¶n xuÊt
· RSA public key cña SS
· chøng nhËn X.509 cña SS
· danh s¸ch c¸c thuËt to¸n b¶o mËt mµ SS cã thÓ sö dông
· SAID cña primary SA cña SS
ë ®©y SAID lµ b»ng víi CID (connetion ID) mµ SS lÊy ®îc tõ BS trong
qu¸ tr×nh gia nhËp m¹ng vµ khëi t¹o.
Th«ng ®iÖp 3: (th«ng ®iÖp tr¶ lêi cña BS)
Sau khi nhËn ®îc c¸c th«ng ®iÖp trao quyÒn tõ SS, BS sÏ kiÓm tra l¹i
nh÷ng chøng nhËn cña SS vµ kiÓm tra c¸c thuËt to¸n b¶o mËt mµ SS sö dông. NÕu
tÊt c¶ ®Òu tèt vµ BS cã thÓ cung cÊp mét trong nh÷ng kh¶ n¨ng b¶o mËt cña SS,BS sÏ göi th«ng ®iÖp cho phÐp trao quyÒn, chøa c¸c th«ng tin sau:
· mét kho¸ AK duy nhÊt, ®îc m· ho¸ b»ng RSA public key cña SS.
Khãa nµy dµi 160 bÝt
· mét chuçi 4 bit lµ kho¸ ®îc dïng ®Ó ph©n biÖt gi÷a c¸c AK kÕ tiÕp
nhau
· thêi gian sèng cña AK. Thêi gian sèng cña AK lµ tõ 1 ®Õn 70 ngµy
mÆc ®Þnh lµ 7 ngµy.
· SAID vµ c¸c ®Æc ®iÓm cña primary SA
Mét SS ®îc trao quyÒn sÏ lu«n lµm míi kho¸ AK v× môc ®Ých an ninh. §Ó
thùc hiÖn viÖc nµy SS göi ®i mét th«ng ®iÖp xin trao quyÒn (th«ng ®iÖp thø 2), ë
®©y viÖc xin trao quyÒn l¹i kh«ng cÇn b¾t ®Çu b»ng viÖc göi ®i th«ng ®iÖp 1 v× BS
®· biÕt vÒ SS vµ biÕt r»ng SS Ýt nhÊt ®· cã mét kho¸ AK.
2.2.4.2.2. Trao ®æi kho¸ TEK
Sau khi ®îc trao quyÒn, SS sÏ tiÕp tôc qu¸ tr×nh lÊy TEK tõ BS. Ta biÕtr»ng khi trao quyÒn cho SS, BS göi ®i mét th«ng ®iÖp chøa SAID vµ c¸c ®Æc ®iÓm
cña kho¸ chÝnh cïng víi static SA ®Ó SS cã ®îc c¸c th«ng tin vÒ kho¸. Do ®ã SS
thùc hiÖn qu¸ tr×nh nµy b»ng viÖc b¾t ®Çu thùc hiÖn m¸y tr¹ng th¸i TEK cho mçi
SAID ®îc x¸c ®Þnh trong th«ng ®iÖp ph¶n håi cña BS.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 65/140
65
Mçi m¸y tr¹ng th¸i TEK ho¹t ®éng trong SS chÞu tr¸ch nhiÖm cho viÖc
qu¶n lý vËt chÊt t¹o kho¸ víi SAID t¬ng øng, bao gåm viÖc lµm míi vËt chÊt
kho¸ cho mçi SAID. C¸c th«ng ®iÖp trao ®æi trong qu¸ tr×nh nµy nh sau:
Th«ng ®iÖp 1: BSàSS: Seq No | SAID | HMAC (1)Th«ng ®iÖp 2: SSàBS: Seq No | SAID | HMAC (2)
Th«ng ®iÖp 3: BSàSS: SeqNO | SAID | old TEK | new TEK | HMAC (3)
Th«ng ®iÖp 1:
§©y lµ th«ng ®iÖp do BS göi ®i, tuy nhiªn th«ng ®iÖp nµy lµ tuú chän. Nã
®îc sö dông khi BS muèn lÊy l¹i kho¸ ë SA hoÆc muèn t¹o ra mét SA míi.
B»ng viÖc tÝnh to¸n gi¸ trÞ HMAC (1) BS cho phÐp SS ph¸t hiÖn kÎ gi¶ m¹o.
Th«ng ®iÖp 2:
SS sö dông th«ng ®iÖp nµy ®Ó yªu cÇu c¸c th«ng sè SA. SS ph¶i lÊy ®îc
SAID tõ giao thøc trao quyÒn hoÆc tõ HMAC(1) ë th«ng ®iÖp 1 do BS göi ®i. SS
t¹o ra c¸c th«ng ®iÖp nµy riªng cho tõng SA. Nã sÏ tÝnh to¸n gi¸ trÞ HMAC (2) ®Ó
cho phÐp BS ph¸t hiÖn kÎ gi¶ m¹o. Th«ng ®iÖp 2 gåm c¸c th«ng tin sau:
· sè serial cña thiÕt bÞ vµ ID cña nhµ s¶n xuÊt
· ®Þa chØ MAC cña SS
· RSA public key cña SS
· SAID cña SA ®ang yªu cÇu vËt chÊt t¹o kho¸
· HMAC
Th«ng ®iÖp 3:
§Ó tr¶ lêi SS, BS sÏ ph¶i kiÓm tra HMAC ®Ó ph¸t hiÖn sù gi¶ m¹o. NÕu
kh«ng cã dÊu hiÖu gi¶ m¹o, BS sÏ göi mét th«ng ®iÖp ®¸p l¹i cã chøa vËt chÊt t¹o
kho¸ ®îc kÝch ho¹t cho SA ®ang yªu cÇu.
Mét vÊn ®Ò quan träng lµ t¹i bÊt kú thêi ®iÓm nµo BS còng lu«n cã hai vËt
chÊt t¹o kho¸ cho mçi SAID. Thêi gian sèng cña hai kho¸ nµy cã mét phÇn trïnglÆp nhau. Th«ng ®iÖp nµy chøa c¸c th«ng tin sau:
· kho¸ TEK ®îc m· ho¸ bëi 3-DES
· vector khëi t¹o CBC
· sè thø tù cña khãa TEK
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 66/140
66
· thêi gian sèng cho mçi vËt chÊt t¹o kho¸
· HMAC
ë ®©y mçi TEK ®îc b¶o mËt b»ng KEK (key encryption key) ®îc göi
tíi SS trong th«ng ®iÖp thø 3 trong qu¸ tr×nh trao quyÒn.Thêi gian sèng cña vËt liÖu t¹o khãa rÊt quan träng v× nã cho phÐp SS tÝnh
to¸n ®îc thêi ®iÓm BS sÏ chÊm døt TEK nµy gióp SS ®a ra ®îc nh÷ng yªu cÇu
vÒ vËt liÖu t¹o khãa míi tríc khi BS chÊm døt kho¸ TEK mµ nã ®ang sö dông.
2.2.4.3 VÊn ®Ò sö dông khãa
2.2.4.3.1 Kho¸ AK
§Ó cung cÊp kÕt nèi kh«ng bÞ gi¸n ®o¹n BS sÏ ph¶i cung cÊp hai kho¸ AK®ång thêi cho mçi SS, vµ hai kho¸ nµy cã mét phÇn thêi gian sèng trïng lÆp
nhau. Khi BS nhËn ®îc th«ng ®iÖp xin trao quyÒn l¹i BS sÏ ®¸p l¹i b»ng mét
th«ng ®iÖp cã chøa AK míi ®ång thêi BS còng t¹o ra mét AK thø 3 ®Ó dù phßng
cho lÇn trao quyÒn l¹i tiÕp theo.
Khi AK cò vÉn cßn hiÖu lùc nªn AK thø hai nµy sÏ cã thêi gian sèng b»ng
thêi gian sèng cña nã céng víi thêi gian sèng cßn l¹i cña AK thø nhÊt bëi v× AK
thø hai sÏ chØ ®îc dïng sau khi AK thø nhÊt hÕt hiÖu lùc.
2.2.4.3.2 Kho¸ TEK
T¬ng tù nh kho¸ AK, BS vµ SS còng dïng chung hai kho¸ TEK ®îc
kÝch ho¹t t¹i mçi mét thêi ®iÓm.
Tuy nhiªn kh«ng gièng AK ®îc dïng ®Ó b¶o vÖ c¸c th«ng ®iÖp mang
kho¸ TEK, TEK ®îc sö dông ®Ó b¶o vÖ c¸c dßng d÷ liÖu ë c¶ hai híng
downlink vµ uplink. Do ®ã viÖc chuyÓn tiÕp c¸c kho¸ sÏ phøc t¹p h¬n.
Xem xÐt ë khÝa c¹nh chuyÓn tiÕp kho¸ cã mét vµi quy t¾c nh sau. BS sÏchuyÓn tiÕp kho¸ TEK kh¸c nhau tuú vµo viÖc kho¸ TEK ®ã ®îc sö dông cho
híng lªn hay híng xuèng:
· §èi víi mçi SAID ®îc dïng cho viÖc m· ho¸, t¹i thêi ®iÓm chÊm døt
kho¸ TEK cò BS sÏ ngay lËp tøc chuyÓn sang dïng kho¸ TEK míi.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 67/140
67
· ViÖc chuyÓn tiÕp kho¸ ®îc xem lµ hoµn thµnh khi kho¸ TEK cò hÕt hiÖu
lùc. Mét vÊn ®Ò ë ®©y lµ BS sÏ sö dông kho¸ TEK míi ngay khi kho¸ cò
chÊm døt mµ kh«ng quan t©m ®Õn liÖu SS cã nhËn ®îc kho¸ míi hay
kh«ng.
· §èi víi kªnh híng xuèng, BS sÏ m· ho¸ dßng th«ng tin b»ng kho¸ TEK
cò h¬n trong hai c¸i ®· ®îc kÝch ho¹t. V× BS biÕt ch¾c ch¾n r»ng kho¸ cò
vÉn cßn t¸c dông.
· §Ó gi¶i m· kªnh híng lªn BS cã thÓ sö dông mét trong hai c¸i ®· kÝch
ho¹t TEK cò hoÆc TEK míi v× BS kh«ng ®¶m b¶o r»ng SS sÏ sö dông c¸i
nµo trong hai c¸i mµ nã ®ang cã.
2.2.4.4 Ph¬ng ph¸p b¶o mËt
M· hãa b¶o mËt trong líp b¶o mËt con sö dông m« h×nh DES-CBC. Qu¸
tr×nh m· hãa b¶o mËt chØ thùc hiÖn ë phÇn t¶i tin cña trong MAC PDU mµ kh«ng
m· hãa b¶o mËt GMH MAC PDU hay phÇn CRC. S¬ ®å m· hãa b¶o mËt ®îc
thÓ hiÖn trong h×nh 2.22.
H×nh 2.20: Qu¸ tr×nh m∙ hãa b¶o mËt trong 802.16
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 68/140
68
NÕu m· nhËn d¹ng thuËt to¸n trong d÷ liÖu cña SA cã m· lµ 0x01 th× c¸c
d÷ liÖu trªn kÕt nèi liªn quan ®Õn SA sÏ sö dông m« h×nh CBC (cipher block
chaining) cïng víi chuÈn DES ®Ó m· hãa b¶o mËt ph©n t¶i tin MPDU.
CBC IV sÏ ®îc tÝnh to¸n nh sau: CBC sÏ b¾t ®Çu b»ng c¸ch XOR gi¸ trÞIV trong th«ng tin t¹o khãa TEK víi néi dung cña trêng ®ång bé PHY cña DL-
MAP míi nhÊt. Trªn híng lªn CBC sÏ b¾t ®Çu b»ng c¸ch XOR gi¸ trÞ IV trong
th«ng tin t¹o khãa TEK vµ néi dung trêng ®ång bé PHY cña DL - MAP cã ¶nh
hëng ®Õn sù truyÒn dÉn tuyÕn lªn.
Qu¸ tr×nh xö lý c¸c block cuèi thõa sÏ ®îc sö dông ®Ó m· hãa c¸c block
cuèi nÕu block nµy cã sè bÝt Ýt h¬n 64. VÝ dô nÕu block cuèi cã n bÝt trong ®ã n <
64 th× tõ b©y giê c¸c block cipher tríc ®ã sÏ ®îc m· hãa lÇn thø hai sö dông
m« h×nh ECB, vµ n bÝt lín nhÊt sau khi m· hãa sÏ ®îc XOR víi n bÝt cña block
cuèi vµ t¹o ra mét block cipher ng¾n h¬n (chØ cã n bit).
§Ó bªn thu cã thÓ gi¶i m· ®îc block cipher ng¾n h¬n nµy bªn thu sÏ gi¶i
m· c¸c block ®· ®îc m· hãa theo m« h×nh ECB sau ®ã thùc hiÖn phÐp XOR víi
n bÝt ®¸ng kÓ nhÊt víi n bit cña block cipher cuèi sÏ thu ®îc block c«ng khai
cuèi.
Trêng hîp ®Æc biÖt khi phÇn t¶i tin cña MAC PDU Ýt h¬n 64 bÝt th× IV sÏ
®îc m· hãa theo DES vµ n bÝt lín nhÊt cña b¶n tin mËt nµy sÏ ®îc XOR víi sè lîng bÝt cña phÇn t¶i tin t¹o ra mét b¶n tin mËt ng¾n h¬n.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 69/140
69
Ch-¬ng 3: VÊn ®Ò an ninh m¹ng WiMAX
3.1 Kh¸i niÖm an ninh m¹ng.3 .1.1 C¸c vÊn ®Ò vÒ an ninh m¹ng
· X¸c thùc (Authentication): lµ kh¶ n¨ng cña c¸c bªn tham gia giao tiÕp bao
gåm c¸c nhµ khai th¸c m¹ng vµ ngêi sö dông chøng thùc lÉn nhau.
· Trao quyÒn (Authorization): lµ kh¶ n¨ng cña mét bªn (vÝ dô nhµ cung cÊp
m¹ng) quyÕt ®Þnh xem liÖu mét ngêi sö dông nµo ®ã cã ®îc cho phÐp
truy nhËp vµo mét m¹ng cô thÓ nµo ®ã hay c¸c dÞch vô m¹ng hoÆc c¸c
th«ng tin cña m¹ng hay kh«ng. Trao quyÒn ®îc xem nh lµ ®iÒu khiÓn
truy nhËp m¹ng.
· TÝnh toµn vÑn (Integrity):liªn quan ®Õn viÖc b¶o vÖ th«ng tin khái nh÷ng
thay ®æi kh«ng ®îc phÐp.
· Sù bÝ mËt (Confidentiality hay Privacy ): Sù bÝ mËt th«ng tin lµ gi÷ cho
c¸c th«ng tin c¸ nh©n ®îc bÝ mËt ®Ó chØ cã nh÷ng ngêi dïng ®îc trao
quyÒn míi cã thÓ hiÓu ®îc. Sù bÝ mËt ®¹t ®îc b»ng ph¬ng ph¸p b¶o
mËt
· Sù s½n sµng (Availability ): C¸c nhµ khai th¸c m¹ng cÇn ng¨n c¶n nh÷ngngêi dïng hiÓm ®éc khái nh÷ng cuéc truy nhËp gi¶ m¹o ®Ó m¹ng lu«n
s½n sµng phôc vô nh÷ng ngêi dïng hîp ph¸p.
· Kh«ng thÓ phô nhËn (Nonrepudiation): lµ kh¶ n¨ng cña m¹ng cung cÊp
nh÷ng chøng thùc kh«ng thÓ phñ nhËn ®Ó chøng minh viÖc truyÒn tin vµ
truy nhËp m¹ng ®îc thùc hiÖn bëi mét ngêi dïng nµo ®ã.
3.1.2 C¸c cuéc tÊn c«ng an ninh
C¸c cuéc tÊn c«ng an ninh cã hai lo¹i: tÊn c«ng thô ®éng (pasive attacks)
vµ tÊn c«ng chñ ®éng (active attacks).
· tÊn c«ng thô ®éng: lµ nh÷ng cuéc tÊn c«ng kh«ng cè g¾ng g©y thiÖt h¹i
cho nh÷ng hÖ thèng bÞ tÊn c«ng. Nh÷ng cuéc tÊn c«ng nµy chØ lµ viÖc nghe
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 70/140
70
trém (eavesdrops) hay gi¸m s¸t vµ ph©n tÝch lu lîng m¹ng. B¶n chÊt cña
nh÷ng cuéc tÊn c«ng kiÓu nµy khã ph¸t hiÖn.
H×nh 3.1: D¹ng tÊn c«ng thô ®éng
· tÊn c«ng chñ ®éng: lµ nh÷ng cuéc tÊn c«ng liªn quan ®Õn viÖc chØnh söa
th«ng tin, g©y gi¸n ®o¹n viÖc trao ®æi th«ng tin vµ t¹o dùng nh÷ng th«ng
®iÖp gi¶.
H×nh 3.2: D¹ng tÊn c«ng chñ ®éng
C¸c cuéc tÊn c«ng kiªu nµy gåm cã:
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 71/140
71
+Cuéc tÊn c«ng g©y tõ chèi dÞch vô (Denial of service): Mét cuéc tÊn
c«ng tõ chèi dÞch vô sÏ t×m c¸ch ®Ó ng¨n c¶n mét dÞch vô nµo ®ã ®îc phÐp phôc
vô mét hay nhiÒu ngêi dïng vµ g©y ra viÖc gi¸n ®o¹n ®¸ng kÓ tíi c¸c dÞch vô.
VÝ dô mét kÎ tÊn c«ng cã thÓ khëi ®éng mét sè lîng lín c¸c kÕt nèi vµ g©y ra sù qu¸ t¶i lµm cho viÖc cung cÊp c¸c dÞch vô lµ kh«ng thÓ hoÆc khã kh¨n h¬n, vµ
nh vËy nh÷ng ngêi sö dông hîp ph¸p sÏ bÞ tõ chèi truy nhËp m¹ng.
+Sù gi¶ m¹o Masquerade: Mét kÎ tÊn c«ng tríc hÕt sÏ cè g¾ng n¾m b¾t
®îc nh÷ng th«ng tin nhËn d¹ng ngêi dïng hîp ph¸p. Sau ®ã chóng sÏ gi¶ m¹o
ngêi dïng ®· dï ®îc trao quyÒn nµy ®Ó truy nhËp vµo m¹ng n¾m b¾t th«ng tin
vµ c¸c tµi nguyªn kh¸c.
+Cuéc tÊn c«ng cña kÎ thø ba (Man in the middle): VÞ trÝ cña kÎ tÊn c«ng
n»m ë gi÷a nh÷ng bªn tham gia liªn l¹c, chóng sÏ n¾m b¾t th«ng tin, ®iÒu khiÓn
c¸c th«ng ®iÖp gi÷a c¸c bªn tham gia liªn l¹c. VÝ dô kÎ tÊn c«ng cã thÓ lµm trÔ,
®iÒu chØnh hoÆc gi¶ m¹o th«ng ®iÖp. KÎ tÊn c«ng còng cã thÎ ph©n ph¸t th«ng
®iÖp ®ã tíi nh÷ng vÞ trÝ kh¸c tríc khi chuyÓn chóng ®Õn c¸c bªn tham gia liªn
l¹c. §Æc ®iÓm cña nh÷ng cuéc tÊn c«ng kiÓu nµy lµ tríc khi cuéc tÊn c«ng bÞ
ph¸t hiÖn nh÷ng bªn tham gia liªn l¹c hîp ph¸p vÉn tin r»ng hä ®ang trao ®æi
th«ng tin trùc tiÕp víi nhau.
H×nh 3.3: D¹ng tÊn c«ng man in the middle
+ Cuéc tÊn c«ng lÆy l¹i (repaly): KÎ tÊn c«ng n¾m ®îc vµ ghi l¹i phiªn
liªn l¹c hîp ph¸p, sau ®ã kÎ tÊn c«ng sÏ t¹o ra (göi l¹i) mét cuéc trao ®æi th«ng
tin kh¸c víi nh÷ng th«ng tin lÊy ®îc lóc tríc. Sö dông nh÷ng cuéc tÊn c«ng
replay kÎ tÊn c«ng cã thÓ c¶n trë nhng ngêi dïng ®· ®îc trao quyÒn truy nhËp
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 72/140
72
vµo m¹ng hay trao ®æi th«ng tin thËm chÝ ngay c¶ khi nh÷ng th«ng tin liªn l¹c
nµy ®· ®îc b¶o mËt vµ c¶ khi kÎ tÊn c«ng kh«ng biÕt vÒ vÒ kho¸ an ninh cÇn
thiÕt ®Ó gi¶i m· nh÷ng th«ng tin n¾m ®îc. VÝ dô kÎ tÊn c«ng cã thÓ bËt l¹i mét
phiªn liªn l¹c tr¾ng ®Ó sao chÐp l¹i phiªn liªn l¹c tríc ®ã.
3.2 Ph©n tÝch an ninh m¹ng WiMAX
3.2.1 Nh÷ng ®iÓm yÕu vÒ mÆt giao thøc
Lç hæng an ninh x¶y ra ë c¶ líp vËt lý vµ líp MAC cña m¹ng 802.16. V×
an ninh m¹ng n»m ë líp MAC nªn m¹ng kh«ng cã sù b¶o vÖ chèng l¹i c¸c cuéc
tÊn c«ng ë møc vËt lý. Mét d¹ng tÊn c«ng ®iÓn h×nh lµ Water Tortune. §©y lµ
d¹ngtÊn c«ng mµ kÎ tÊn c«ng göi ®i mét chuçi c¸c khung lµm gi¶m n¨ng lîng
cña bªn thu. Mét d¹ng tÊn c«ng kh¸c lµ d¹ng tÊn c«ng g©y t¾c nghÏn phæ v«
tuyÕn. Sö dông cuéc tÊn c«ng nµy sÏ g©y ra sù tõ chèi dÞch vô ®èi víi c¸c bªn
tham gia m¹ng. Tuy nhiªn c¸c cuéc tÊn c«ng nµy dÔ dµng bÞ ph¸t hiÖn b»ng c¸c
thiÕt bÞ gi¸m s¸t phæ.
3.2.1.1 ThiÕu sù x¸c thùc hai chiÒu.
Mét ®iÓm yÕu râ rµng trong viÖc thiÕt kÕ an ninh cho m¹ng 802.16 lµ thiÕu
chøng nhËn BS. V× trong qu¸ tr×nh trao quyÒn x¸c thùc kh«ng cã sù x¸c thùc cñaBS víi SS nªn SS kh«ng thÓ biÕt ®îc nã ®ang giao tiÕp víi mét BS thËt hay mét
BS gi¶ m¹o. Do vËy c¸ch kh¾c phôc duy nhÊt lµ ®a ra mét s¬ ®å x¸c thùc kh¸c
trong ®ã cã sù x¸c thùc hai chiÒu gi÷a BS vµ SS. Sù x¸c thùc hai chiÒu lµ mét yªu
cÇu cho bÊt kú mét m¹ng kh«ng d©y nµo.
3.2.1.2 Lçi trong qu¶n lý khãa
Ta biÕt r»ng khãa TEK cã 2 bÝt nhËn d¹ng khãa nh vËy víi 2 bÝt nµy cã
thÓ t¹o ra 4 khãa kh«ng trïng nhau. Nh vËy sè bÝt nhËn d¹ng khãa lµ qu¸ Ýt, nã
kh«ng thÓ b¶o vÖ chèng l¹i c¸c cuéc tÊn c«ng lÆp l¹i.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 73/140
73
3.2.1.3 Lçi trong viÖc b¶o vÖ d÷ liÖu
ChuÈn 802.16 sö dông DES trong m« h×nh CBC. CBC yªu cÇu vector khëi
®Çu IV ph¶i lµ ngÉu nhiªn ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho m« h×nh. Vector khëi ®Çu
trong m¹ng 802.16 ®îc t¹o ra b»ng c¸ch XOR vector khëi ®Çu SA víi néi dungtrêng ®ång bé líp vËt lý lÊy tõ phÇn GMH gÇn nhÊt. Trong khi ®ã vector khëi
®Çu SA lµ kh«ng ®æi vµ ®îc c«ng khai trong TEK cña nã vµ trêng ®ång bé vËt
lý còng biÕt tríc do ®ã gi¸ trÞ vector MPDU lµ biÕt tríc. VËy m¹ng 802.16
kh«ng cung cÊp sù x¸c thùc d÷ liÖu.
3.2.2 So s¸nh mét sè nhîc ®iÓm an ninh trong m¹ng WiFi vµ WiMAX
ChuÈn IEEE 802.11 lµ mét trong nh÷ng m¹ng kh«ng d©y ®ang rÊt phæ biÕn
hiÖn nay, v× vËy chuÈn nµy thu hót nhiÒu sù quan t©m ®Ó t×m ra nh÷ng ®iÓm yÕu
cña nã. Kh«ng may m¾n khi 802.11 ®· ®îc chøng minh cã mét sè ®iÓm yÕu
®¸ng kÓ. Nh÷ng lç hæng an ninh ®· ®îc ®a ra bëi c¸c chuyªn gia, c¸c hacker,
cracker, vµ thËm chÝ tõ nh÷ng ngêi sö dông. Mét sè lo¹i ®· ®îc biÕt ®Õn nh
nh÷ng ®iÓm yÕu trong triÓn khai m¹ng, b¶o mËt yÕu, hay c¸c cuéc tÊn c«ng g©y
tõ chèi dÞch vô.
ë ®©y chóng ta sÏ t×m hiÓu mét sè ®iÓm yÕu cña 802.11 ®· ®îc c«ng bè
vµ t×m hiÓu xem liÖu nh÷ng ®iÓm yÕu nµy cã cßn tån t¹i trong 802.16 hay kh«ng.Nh÷ng ®iÓm yÕu cña 802.11 ®îc chia thµnh hai d¹ng chÝnh: ®iÓm yÕu nhËn
d¹ng vµ ®iÓm yÕu ®iÒu khiÓn truy nhËp m«i trêng.
§iÓm yÕu nhËn d¹ng: x¶y ra trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn x¸c thùc bÞ lçi vµ
c¸c th«ng ®iÖp mang tin tøc. ChuÈn 802.11 kh«ng cã c¬ chÕ x¸c thùc bªn göi
m¹nh trong líp MAC, do ®ã c¸c tr¹m nhËn ®îc th«ng ®iÖp kh«ng thÓ x¸c ®Þnh
ai ®· göi th«ng ®iÖp nµy, vµ nÕu th«ng ®iÖp kh«ng bÞ söa ®æi vµ ®îc göi bëi mét
®Þa chØ ®îc xem lµ hîp ph¸p th× tr¹m thu sÏ nhËn nã vµ coi nh mét th«ng ®iÖp
gèc. KÕt qu¶ lµ c¸c th«ng ®iÖp ®iÒu khiÓn líp MAC kh¸c cã thÓ bÞ sö dông bëi
nh÷ng kÎ tÊn c«ng ®Ó khai th¸c nh÷ng ®iÓm yÕu kh¸c.
§iÓm yÕu ®iÒu khiÓn truy nhËp m«i trêng: x¶y ra ë m«i trêng truyÒn
dÉn. ë d¹ng nµy cã hai lo¹i tÊn c«ng. Trong cuéc tÊn c«ng ®Çu tiªn, c¬ chÕ l¾ng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 74/140
74
nghe sãng mang líp vËt lý bÞ tÊn c«ng b»ng c¸ch kÎ tÊn c«ng göi ®i c¸c gãi tin
ng¾n liªn tiÕp nhau vµ sau ®ã tÊt c¶ c¸c nót sÏ tin r»ng m«i trêng ®· bÞ sö dông
bëi mét nót kh¸c. TÊt c¶ c¸c nót kh¸c sÏ l¾ng nghe m«i trêng vµ ®îi cho ®Õn
lît m×nh, nhng sÏ kh«ng bao giê ®Õn lît nã v× kÎ tÊn c«ng liªn tôc truyÒn tin.Trong cuéc tÊn c«ng thø hai, viÖc thùc hiÖn sÏ khã h¬n rÊt nhiÒu. KÎ tÊn c«ng sÏ
göi rÊt Ýt c¸c gãi tin tr¸i ngîc víi cuéc tÊn c«ng tríc nhng kÎ tÊn c«ng sö
dông mét trêng chiÒu dµi gi¶ trong gãi tin, vµ b»ng c¸ch nµy h¾n cã thÓ ®¹t
®îc kho¶ng thêi gian truyÒn tin dµi h¬n. Trong khi kÎ tÊn c«ng truyÒn tin, c¸c
nót bÞ tÊn c«ng thËm chÝ sÏ kh«ng sö dông c¬ chÕ l¾ng nghe m«i trêng ®Ó xem
m«i trêng cã bËn hay kh«ng. C¸c nót bÞ tÊn c«ng sÏ tÝnh theo tõng mili gi©y cho
®Õn khi qu¸ tr×nh truyÒn tin cña kÎ tÊn c«ng kÕt thóc nhng ®ã sÏ lµ mét kho¶ng
thêi gian rÊt dµi.
3.2.2.1 Cuéc tÊn c«ng hñy bá x¸c thùc (Deauthentication Attack)
802.11
C¸c cuéc tÊn c«ng trong qu¸ tr×nh hñy bá x¸c thùc ®îc thùc hiÖn gÇn nh
hoµn h¶o do cã thõa hëng ®iÓm yÕu nhËn d¹ng. Trong m¹ng 802.11, khi mét
nót míi muèn gia nhËp m¹ng, nã cÇn thùc hiÖn qu¸ tr×nh x¸c thùc vµ qu¸ tr×nh
liªn kÕt sau ®ã sÏ ®îc cho phÐp truy nhËp m¹ng.Cã hai lo¹i x¸c thùc trong 802.11: Open, trong c¬ chÕ nµy bÊt kú mét nót
nµo còng cã thÓ gia nhËp m¹ng vµ Shared Key, ë c¬ chÕ nµy nót nµo muèn gia
nhËp m¹ng ph¶i biÕt ®îc mËt khÈu cña m¹ng. Sau qu¸ tr×nh x¸c thùc, c¸c nót sÏ
chuyÓn sang qu¸ tr×nh liªn kÕt vµ sau ®ã nã cã thÓ trao ®æi d÷ liÖu vµ qu¶ng b¸
trªn toµn m¹ng. Trong qu¸ tr×nh x¸c thùc vµ liªn kÕt chØ cã rÊt Ýt c¸c khung d÷
liÖu, qu¶n lý vµ ®iÒu khiÓn ®îc phÐp ph¸t ®i. Mét trong nh÷ng th«ng ®iÖp ®ã lµ
th«ng ®iÖp cho phÐp c¸c nót cã thÓ hñy bá sù x¸c thùc tõ mét nót kh¸c. Th«ng
®iÖp nµy ®îc sö dông khi mét nót muèn chuyÓn sang mét m¹ng kh«ng d©y
kh¸c. VÝ dô nh trong cïng mét vïng tån t¹i nhiÒu m¹ng kh«ng d©y kh¸c nhau
th× th«ng ®iÖp nµy sÏ ®îc sö dông. Khi mét nót nhËn ®îc th«ng ®iÖp nµy, nã sÏ
lo¹i bá b¶n th©n nã ra khái m¹ng vµ trë vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 75/140
75
Trong cuéc tÊn c«ng vµo qu¸ tr×nh hñy bá x¸c thùc nµy, kÎ tÊn c«ng sö
dông mét nót ®Ó t×m ra ®Þa chØ cña ®iÓm truy nhËp (AP) ®ang ®iÒu khiÓn m¹ng.
§iÒu nµy cã nghÜa r»ng AP lµ mét phÇn cña m¹ng ®Ó kÕt nèi m¹ng h÷u tuyÕn víi
m¹ng LAN v« tuyÕn. Kh«ng khã kh¨n g× trong qu¸ tr×nh t×m ra ®Þa chØ cña AP v×AP kh«ng sö dông mét ph¬ng ph¸p b¶o mËt nµo. Mét vµi AP kh«ng qu¶ng b¸
®Þa chØ cña nã trong m¹ng, nhng ®Þa chØ cña nã cã thÓ t×m thÊy nÕu l¾ng nghe tÊt
c¶ c¸c lu lîng gi÷a AP ®ã víi c¸c nót kh¸c. Th«ng thêng ®Þa chØ cña AP chØ
dïng ®Ó cho phÐp thuª bao t×m ra tõ mét m¹ng nµo ®ã mµ nã muèn hñy bá sù
x¸c thùc khái m¹ng vµ ®Þa chØ cña AP nµy kh«ng cÇn sö dông trong qu¸ tr×nh x¸c
thùc do vËy AP kh«ng ph¶i lo l¾ng vÒ sù xuÊt hiÖn Èn cña nã.
Khi kÎ tÊn c«ng nhËn ®îc ®Þa chØ cña AP, h¾n sÏ sö dông ®Þa chØ qu¶ng
b¸ mÆc ®Þnh vµ göi th«ng ®iÖp hñy bá x¸c thùc tíi tÊt c¶ c¸c nót nã cã thÓ.
Nh÷ng nót nµy nhËn ®îc th«ng ®iÖp ngay lËp tøc sÏ ngõng giao tiÕp víi m¹ng.
Bíc tiÕp theo lµ tÊt c¶ c¸c nót bÞ hñy bá x¸c thùc sÏ cè g¾ng kÕt nèi l¹i, trao
quyÒn l¹i vµ liªn kÕt l¹i víi AP. ViÖc ph¸t l¹i th«ng ®iÖp hñy bá x¸c thùc nµy sÏ
khiÕn m¹ng ngõng ho¹t ®éng hoµn toµn.
Theo c¸ch nh vËy, c¸c th«ng ®iÖp kh¸c ®îc sö dông trong 802.11 cã thÓ
bÞ lîi dông g©y ra c¸c vÊn ®Ò t¬ng tù. VÝ dô nh th«ng ®iÖp hñy bá liªn kÕt. Tuy
nhiªn kiÓu tÊn c«ng nµy kh«ng hiÖu qu¶ ®èi víi kÎ tÊn c«ng v× h¾n ph¶i gi¶ m¹onhiÒu th«ng ®iÖp. Mét thùc tÕ lµ cã nhiÒu th«ng ®iÖp kh¸c cã thÓ sö dông ®Ó thùc
hiÖn c¸c cuéc tÊn c«ng kiÓu nµy vµ nh÷ng cuéc tÊn c«ng ®ã ®Òu ®îc gäi chung
lµ cuéc tÊn c«ng hñy bá x¸c thùc.
Cã 3 ®iÓm khiÕn cho c¸c cuéc tÊn c«ng kiÓu nµy cã thÓ thùc hiÖn ®îc lµ:
thø nhÊt c¸c th«ng ®iÖp hñy bá x¸c thùc kh«ng ®îc chøng thùc, ngo¹i trõ kiÓm
tra vÒ mÆt logic ®Þa chØ nguån cña th«ng ®iÖp. Thø hai lµ kh«ng cã sù b¶o mËt
nµo ®Ó b¶o vÖ c¸c th«ng tin ®îc dïng trong th«ng ®iÖp, v× vËy kÎ tÊn c«ng cã
thÓ dÔ dµng t×m thÊy c¸c th«ng tin. Thø ba c¸c nót nhËn ®îc c¸c th«ng ®iÖp gi¶nµy sÏ chÊp nhËn nã mµ kh«ng chó ý ®Õn thêi gian nã ®îc göi ®i.
802.16
Gièng nh 802.11 trong 802.16 c¸c th«ng ®iÖp líp MAC ®îc sö dông
theo c¸ch t¬ng tù. Tríc tiªn mét th«ng ®iÖp Reset Command (RES-CMD) ®îc
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 76/140
76
tr¹m ph¸t sãng BS göi ®i tíi mét thuª bao SS cô thÓ ®Ó sau ®ã x¸c lËp l¹i b¶n th©n
nã. Khi SS nhËn ®îc th«ng ®iÖp nµy nã sÏ khëi t¹o l¹i ®Þa chØ MAC cña nã vµ cè
g¾ng lÆp l¹i qu¸ tr×nh truy nhËp hÖ thèng ban ®Çu. BS còng cã thÓ göi De/Re-
register Command (DREGCMD) tíi SS ®Ó SS thay ®æi tr¹ng th¸i truy nhËp.Th«ng ®iÖp nµy ®îc göi ®i khiÕn SS dêi bá kªnh truyÒn dÉn. Tr¸i ngîc
víi IEEE 802.11, IEEE 802.16 cã sù b¶o vÖ bªn trong chèng l¹i sù l¹m dông
nh÷ng lÖnh nµy. C¬ chÕ b¶o vÖ ®Çu tiªn ®îc sö dông lµ Hashed Message
Authentication Code (HMAC) m· x¸c thùc ®a n¨ng ®îc tÝnh to¸n sö dông th«ng
®iÖp gèc vµ khãa bÝ mËt dïng chung. Trong 802.16 gi¸ trÞ 160 bit Hash ®îc
thªm vµo th«ng ®iÖp gèc.
H×nh 3.4: TÊn c«ng b»ng th«ng ®iÖp RES-CMD
Khi bªn thu nhËn ®îc th«ng ®iÖp sÏ tÝnh to¸n l¹i Hash sö dông th«ng ®iÖp
nhËn ®îc vµ khãa b¶o mËt chóng ®· biÕt. Sau ®ã bªn thu sÏ so s¸nh Hash nhËn
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 77/140
77
®îc víi Hash tÝnh ®îc, nÕu chóng gièng nhau th× cã nghÜa lµ hai bªn ®Òu cã
chung mét khãa bÝ mËt.
Tõ tríc ®Õn nay 802.16 ®îc xem nh kh«ng thÓ x¶y ra c¸c cuéc tÊn
c«ng hñy bá x¸c thùc v× khãa dïng chung gi÷a BS vµ SS ®îc xem lµ bÝ mËt. Khichóng ta xem xÐt 802.11 th× thÊy ®iÒu nµy lµ kh«ng thÓ thùc hiÖn ®îc v× nh÷ng
lç hæng an ninh trong thuËt to¸n WEP. Khi lç hæng nµy ®îc c«ng bè c¬ chÕ x¸c
thùc ®îc xem nh kh«ng cßn hiÖu qu¶. Sù kh¸c biÖt cña 802.16 lµ chuÈn mËt
m· ®îc sö dông m¹nh h¬n WEP.
802.16 cã hai sù lùa chän lµ Triple- DES víi khãa 128 bÝt hay RSA víi
khãa 1024 bÝt. VÊn ®Ò thø hai lµ thuËt to¸n Hash key lµ ph¬ng ph¸p b¶o mËt
m¹ng mÏ. §iÒu nµy cã nghÜa lµ kÎ tÊn c«ng sÏ kh«ng thÓ t¹o ra Hash ®óng.
3.2.2.2 Cuéc tÊn c«ng lÆp l¹i (Replay attack)
802.11
Khi chóng ta sö dông thuËt ng÷ tÊn c«ng lÆp l¹i, chóng ta ngô ý mét cuéc
tÊn c«ng mµ kÎ tÊn c«ng chØ cÇn n¾m b¾t ®îc mét sè th«ng tin hîp ph¸p vµ sö
dông l¹i nã, vµ th«ng tin ë ®©y ¸m chØ mét th«ng ®iÖp. KÎ tÊn c«ng kh«ng cÇn
ph¶i thay ®æi th«ng ®iÖp chØ cÇn ph¸t l¹i th«ng ®iÖp Êy vµo kho¶ng thêi gian tháa
®¸ng.Trong m¹ng 802.11 c¸c cuéc tÊn c«ng lÆp l¹i hÇu hÕt ®Òu t¹o ra sù tõ chèi
dÞch vô. Bëi v× c¸c nót nhËn ®îc th«ng ®iÖp vµ coi lµ hîp ph¸p, cho r»ng b¨ng
th«ng ®· ®îc sö dông hÕt vµ sÏ tÝnh to¸n thêi gian gi¶i m· th«ng ®iÖp ®Ó sau ®ã
nã l¹i tÝch cùc l¹i. §iÓm yÕu cña 802.11 khiÕn nã nh¹y c¶m víi c¸c cuéc tÊn
c«ng kiÓu nµy v× nã thiÕu sù ®¸nh dÊu thø tù th«ng ®iÖp, bªn c¹nh ®ã còng kh«ng
cã mét ph¬ng ph¸p nµo ®Ó ph¸t hiÖn vµ lo¹i bá c¸c cuéc tÊn c«ng kiÓu nµy.
802.16
Trong 802.16 kÎ tÊn c«ng n¾m b¾t toµn bé th«ng ®iÖp (bao gåm c¶
HMAC) vµ ph¸t l¹i th«ng ®iÖp mµ kh«ng cã mét sù söa ®æi nµo. Trong khi
HMAC chØ ®¶m b¶o r»ng kh«ng cã sù thay ®æi nµo trong th«ng ®iÖp chø kh«ng
cung cÊp cho chóng ta bÊt kú th«ng tin nµo kh¸c. ChØ cã bªn göi vµ néi dung
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 78/140
78
th«ng ®iÖp lµ ®îc x¸c thùc. NÕu kÎ tÊn c«ng ph¸t l¹i th«ng ®iÖp h¾n n¾m ®îc,
th«ng ®iÖp sÏ ®îc x¸c thùc ®óng c¸ch nÕu nh khãa b¶o mËt vÉn cßn hiÖu lùc.
Trong 802.16 kÎ tÊn c«ng ph¶i cÇn c¶ tr¹m ph¸t sãng BS vµ thuª bao SS ®Ó
thùc hiÖn mét cuéc tÊn c«ng replay thµnh c«ng. NÕu m¹ng lµm viÖc trong m«h×nh FDD, BS vµ SS truyÒn tÝn hiÖu trong nh÷ng tÇn sè kh¸c nhau, do vËy muèn
t¹o ra c¸c cuéc tÊn c«ng trong hÖ thèng FDD kÎ tÊn c«ng ph¶i nhËn th«ng tin vµ
ph¸t l¹i th«ng tin ®ã trªn cïng tÇn sè.
HMAC ®îc ®a ra chØ ®¶m b¶o r»ng th«ng ®iÖp ®îc göi ®i kh«ng bÞ
thay ®æi, nªn kh¶ n¨ng th«ng ®iÖp bÞ sö dông l¹i lµ hoµn toµn cã thÓ, nÕu trong
th«ng ®iÖp kh«ng cã c¸c tin tøc nh nh·n thêi gian, sè serial.
KÎ tÊn c«ng cã thÓ sö dông Reset Command (RES-CMD) ®Ó t¹o ra c¸c
cuéc tÊn c«ng lÆp l¹i. Nã ®îc xem nh mét th«ng ®iÖp hoµn h¶o cho kÎ tÊn
c«ng v× kh«ng chøa nh·n thêi gian, sè serial.
Tuy nhiªn kÎ tÊn c«ng sÏ kh«ng thµnh c«ng v× 802.16 yªu cÇu HMAC ph¶i
®îc tÝnh to¸n sö dông th«ng ®iÖp vµ phÇn mµo ®Çu líp MAC. HMAC cÇn ®îc
gi÷ nguyªn trong c¸c cuéc tÊn c«ng replay.
Trong phÇn mµo ®Çu líp MAC chøa CID cña SS, CID nµy cã thÓ ®îc thiÕt
lËp l¹i. Sau khi thiÕt lËp l¹i SS sÏ cã mét CID míi ®îc cung cÊp bëi BS. CID míi
nµy cã 16 bÝt tøc lµ mét BS cã thÓ t¹o ra 65536 sù lùa chän CID kh¸c nhau, vµnh vËy kh¶ n¨ng sö dông l¹i CID lµ rÊt khã.
ThËm chÝ nÕu ®iÒu nµy cã thÓ x¶y ra th× SS sÏ dµn xÕp mét tËp c¸c khãa
míi ®Ó x¸c thùc th«ng ®iÖp, do vËy sÏ kh«ng cã kÕt qu¶ khi kÎ tÊn c«ng cè g¾ng
thùc hiÖn mét cuéc tÊn c«ng replay sö dông RES-CMD. ViÖc sö dông DREG-
CMD còng gÆp ph¶i nh÷ng lý do t¬ng tù. Trong khi kÎ tÊn c«ng kh«ng thµnh
c«ng trong cuéc tÊn c«ng replay th× hoµn toµn cã thÓ thùc hiÖn cuéc tÊn c«ng lÆp
th«ng ®iÖp (repeat message), 802.16 kh«ng cã mét c¬ chÕ nµo ®Ó b¶o vÖ m×nh
khái c¸c cuéc tÊn c«ng kiÓu nµy. VÊn ®Ò ®Æt ra ë ®©y lµ c¸c cuéc tÊn c«ng nµyg©y thiÖt h¹i g× cho m¹ng chø kh«ng ph¶i lµ liÖu nã cã thµnh c«ng hay kh«ng.
Trong trêng hîp thø nhÊt c¸c th«ng ®iÖp cña kÎ tÊn c«ng xuÊt hiÖn nh
mét nguån nhiÔu. Nã g©y t¸c ®éng ®Õn hiÖu suÊt cña m¹ng, tuy nhiªn víi sù thay
®æi cña ph¬ng ph¸p söa lçi tríc vµ ®iÒu chÕ gióp gi¶m thiÖt h¹i tíi m¹ng.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 79/140
79
Trong trêng hîp thø hai vÊn ®Ò sÏ lín h¬n. KÎ tÊn c«ng sÏ göi nh÷ng gãi
tin tíi BS gi¶ m¹o mét SS cô thÓ nµo ®ã. ViÖc nµy khiÕn BS göi gãi tin RES-
CMD tíi SS, sau ®ã SS sÏ ngõng toµn bé qu¸ tr×nh qu¶ng b¸ cña m×nh, nã sÏ thiÕt
lËp l¹i vµ trë vÒ tr¹ng th¸i khëi ®Çu. ë tr¹ng th¸i nµy BS sÏ göi RES-CMD tíi SSnÕu SS kh«ng ®¸p l¹i BS hoÆc BS ph¸t hiÖn ra cã sù bÊt b×nh thêng vÒ truyÒn
dÉn trong tuyÕn lªn tõ SS. Tuy nhiªn chuÈn kh«ng chØ ra cô thÓ chÝnh x¸c nh÷ng
g× sÏ ®îc chØ ®Þnh tiÕp theo sù bÊt thêng nµy. Mét lo¹t c¸c ®iÒu kiÖn cô thÓ
trong RES-CMD sÏ ®îc quyÕt ®Þnh bëi nhµ s¶n xuÊt.
3.2.2.3 Gi¶ m¹o ®iÓm truy nhËp (Access Point Spoof)
802.11 Gi¶ m¹o ®iÓm truy nhËp chÝnh lµ mét d¹ng tÊn c«ng man- in- the- middle.
Cuéc tÊn c«ng kiÓu man- in - the - middle lµ d¹ng tÊn c«ng mµ kÎ tÊn c«ng ë
gi÷a hai nót thao tóng toµn bé c¸c lu lîng gi÷a hai bªn. D¹ng tÊn c«ng nµy rÊt
nguy hiÓm v× kÎ tÊn c«ng cã thÓ n¾m tÊt c¶ c¸c th«ng tin lu hµnh trªn m¹ng.
ViÖc thùc hiÖn kiÓu tÊn c«ng nµy rÊt khã trong m¹ng h÷u tuyÕn v× nã yªu cÇu
viÖc truy nhËp thËt sù vµo m«i trêng truyÒn dÉn. Tuy nhiªn trong m¹ng kh«ng
d©y mäi viÖc trë nªn dÔ dµng h¬n.
KÎ tÊn c«ng chØ cÇn thiÕt lËp mét AP cã kh¶ n¨ng thu hót h¬n so víi AP hîp ph¸p. AP gi¶ m¹o nµy cã thÓ ®îc t¹o ra b»ng c¸ch sao chÐp toµn bé cÊu
h×nh cña mét AP hîp ph¸p nh SSID, ®Þa chØ MAC v.v… Bíc tiÕp theo lµ lµm
cho n¹n nh©n kÕt nèi víi AP gi¶ m¹o nµy. C¸ch thø nhÊt lµ ®îi cho ®Õn khi c¸c
nót tù kÕt nèi víi nã, c¸ch thø hai lµ g©y ra tõ chèi dÞch vô tíi tÊt c¶ c¸c AP hîp
ph¸p ®Ó ngêi dïng sÏ kÕt nèi l¹i. Trong m¹ng 802.11 viÖc lùa chän c¸c AP dùa
vµo cêng ®é tÝn hiÖu nhËn ®îc. ChØ cã mét viÖc kÎ tÊn c«ng cã thÓ thùc hiÖn lµ
®¶m b¶o cho AP cña nã cã cêng ®é tÝn hiÖu m¹nh h¬n tíi c¸c n¹n nh©n.
§Ó ®¹t ®îc ®iÒu nµy cã thÓ ®Æt vÞ trÝ AP cña nã gÇn víi n¹n nh©n h¬n AP
hîp ph¸p, hoÆc sö dông mét c«ng nghÖ kh¸c nh anten ®Þnh híng hay bé
khuÕch ®¹i RF. Sau khi n¹n nh©n kÕt nèi víi AP gi¶ m¹o nµy, ngêi ®ã sÏ lµm
viÖc nh thÓ ®ang kÕt nèi víi mét AP hîp ph¸p vµ nh vËy mäi tin tøc sÏ ®îc
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 80/140
80
truyÒn th«ng qua AP gi¶ m¹o nµy. KÎ tÊn c«ng sau ®ã sÏ sö dông mäi tiÖn Ých t¹o
ra mét web server ®Ó n¾m b¾t mËt khÈu khi n¹n nh©n cè g¾ng ®¨ng kÝ vµo mét
trang gi¶ m¹o nµy. Sau ®ã kÎ tÊn c«ng sÏ cã tÊt c¶ nh÷ng g× cÇn thiÕt ®Ó gia nhËp
mét m¹ng hîp ph¸p. C¸c cuéc tÊn c«ng nµy tån t¹i trong m¹ng 802.11 v× m¹ngkh«ng yªu cÇu sù x¸c thùc hai chiÒu gi÷a AP vµ c¸c nót. Chøng nhËn ñy nhiÖm
AP thêng ®îc qu¶ng b¸ trong m¹ng. §iÒu nµy khiÕn cho kÎ tÊn c«ng dÔ dµng
nghe trém m¹ng trong mét thêi ®iÓm vµ cã ®îc tÊt c¶ c¸c th«ng tin cÇn thiÕt.
WEP ®îc sö dông ®Ó c¸c nót tù x¸c thùc chóng víi AP nhng WEP cßn nhiÒu
®iÓm yÕu. KÎ tÊn c«ng nghe toµn bé lu lîng vµ tù gi¶i m· ®Ó n¾m ®îc mËt
khÈu.
802.16
Còng gièng nh m¹ng 802.11 viÖc gi¶ m¹o BS vÉn tån t¹i. IEEE sö dông
giao thøc PKM víi mét vµi th«ng ®iÖp ®îc trao ®æi gi÷a BS vµ SS ®Ó nhËn d¹ng
lÉn nhau. Qu¸ tr×nh x¸c thùc SS ®îc thùc hiÖn nh sau: SS göi th«ng ®iÖp tíi BS
chøa chøng nhËn sè X509 ®îc x¸c ®Þnh bëi nhµ s¶n xuÊt. SS göi tr«ng ®iÖp thø
hai mµ kh«ng cÇn chê ®îi sù ph¶n håi tõ BS. Th«ng ®iÖp thø hai nµy còng chøa
chøng nhËn sè X509 vµ khãa chung cña SS, kh¶ n¨ng an ninh vµ SAID cña SS.
Chøng nhËn sè ®îc sö dông ®Ó BS biÕt khãa chung cña SS ®Ó t¹o mét th«ng ®iÖp
ph¶n håi. NÕu BS cho phÐp SS ®îc trao quyÒn nã sÏ ®¸p l¹i b»ng mét th«ng ®iÖpthø ba ®Ó khëi t¹o SA gi÷a BS vµ SS. Nhng BS l¹i kh«ng thùc hiÖn x¸c thùc víi
SS, v× vËy viÖc gi¶ m¹o BS hoµn toµn cã thÓ.
3.2.2.4 Cuéc tÊn c«ng vµo c¬ chÕ sãng mang líp vËt lý
802.11
G©y nhiÔu tÇn sè lµ lç hæng an ninh tån t¹i ë bÊt cø m¹ng kh«ng d©y nµo.
Tuy nhiªn møc ®é nguy hiÓm rÊt kh¸c nhau tïy thuéc vµo giao diÖn líp vËt lý.
Mét sè th«ng sè sÏ quyÕt ®Þnh kho¶ng chÊp nhËn cña m¹ng nh c«ng suÊt ph¸t,
®é nhËy cña thiÕt bÞ thu, tÇn sè RF, b¨ng tÇn vµ ®é ®Þnh híng cña anten. M¹ng
802.11 sö dông c¬ chÕ truy nhËp m«i trêng CSMA, ®îc thùc hiÖn ë líp MAC.
C¬ chÕ nµy dïng ®Ó ®¶m b¶o kh«ng x¶y ra xung ®ét d÷ liÖu trªn ®êng truyÒn.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 81/140
81
NÕu mét nót muèn truyÒn tin, tríc tiªn nã ph¶i l¾ng nghe sãng mang ®Ó biÕt
r»ng kh«ng cã mét nót nµo trªn m¹ng ®ang truyÒn tin. NÕu kh«ng thÊy tÝn hiÖu
sãng mang nã míi cã thÓ truyÒn tin.
Cã mét vµi c¸ch ®Ó thùc hiÖn c¸c giao thøc sãng mang líp vËt lý. C¸ch ®¬ngi¶n nhÊt lµ lµm cho tÊt c¶ c¸c nót trong m¹ng tin r»ng cã mét nót kh¸c ®ang
truyÒn dÉn t¹i thêi ®iÓm hiÖn t¹i. §Ó ®¹t ®îc ®iÒu nµy chØ cÇn t¹o ra mét nót tr¸i
phÐp ®Ó truyÒn tin liªn tôc. C¸ch thø hai lµ sö dông bé ph¸t sãng RF
802.16
ChuÈn IEEE 802.16 sö dông líp MAC kh«ng c¹nh tranh, chø kh«ng sö
dông l¾ng nghe sãng mang líp vËt lý ®Ó ®iÒu khiÓn sù cho phÐp truyÒn tin. Thùc
tÕ cã mét vµi khe c¹nh tranh truyÒn dÉn tån t¹i trong mçi khung, viÖc ph¸t hiÖn
xung ®ét ®îc thùc hiÖn chø kh«ng ph¶i sù tr¸nh xung ®ét.
BÊt kú mét yªu cÇu mµ SS t¹o ra trong khe c¹nh tranh sÏ kh«ng cÇn x¸c
nhËn v× nÕu cã xung ®ét th× yªu cÇu ®ã sÏ ®îc truyÒn l¹i trong mét khe thêi gian
ngÉu nhiªn kh¸c. Tuy nhiªn tõ nh÷ng bµi häc rót ra tõ 802.11, kÎ tÊn c«ng sÏ
ph¶i thùc hiÖn mét c¬ chÕ ®Ó ®¶m b¶o sù c©n b»ng vÒ hiÖu suÊt sö dông vµ phæ
truyÒn dÉn.
TÊt c¶ c¸c tr¹m thuª bao SS ph¶i nhËn ®îc UL-MAP ®Ó biÕt vÒ lÞch tr×nh
thêi gian truyÒn dÉn, s¬ ®å ®iÒu chÕ. Do ®ã kÎ tÊn c«ng muèn tÊn c«ng vµo métSS cô thÓ sÏ ph¶i cã ®îc c¸c th«ng tin cÇn thiÕt ®Ó t¹o ra mét sù truyÒn dÉn nguy
hiÓm mµ sÏ xung ®ét víi tuyÕn uplink hîp ph¸p. §Ó tÊn c«ng vµo mét SS cô thÓ,
kÎ tÊn c«ng ph¶i tÊn c«ng víi c«ng suÊt tèi thiÓu bëi v× anh ta cã thÓ rÊt gÇn víi
tÝn hiÖu RF cña SS hîp ph¸p.
Trong trêng hîp nµy kÎ tÊn c«ng sÏ ph¶i ®ång bé víi m¹ng vµ tr¶i qua
qu¸ tr×nh initial ranging ®Ó ®¹t ®îc sù tinh chØnh vÒ ®Þnh thêi vµ tÇn sè truyÒn
tin. ViÖc nµy rÊt cÇn thiÕt ®Ó kÎ tÊn c«ng cã thÓ thùc sù c¹nh tranh víi sù truyÒn
dÉn cña n¹n nh©n trong b¨ng tÇn ®Þnh tríc. NÕu kh«ng thùc hiÖn ®ång bé víi sù truyÒn dÉn hîp ph¸p, kÎ tÊn c«ng sÏ chØ c¹nh tranh víi thuª bao hîp ph¸p nh
mét nguån nhiÔu chø kh«ng ph¶i lµ mét tÝn hiÖu hîp ph¸p vµ IEEE 802.16 cã
mét vµi c¬ chÕ ®Ó xö lý víi nguån nhiÔu trªn kªnh truyÒn dÉn.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 82/140
82
Mét kÎ tÊn c«ng khi ®· ®ång bé víi m¹ng vµ cã ®îc UL-MAP anh ta sÏ
ph¶i lùa chän ®Ých cña m×nh. Bëi v× nhiÒu tuyÕn truyÒn dÉn ®îc ®Þnh ra bëi 1
CID, kÎ tÊn c«ng sÏ nhËn ®îc mét tËp c¸c kÕt nèi chø kh«ng ph¶i mét kÕt nèi
cña mét SS cô thÓ vµ nh vËy kÎ tÊn c«ng sÏ kh«ng biÕt chÝnh x¸c SS nµo nã sÏt¸c ®éng ®Õn nªn môc ®Ých ë ®©y sÏ lµ mét tËp c¸c kÕt nèi. Bíc cuèi cïng rÊt
®¬n gi¶n lµ truyÒn tin ë mét thêi ®iÓm ®Þnh tríc vµ s¬ ®å ®iÒu chÕ biÕt tríc.
Th«ng ®iÖp ®îc göi ®i cã thÓ lµ th«ng ®iÖp gi¶ m¹o, replayed hay c¶ hai.
TÝn hiÖu cña kÎ tÊn c«ng sÏ xung ®ét víi sù truyÒn dÉn hîp ph¸p, vµ nã sÏ kh«ng
®îc lo¹i bá nh mét nguån nhiÔu, sù truyÒn dÉn nguy hiÓm nµy sÏ c¹nh tranh
nh mét tÝn hiÖu th«ng minh. Tïy thuéc vµo mèi quan hÖ gi÷a c«ng suÊt truyÒn
dÉn cña hai tÝn hiÖu, tÝn hiÖu ®îc BS gi¶i m· sÏ lµ tÝn hiÖu yÕu h¬n, hay tÝn hiÖu
mµ kh«ng thÓ hiÓu ®îc (unintelligible), hoÆc BS sÏ ®Ó cho SS thiÕt lËp l¹i do qu¸
tr×nh truyÒn dÉn mµ tÝn hiÖu ®· bÞ mÐo.
Cuéc tÊn c«ng kiÓu nµy rÊt cã Ých cho kÎ tÊn c«ng. Bëi v× sù tÊn c«ng ë
®©y rÊt nhanh gän vµ kh«ng thÓ nhËn ra sù kh¸c biÖt so víi c¸c thuª bao hîp
ph¸p, nã rÊt khã bÞ ph¸t hiÖn. Trong qu¸ tr×nh tÊn c«ng SS cã thÓ bÞ lo¹i ra khái
m¹ng, h¬n n÷a trong qu¸ tr×nh tÊn c«ng BS cã thÓ sÏ cung cÊp nh÷ng th«ng tin
ph¶n håi tíi kÎ tÊn c«ng th«ng qua UL-MAP. BS sÏ cè th«ng tin tíi SS bÞ tÊn
c«ng vÒ sù cÇn thiÕt chän s¬ ®å ®iÒu chÕ vµ söa lçi tríc m¹nh h¬n, kÎ tÊn c«ngsÏ sö dông nhng th«ng tin nµy ®Ó ®iÒu chØnh c«ng suÊt thÊp nhÊt ®Ó anh ta
kh«ng bÞ lo¹i bá.
3.2.2.5 Gi¶ m¹o ®Þa chØ MAC (MAC Address Spoofing)
802.11
Trong m¹ng 802.11 läc ®Þa chØ MAC ë AP lµ mét c¸ch ng¨n c¶n ngêi
dïng bÊt hîp ph¸p truy nhËp m¹ng. Bëi lÏ viÖc gi¶ m¹o ®Þa chØ MAC lµ rÊt dÔ ®èi
víi kÎ tÊn c«ng. Trong khi c¸c gi¸ trÞ m· hãa ë phÇn cøng lµ kh«ng thay ®æi,hoÆc ®îc c«ng bè trong nh÷ng ch¬ng tr×nh c¬ së cña c¸c phÇn cøng cã thÓ söa
®æi.
HiÖn nay cã rÊt nhiÒu ch¬ng tr×nh cho OS kh¸c nhau cã thÓ söa ®æi ®Þa
chØ MAC ®îc thùc hiÖn ë c¸c bé thÝch øng m¹ng. C¸c thñ tôc nµy rÊt dÔ dµng vµ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 83/140
83
cã thÓ ®îc thùc hiÖn trong vµi phót. ThËm chÝ sau khi viÖc gi¶ m¹o ®Þa chØ MAC
trë nªn phæ biÕn IEEE 802.11 vÉn sö dông s¬ ®å trao quyÒn nµy v× 48 bÝt ®Þa chØ
MAC lµ ®ñ dµi cho nh÷ng cuéc tÊn c«ng brute force. Nhng c¸c ch¬ng tr×nh
míi cho phÐp kÎ tÊn c«ng kh¾c phôc khã kh¨n nµy. KÎ tÊn c«ng lóc nµy kh«ngcÇn t×m ra ®Þa chØ MAC bëi v× ®Þa chØ MAC sÏ ®îc qu¶ng b¸ trªn toµn m¹ng khi
®îc ®a vµo chuÈn. VËy lµ chØ cã mét vµi gãi tin cÇn thiÕt sÏ ®îc n¾m gi÷ ®Ó
cã thÓ lÊy ®îc ®Þa chØ MAC vµ sÏ ®îc nhËn d¹ng nh mét ngêi dïng hîp
ph¸p.
802.16
Trong m¹ng 802.16 chuÈn yªu cÇu tÊt c¶ c¸c bé thÝch øng cña m¹ng ph¶i
cã 48 bÝt ®Þa chØ MAC ®îc ch«n t¹i phÇn c¬ së. Gi¸ trÞ nµy ®îc sö dông trong
suèt qu¸ tr×nh initial ranging vµ x¸c thùc cho BS vµ SS ®Ó nhËn d¹ng lÉn nhau.
C¸c nhµ chÕ t¹o cho r»ng ®Þa chØ MAC cña 802.16 lµ kh«ng thÓ gi¶ m¹o.
Nh ®· nãi ë trªn RNG-REQ mµ SS göi tíi BS sÏ cã ®Þa chØ MAC vµ trong
th«ng ®iÖp RNG-RSP (Ranging Response) cña BS còng chøa ®Þa chØ MAC. V×
vËy kÎ nghe lÐn sÏ ph¶i n¾m b¾t ®îc tuyÕn lªn hoÆc xuèng ®Ó cã ®îc ®Þa chØ
MAC cña mét SS ®· ®îc trao quyÒn.
Sù kh¸c biÖt gi÷a c¸c thiÕt bÞ cña 802.11 lµ kiÕn tróc kh¸c nhau vµ vÊn ®Ògi¶ m¹o ®Þa chØ MAC vÉn lµ mét c©u hái. HiÖn nay c¸c s¶n phÈm WiMAX vÉn
®ang ®îc phª chuÈn, vµ ®ang tån t¹i ®éc lËp nªn viÖc söa ®æi ®Þa chØ MAC sÏ
yªu cÇu thay ®æi ch¬ng tr×nh c¬ së. §©y kh«ng ph¶i lµ mét nhiÖm vô dÔ dµng,
trõ khi nhµ s¶n xuÊt cung cÊp kh¶ n¨ng tïy chän.
Trong t¬ng lai khi c¸c s¶n phÈm cña WiMAX kh«ng tån t¹i ®éc lËp mµ
®îc tÝch hîp víi c¸c c«ng nghÖ kh¸c th× viÖc gi¶ m¹o ®Þa chØ MAC sÏ cßn nhiÒu
vÊn ®Ò cÇn nghiªn cøu.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 84/140
84
3.2.3 Nh÷ng ®iÓm yÕu míi trong m¹ng WiMAX
3.2.3.1 NÒn t¶ng c«ng nghÖ cña c¸c cuéc tÊn c«ng
§Ó tÊn c«ng vµo m¹ng 802.16 kÎ tÊn c«ng ph¶i truy nhËp vµo sù trao ®æi
th«ng tin gi÷a hai bªn cã nghÜa lµ sÏ ph¶i tiªm vµo vµ ph¸t th«ng ®iÖp cÇn thiÕt ®Óthùc hiÖn cuéc tÊn c«ng.
VÊn ®Ò ®Çu tiªn lµ ph¶i t¹o ra mét th«ng ®iÖp. VÊn ®Ò tiÕp theo lµ t×m ®îc
®óng thêi ®iÓm ®Ó tiªm th«ng ®iÖp vµo m¹ng. Trong ch¬ng nµy chóng ta sÏ xem
xÐt c¸c cuéc tÊn c«ng ®ã dÔ ®Õn møc nµo vµ liÖu nã cã ph¶i lµ vÊn ®Ò cÇn quan
t©m trong m¹ng hay kh«ng.
T¹o th«ng ®iÖp vµ tiªm vµo m¹ng:
HÇu hÕt c¸c cuéc tÊn c«ng diÔn ra trong m¹ng 802.11 sö dông th«ng ®iÖp
tïy chän ®Ó ®¹t ®îc môc ®Ých. TÊt nhiªn trong nh÷ng ngµy ®Çu cña m¹ng
802.11 kh«ng cã c¸c ch¬ng tr×nh gióp kÎ tÊn c«ng t¹o ra th«ng ®iÖp nh vËy.
ViÖc nµy mÊt nhiÒu thêi gian ®Ó thö nghiÖm.
ChuÈn 802.16 lµ mét chuÈn míi vÉn cha ®îc thùc hiÖn, nã chØ ®îc thiÕt
kÕ vµ thö nghiªm trªn giÊy. HiÖn nay vÉn kh«ng cã mét thiÕt bÞ nµo s½n cã trªn
thÞ trêng vµ ®îc sö dông v× vËy c¸c cracker hay c¸c chuyªn gia an ninh cã thÓ
tao ra th«ng ®iÖp tïy ý ®Ó tiªm vµo m¹ng. TÊt nhiªn viÖc nµy cã thÓ diÔn ra trongc¸c phßng thÝ nghiÖm s¶n xuÊt nhng cho ®Õn nay chóng ta kh«ng hÒ biÕt vÒ vÊn
®Ò nµy.
Trong m¹ng 802.11 ngêi ta t¹o ra c¸c khung qu¶n lý b»ng c¸c cæng gì rèi
vµ lu tr÷ trong bé ®Öm cña card m¹ng. B»ng c¸ch nµy th«ng ®iÖp tïy chän sÏ
®îc tiªm vµo m¹ng ngay tríc thêi ®iÓm truyÒn ph¸t vµ th«ng ®iÖp sÏ ®îc göi
®i mµ kh«ng qua qu¸ tr×nh kiÓm tra lçi cña phÇn cøng.
Trong m¹ng 802.16 c¸c ®iÓm truy nhËp dÞch vô SAP (Service Acces Point)
®îc dïng ®Ó giao tiÕp gi÷a hai giao thøc líp vËt lý kh¸c nhau vµ nã sÏ x¸c ®Þnh
nh÷ng th«ng ®iÖp nµo ®îc phÐp truyÒn qua. Do vËy kh«ng thÓ biÕt tríc ®îc
r»ng nã cã bÞ lõa ®Ó cho th«ng ®iÖp tïy ý nµy ®i qua hay kh«ng.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 85/140
85
NÕu c¸c nhµ s¶n xuÊt t¹o ra c¸c s¶n phÈm vµ cho phÐp ngêi sö dông cã kh¶
n¨ng truy nhËp kiÓu gì rèi (debug type access) tíi phÇn cøng th× kÎ tÊn c«ng sÏ
cã c¬ héi thùc hiÖn viÖc nµy.
Thêi ®iÓm tiªm th«ng ®iÖp (Timing to inject the messsage)
Gi¶ sö kÎ tÊn c«ng t¹o ®îc mét th«ng ®iÖp tïy ý, bíc tiÕp theo lµ ph¶i
tiªm ®îc vµo m¹ng. VÊn ®Ò ë ®©y kh«ng chØ lµ tiªm vµo m¹ng mµ ph¶i lµm thÕ
nµo ®Ó n¹n nh©n biÕt ®îc th«ng ®iÖp ®ã vµ xö lý nã nh mét th«ng ®iÖp thËt
(th«ng ®iÖp hîp ph¸p). VÊn ®Ò nµy dêng nh sÏ khã h¬n v× kh«ng cã nhiÒu
th«ng ®iÖp qu¶n lý ®Ó gi¶ m¹o. Thø hai lµ vÊn ®Ò thêi ®iÓm tiªm th«ng ®iÖp. KÎ
tÊn c«ng ph¶i t×m ra nh÷ng thêi ®iÓm hë trong mét lÞch tr×nh vµ tiªm th«ng ®iÖp
®óng lóc. Ngoµi vÊn ®Ò ®ã chóng ta ph¶i nghÜ vÒ sù ®ång bé vµ râ rµng lµ nÕu kÎ
tÊn c«ng muèn göi th«ng ®iÖp tõ SS tíi BS th× sù trÔ lan truyÒn cã thÓ biÕt ®îc
th«ng qua qu¸ tr×nh ranging khëi ®Çu. Nhng nÕu kÎ tÊn c«ng muèn göi th«ng
®iÖp nh mét BS anh ta sÏ ph¶i biÕt ®îc trÔ lan truyÒn lµ bao nhiªu.V× nÕu n¹n
nh©n nhËn ®îc th«ng ®iÖp nµy trong mét thêi ®iÓm sai th× sÏ kh«ng nhËn th«ng
®iÖp vµ lo¹i bá nã.
Ta biÕt r»ng 802.16 sö dông hai m« h×nh v©t lý lµ FDD vµ TDD. ë ®©y
chóng ta sÏ xem sÐt vÒ thêi ®iÓm cã thÓ tiªm th«ng ®iÖp vµo m¹ng theo hai m«h×nh nµy sÏ x¶y ra nh thÕ nµo?
FDD
Trong FDD c¸c kªnh híng lªn vµ kªnh híng xuèng lµm viÖc ë tÇn sè kh¸c
nhau vµ kªnh híng xuèng ®îc ph¸t ®i trong c¸c d¹ng burst rêi r¹c. V× tuyÕn
lªn vµ tuyÕn xuèng ®îc lËp tr×nh ®Ó hç trî b¸n song c«ng nªn cã thêi ®iÓm kªnh
híng lªn vµ kªnh híng xuèng kh«ng ®îc sö dông, vµ ®©y chÝnh lµ thêi ®iÓm
®Ó kÎ tÊn c«ng tiªm th«ng ®iÖp cña anh ta vµo m¹ng. ë híng lªn tÊt c¶ sù truyÒn
ph¸t ®Òu ®· ®îc lËp lÞch tr×nh. Tuy nhiªn ë híng xuèng BS chØ chØ ra sù chuyÓn
®æi d¹ng ®iÒu chÕ vµ söa lçi tríc cho SS mµ kh«ng chØ ra thêi ®iÓm cô thÓ mµ
mét lu lîng tõ SS sÏ ®îc göi ®i.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 86/140
86
TÊt c¶ c¸c SS trong m¹ng lu«n ph¶i l¾ng nghe c¸c tuyÕn híng xuèng ®Ó t×m
kiÕm th«ng ®iÖp ®îc göi cho chóng. Do vËy kÎ tÊn c«ng cã thÓ t×m ra thêi ®iÓm
khi BS kh«ng göi bÊt kú gãi tin nµo vµ anh ta cã thÓ göi th«ng ®iÖp tïy ý cña
m×nh. Mét vÊn ®Ò n¶y sinh lµ kÎ tÊn c«ng cã thÓ göi th«ng ®iÖp cïng thêi ®iÓmvíi BS vµ do ®ã sÏ cã xung ®ét x¶y ra. NÕu lîng t¶i cña m¹ng Ýt, anh ta sÏ g©y
ra Ýt xung ®ét cho ®Õn khi thµnh c«ng. Nhng nÕu m¹ng qu¸ t¶i BS sÏ kh«ng cßn
kho¶ng trèng nµo gi÷a c¸c gãi tin híng xuèng th× rÊt khã ®Ó kÎ tÊn c«ng ®¹t
®îc môc ®Ých.
TDD
Trong hÖ thèng TDD cã mét chót sù kh¸c biÖt, kh«ng cã bÊt kú mét kho¶ng
trèng nµo ë híng xuèng, toµn bé c¸c khung con híng xuèng ®Òu ®îc ®iÒn
®Çy bëi sù truyÒn ph¸t cña BS. BÊt kú khung líp MAC nµo ng¾n h¬n sÏ ®îc
nhåi thªm c¸c khung trèng (null) ®Ó ®¹t chiÒu dµi cÇn thiÕt. Sau c¸c tuyÕn xuèng
lµ c¸c khung con híng lªn, gi÷a chóng chØ cã mét kho¶ng trèng lµ Tx/Rx Time
Delay. Trªn tuyÕn híng lªn cã thÓ cã c¸c khe trèng. Khi sù truyÒn c¸c khe trèng
x¶y ra BS göi th«ng ®iÖp null ë møc c«ng suÊt thÊp h¬n vµ SS kh«ng ®îc phÐp
ph¸t tin. ë cuèi khung híng lªn cã mét kho¶ng trèng kh¸c tríc khi ®Õn khung
tiÕp theo lµ Rx/Tx Time Delay.
H×nh 3.5: VÞ trÝ cã thÓ tÊn c«ng trong cÊu tróc khung TDD
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 87/140
87
3.2.3.2 Líp MAC
Trong phÇn tríc chóng ta chØ nãi vÒ vÊn ®Ò thêi ®iÓm nhng cßn mét vÊn
®Ò kh¸c lµ tr¹ng th¸i líp MAC cña bªn nhËn. Líp MAC cña 802.16 ®îc xem
nh mét m¸y tr¹ng th¸i ho¹t ®éng dùa trªn sù chuyÓn tõ tr¹ng th¸i nµy sang tr¹ngth¸i kh¸c. §iÒu nµy cã nghÜa r»ng mét líp MAC cã thÓ lo¹i bá mét th«ng ®iÖp ®·
x¸c ®Þnh lµ tèt (®îc gi¶ m¹o tèt) nÕu nã kh«ng ë tr¹ng th¸i ®óng ®Ó nhËn th«ng
®iÖp Êy.
VÝ dô nh trong qu¸ tr×nh khëi ®Çu SS göi ®i mét yªu cÇu trao quyÒn (Auth
Request) tíi BS. Sau khi BS kiÓm tra anh ta sÏ ®¸p l¹i. NÕu SS hîp ph¸p sÏ ®îc
tham gia m¹ng, sau ®ã BS göi l¹i mét th«ng ®iÖp ®¸p l¹i trao quyÒn
(Authorization Reply) chøa khãa trao quyÒn cïng víi c¸c th«ng tin kh¸c ®Ó tiÕp
tôc x¸c thùc. NÕu BS quyÕt ®Þnh lo¹i bá nã sÏ göi th«ng ®iÖp hñy bá trao quyÒn
(Auth Reject). Khi ®ã SS vÉn ë tr¹ng th¸i nµy, vµ sau mét thêi gian sÏ cè g¾ng
trao quyÒn l¹i.
Ngêi ta thêng tin r»ng viÖc lo¹i bá trao quyÒn lµ mét c«ng cô ®Ó tÊn c«ng.
Bëi v× th«ng ®iÖp lo¹i bá trao quyÒn kh«ng chøa sè thø tù hay nh·n thêi gian hay
sè HMAC ®Ó cã thÓ chøng minh lµ cña BS. KÎ tÊn c«ng cã thÓ göi rÊt nhiÒu
th«ng ®iÖp tíi c¸c SS trong m¹ng. Tuy nhiªn ®©y kh«ng ph¶i lµ vÊn ®Ò quan t©m
chÝnh v× líp MAC chØ ë trong tr¹ng th¸i nµy víi kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n saukhi göi th«ng ®iÖp trao quyÒn do vËy nÕu th«ng ®iÖp cña kÎ tÊn c«ng ®Õn kh«ng
®óng thêi ®iÓm nã sÏ bÞ lo¹i bá ngay.
3.2.3.3 C¸c cuéc tÊn c«ng tiÒm Èn trong m¹ng 802.16
3.2.3.3.1 Cuéc tÊn c«ng sö dông th«ng ®iÖp RNG-RSP
§Çu tiªn khi SS muèn gia nhËp m¹ng nã ph¶i göi mét th«ng ®iÖp yªu cÇu
Ranging (RNG-REQ). Th«ng ®iÖp nµy th«ng b¸o cho BS vÒ sù hiÖn diÖn cña SS
vµ yªu cÇu c¸c th«ng sè nh thêi ®iÓm truyÒn ph¸t, c«ng suÊt, tÇn sè vµ c¸c
th«ng tin trong burst profile, th«ng ®iÖp nµy ®îc SS göi ®i theo chu kú. BS ®¸p
l¹i b»ng mét th«ng ®iÖp RNG-RSP. Trong c¸c phiªn b¶n cò cña 802.16 SS göi
th«ng ®iÖp nµy theo chu kú. NÕu SS kh«ng hoµn thµnh qu¸ tr×nh ranging theo chu
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 88/140
88
kú nã sÏ bÞ lo¹i khái m¹ng vµ ph¶i thùc hiÖn qu¸ tr×nh gia nhËp m¹ng ban ®Çu.
Tuy nhiªn phiªn b¶n 802.16a kh«ng yªu cÇu SS ph¶i göi th«ng ®iÖp nµy theo
®Þnh kú, thay vµo ®ã SS cã thÓ nhËn bÊt cø th«ng ®iÖp nµo tõ phÝa BS vµ sö dông
nã ®Ó ®iÒu chØnh ranging. Vµ BS göi th«ng ®iÖp RNG-RSP ®Ó th«ng b¸o cho SSvÒ sù thay ®æi c¸c kªnh híng lªn, híng xuèng, møc c«ng suÊt ph¸t vµ còng cã
thÓ sö dông th«ng diÖp nµy ®Ó hñy bá sù truyÒn dÉn cña SS vµ b¾t SS khëi ®Çu l¹i.
Lo¹i th«ng ®iÖp qu¶n lý M∙ nhËn d¹ng kªnh
híng lªn ( 8 bit)
Néi dung th«ng ®iÖp
5= RNG-RSP ID cña kªnh híng lªn
mµ BS nhËn ®îc RNG-
REQ
Néi dung ®îc chØ ra ë
b¶ng 3.2
B¶ng 3.1: D¹ng th«ng ®iÖp RNG-RSP
Lý do chÝnh khiÕn th«ng ®iÖp nµy trë thµnh ®iÓm yÕu lµ vÝ nã kh«ng hÒ
®îc b¶o mËt. Vµ khi SS nhËn ®îc th«ng ®iÖp nµy nã sÏ ho¹t ®éng theo sù chØ
dÉn trong th«ng ®iÖp.
Cã mét sè c¸ch ®Ó sö dôngth«ng ®iÖp nµy trong qu¸ tr×nh tÊn c«ng nh
sau:
· C¸ch 1:kÎ tÊn c«ng sö dông th«ng ®iÖp nµy víi trêng tr¹ng th¸i
ranging b»ng 2 (Ranging Status) tøc lµ hñy bá sù truyÒn dÉn
hiÖn t¹i cña SS.
· C¸ch 2: dÞch n¹n nh©n lªn mét kªnh kh¸c. NÕu kÎ tÊn c«ng sö dông
mét BS gi¶ m¹o ë mét kªnh riªng th× SS sÏ bÞ buéc ph¶i giao
tiÕp víi BS gi¶ m¹o nµy. NÕu kh«ng cã mét BS nµo trªn kªnh
®· chØ ra SS sÏ l¹i trë l¹i kªnh ban ®Çu.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 89/140
89
Sẵn sàng hoạt động
Timeout 4Timeout 3Duy trì băngthông hướng
lên
RSG-RSP
Reset T4
Mã ranging cóvượt quá phạm
vi?
Đặt mã rangingvào khe ranging
Reset T4
Xóa T3
Mã trạng tháiranging ?
Lỗi: khởi tạo lạiMAC
Điều chỉnh thôngsố trong RNG-
RSP
Điều chỉnh thànhcông?
Mã ranging ?
Gửi RNG-REQ saukhi chỉnh
sửa
GửiRNG-REQ
Reset T3 ( nếukhông hoạt
động)
Gửi dữ liệu hướnglên
Lỗi: Khởi tạo lại MAC
Sẵn sàng hoạt động
TẤN CÔNG THÀNHCÔNG
GỬI THÔNG ĐIỆP RNG-REQVỚI MÃ = 2
N
Y
Từ chối
Thànhcông
N
Y
Tiếp tục
H×nh 3.6: Qu¸ tr×nh tÊn c«ng b»ng th«ng ®iÖp RNG-RSP
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 90/140
90
Tªn
Lo¹i
(1 byte)
ChiÒu
dµi
(byte)
Gi¸ trÞ
§iÒu chØnh ®Þnh thêi(Timing Adjust) 1 4
§iÒu chØnh lÖch ®Þnh thêi(gåm 32 bit). ChØ ra thêi ®iÓm
®Ó SS göi tin ®Ó gãi tin ®Õn
®îc BS ®óng thêi ®iÓm
§iÒu chØnh møc c«ng
suÊt
Power Level Adjust
2 1
§iÒu chØnh lÖch c«ng suÊt
ph¸t (gåm 8 bit, ®¬n vÞ sö
dông lµ 0,25 dB ). ChØ ra sù
thay ®æi vÒ c«ng suÊt ph¸t saocho SS cã thÓ truyÒn tíi BS
víi møc c«ng suÊt phï hîp
§iÒu chØnh lªch tÇn sè
(Offset Frequency
Adjust)
3 4
§iÒu chØnh lÖch tÇn sè (gåm
32 bit, ®¬n vÞ tÝnh b»ng Hz).
ChØ ra sù thay ®æi tÇn sè ®Ó
phï hîp víi BS h¬n. Sù thay
®æi nµy chØ x¶y ra trong mét
kªnh.Tr¹ng th¸i ranging
(Ranging Status) 4 1
Dïng ®Ó chØ ra liÖu c¸c th«ng
®iÖp híng lªn cã ®îc BS
chÊp nhËn hay kh«ng.
1=tiÕp tôc, 2= hñy bá, 3=
thµnh c«ng, 4= ranging l¹i
Downlink frequency
override 5 4
TÇn sè trung t©m, cña kªnh
míi mµ SS sÏ dïng ®Ó khëi
®Çu l¹i. §¬n vÞ tÝnh b»ng kHz.
Uplink channel ID
override 6 1
M· nhËn d¹ng kªnh híng
lªn mµ SS sÏ sö dông ®Ó khëi
®Çu l¹i
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 91/140
91
Downlink Operational
Burst Profile 7 1
Th«ng sè nµy ®îc sö dông
®Ó ®¸p l¹i th«ng ®iÖp RNG-
REQ.
SS MAC Adress 8 6 §Þa chØ MAC cña SS gåm 48bit
Basic CID 9 2
CID c¬ b¶n ®îc g¸n bëi BS
trong qu¸ tr×nh truy nhËp ban
®Çu.
Primary Management
CID 11 2
CID qu¶n lý chÝnh ®îc g¸n
bëi BS trong qu¸ tr×nh truy
nhËp ban ®Çu
PHY Specific Values 12-16 §îc thªm vµo ®Ó cung cÊp
hç trî OFDMA vµ AAS
B¶ng 3.2: C¸c m∙ trong th«ng ®iÖp RNG-RSP
3.2.3.3.2 Cuéc tÊn c«ng vµo th«ng ®iÖp th«ng b¸o quyÒn kh«ng hîp lÖ
Ta biÕt r»ng m¸y tr¹ng th¸i trao quyÒn lµ mét phÇn cña giao thøc PKM.
Nh thêng lÖ nã sö dông hai th«ng ®iÖp qu¶n lý PKM-REQ vµ PKM- RSP. SSgöi PKM- REQ tíi BS. BS ®¸p l¹i b»ng PKM-RSP.
Lo¹i th«ng ®iÖp
qu¶n lý
M∙ th«ng ®iÖp
( 8 bit)
NhËn d¹ng PKM Thuéc tÝnh PKM
9= PKM- RSP
10= PKM- REQ
NhËn d¹ng lo¹i
th«ng ®iÖp PKM
Sè serial cña
th«ng ®iÖp
Kh¸c nhau tïy
th«ng ®iÖp
B¶ng 3.3: D¹ng th«ng ®iÖp PKM
M· th«ng ®iÖp lµ mét trêng 8 bit ®Ó chØ ra chÝnh x¸c lo¹i th«ng ®iÖp
PKM. NÕu th«ng ®iÖp cã m· kh«ng hîp lý th× sÏ bÞ lo¹i bá.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 92/140
92
M∙ Lo¹i th«ng ®iÖp PKM
0-2 Cha sö dông
3 Security Association Add
4 Auth Request5 Auth Reply
6 Auth Reject
7 Key Request
8 Key Reply
9 Key Reject
10 Auth Invalid
11 TEK In valid12 Authentication Info
13 - 255 Cha sö dông
B¶ng 3.4: M∙ th«ng ®iÖp PKM
PhÇn nhËn d¹ng PKM lµ mét trêng 8 bit ®îc dïng nh sè serial. Mçi lÇn
PKM- REQ göi bëi SS phÇn nhËn d¹ng PKM-REQ sÏ t¨ng lªn mét gi¸ trÞ. Khi
BS ®¸p l¹i b»ng th«ng ®iÖp PKM -RSP sÏ gåm mét phÇn nhËn d¹ng t¬ng øngvíi th«ng ®iÖp nã nhËn ®îc. NÕu SS nhËn ®îc bÊt kú th«ng ®iÖp nµo cã phÇn
nhËn kh¸c yªu cÇu ®îc göi ®i SS sÏ tõ chèi.
Trêng thuéc tÝnh PKM rÊt kh¸c nhau tïy theo lo¹i th«ng ®iÖp PKM.
Trêng nµy thêng chøa th«ng tin vÒ m· söa lçi, thêi gian sèng cña khãa, chuçi
hiÖn thÞ.
Theo b¶ng trªn ta th¸y cã 4 th«ng ®iÖp cã thÓ ®îc sö dông ®Ó tÊn c«ng lµ:
·
Auth Reject
· Key Reject
· Auth Invalid
· TEK Invalid
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 93/140
93
§©y lµ nh÷ng th«ng ®iÖp cã kh¶ n¨ng phñ nhËn qu¸ tr×nh trao quyÒn cña
SS. Sö dông nh÷ng th«ng ®iÖp nµy sÏ t¹o ra nh÷ng cu«c tÊn c«ng gièng d¹ng
Deauthentication. Tuy nhiªn trong c¸c th«ng ®iÖp trªn cã 3 th«ng ®iÖp Auth
Reject, Key Reject vµ TEK Invalid kh«ng ®îc sö dông. V× nh÷ng th«ng ®iÖpnµy yªu cÇu sè HMAC ®Ó x¸c thùc th«ng ®iÖp. Nh ta ®· biÕt rÊt khã ®Ó t¹o ra
mét HMAC chÝnh x¸c. ChØ cã mét c¸ch lµ ph¸ vì s¬ ®å b¶o mËt. H¬n n÷a nh÷ng
th«ng ®iÖp nµy chØ cã thÓ nhËn ®îc trong mét kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n.
Th«ng ®iÖp cuèi cïng cßn l¹i lµ th«ng ®iÖp Auth Invalid. Th«ng ®iÖp nµy
kh«ng yªu cÇu x¸c thùc b»ng HMAC, kh«ng bao gåm nhËn d¹ng PKM. Nã còng
kh«ng cÇn mét tr¹ng th¸i nµo ®Ó ®îc xem lµ hîp ph¸p. Th«ng ®iÖp nµy lµ mét
th«ng ®iÖp kh«ng tr¹ng th¸i, SS cã thÓ nhËn nã t¹i mäi thêi ®iÓm. Nh÷ng lý do
nµy khiÕn kÎ tÊn c«ng cã thÓ sö dông nã dÔ dµng h¬n.
Thuéc tÝnh Chøc n¨ng
M· lçi (Error Code) ChØ ra lý do cho sù trao quyÒn bÊt hîp
ph¸p
Chuçi hiÖn thÞ
(Display String)
(tïy chän)
Chuçi hiÖn thÞ m« t¶ ®iÒu kiÖn lçi
B¶ng 3.5: Thuéc tÝnh th«ng ®iÖp Auth Invalid
MÆt kh¸c trong phÇn m· lçi cã gi¸ trÞ b»ng 0 kh«ng ®a ra mét lý do nµo
vÒ sù kh«ng hîp lÖ cña th«ng ®iÖp sÏ t¹o ®iÒu kiÖn tÊn c«ng.
M∙ lçi Th«ng ®iÖp M« t¶
0 Dµnh cho tÊt c¶ Kh«ng ®÷ ra th«ng tin g×
1 Auth Reject, Auth Invalid SS kh«ng ®îc trao quyÒn
2 Auth Reject, Key Reject SAID kh«ng ®îc trao quyÒn
3 Auth Invalid Kh«ng tù nguyÖn
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 94/140
94
4 Auth Invalid, TEK Invalid Sè thø tù cña khãa kh«ng hîp
lÖ
5 Auth Invalid Lçi trong x¸c thùc th«ng ®iÖp
6 Auth Reject Lçi trao quyÒn cè h÷u
B¶ng 3.6: Gi¸ trÞ m∙ lçi trong th«ng ®iÖp x¸c thùc
Khi SS nhËn ®îc th«ng ®iÖp Auth Invalid sÏ chuyÓn tõ tr¹ng th¸i ®îc
trao quyÒn sang tr¹ng th¸i ®îi trao quyÒn l¹i. Nh vËy SS sÏ ®îi cho ®Õn khi nã
nhËn ®îc tin ph¶n håi tõ BS. NÕu thêi gian ®îi trao quyÒn l¹i chÊm døt tríc khi
SS nhËn ®îc tin tõ BS, SS sÏ göi 1 th«ng ®iÖp xin trao quyÒn l¹i (ReauthRequest) ®Ó cè g¾ng gia nhËp m¹ng. Vµ trong khi ®ang ®îi trao quyÒn l¹i SS cã
thÓ sÏ nhËn ®îc th«ng ®iÖp lo¹i bá trao quyÒn l¹i (Reauth Reject). §©y lµ trêng
hîp “lçi trao quyÒn cè h÷u”. R¬i vµo trêng hîp nµy SS sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i yªn
lÆng, kh«ng göi bÊt kú mét tin nµo vµ lu«n s½n sµng ®¸p l¹i bÊt kú mét th«ng ®iÖp
qu¶n lý nµo ®îc göi tõ BS. Víi c¬ chÕ nh trªn kÎ tÊn c«ng cã thÓ t¹o ra mét
m¸y tr¹ng th¸i trao quyÒn nguy hiÓm.
3.3 Nh÷ng c¶i tiÕn míi vÒ an ninh trong m¹ng WiMAX3.3.1 Giao thøc PKM v2
Phiªn b¶n PKM v1 hoµn toµn t¬ng tù nh líp con b¶o mËt tuy nhiªn nã
hç trî ph¬ng ph¸p b¶o mËt míi nh 3 DES-ECB vµ AES-ECB ®Ó b¶o vÖ bÝ mËt
vËt chÊt khãa vµ dïng AES-CCM cho MPDU. Bªn c¹nh ®ã sö dông HMAC-
SHA-1 ®Ó b¶o vÖ toµn vÑn th«ng ®iÖp. Phiªn b¶n PKM v2 cã nhiÒu thuéc tÝnh
h¬n bao gåm x¸c thùc hai chiÒu sö dông hai giao thøc x¸c thùc dùa trªn RSA vµ
dùa trªn EAP, ngoµi ra cßn cã thuËt to¸n toµn vÑn th«ng ®iÖp vµ giao thøc qu¶n
lý khãa.
PKM v2 lµ mét phÇn cña chØ tiªu kü thuËt hç trî kh¶ n¨ng di déng cho
chuÈn 802.16. Khi SS di ®éng nã sÏ cÇn ®îc x¸c thùc tríc víi BS mµ nã ®Þnh
tham gia liªn kÕt ®Ó gi¶m kh¶ n¨ng ng¾t qu·ng dÞch vô.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 95/140
95
X¸c thùc vµ ®iÒu khiÓn truy nhËp trong PKM v2
PKMv2 sÏ söa ch÷a hÇu nh toµn bé c¸c ®iÓm yÕu cña giao thøc PKMv1.
®Æc biÖt lµ kh¶ n¨ng m· hãa b¶o mËt MPDU b»ng AES-CCM. CCM gåm counter
mode ®Ó m· hãa th«ng ®iÖp vµ dïng CBC-MAC ®Ó b¶o vÖ toµn vÑn th«ng ®iÖp.Giao thøc x¸c thùc vµ thiÕt lËp khãa cã mét vµi thay ®æi gióp b¶o vÖ chèng
l¹i c¸c cuéc tÊn c«ng kh¸c nhau.
Tríc tiªn ®ã lµ qu¸ tr×nh khëi ®Çu dùa trªn RSA cho phÐp x¸c thùc vµ trao
quyÒn. Bªn c¹nh ®ã cã giao thøc x¸c thùc dùa trªn EAP cho nh÷ng ngêi sö
dông c¬ së h¹ tÇng x¸c thùc phô trî (back end) nh AAA hay RADIUS. Qu¸
tr×nh trao ®æi khãa x¸c thùc còng chøa nonce ®Ó chøng minh vÒ sù tån t¹i cña
th«ng ®iÖp, gióp b¶o vÖ khái c¸c cu«c tÊn c«ng lÆp l¹i. Sau ®ã lµ sù ph©n cÊp
khãa gióp gi¶m chi phÝ trong qu¸ tr×nh x¸c thùc vµ trao quyÒn ban ®Çu. Cuèi
cïng lµ kh¶ n¨ng lu tr÷ dïng cho qu¸ tr×nh chuyÓn giao nhanh (fast handoff).
3.3.1.1 X¸c thùc hai chiÒu dùa trªn public- key
X¸c thùc vµ trao quyÒn dùa trªn public key gåm 3 th«ng ®iÖp trong ®ã cã
mét th«ng ®iªp tïy chän tõ SS göi ®Õn BS.
Th«ng ®iÖp 1:
SS → BS: Cert (Manufacturer(SS)) Th«ng ®iÖp 2:
SS → BS: SS-Random | Cert(SS) | Capabilities |SAID
Th«ng ®iÖp 3:
BS → SS: SS-Random | BS-Random |
RSA- Encryption (PubKey(SS), pre- AK | Lifetime | SeqNo |
SAIDList | Cert(BS) | Sig (BS)
3.3.1.1.1 Th«ng ®iÖp yªu cÇu trao quyÒn (th«ng ®iÖp 2)
SS b¾t ®Çu qu¸ tr×nh trao quyÒn lÉn nhau dùa trªn RSA b»ng c¸ch göi ®i
th«ng ®iÖp xin trao quyÒn. Th«ng ®iÖp nµy chøa mét sè ngÉu nhiªn SS-
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 96/140
96
RANDOM 64 bÝt, chøng nhËn sè X509 cña SS, danh s¸ch thuËt to¸n b¶o mËt
(thuËt to¸n toµn vÑn vµ m· hãa b¶o mËt) mµ SS cã thÓ sö dông.
3.3.1.1.2 Th«ng ®iÖp ®¸p l¹i trao quyÒn (th«ng ®iÖp 3) BS göi th«ng ®iÖp ®¸p l¹i trao quyÒn tíi SS. Trong th«ng ®iÖp nµy BS chØ ra
sè ngÉu nhiªn 64 bÝt mµ nã nhËn ®îc, sè ngÉu nhiªn 64 bÝt cña nã
(BS_RANDOM), PAK 256 bÝt b¶o mËt b»ng RSA ( b¶o mËt b»ng khãa c«ng khai
cña MS), thuéc tÝnh cña PAK ( thêi gian sèng, sè thø tù, mét hoÆc nhiÒu SAID),
BS sÏ gép c¶ chøng nhËn sè cña nã vµ ký nhËn toµn bé th«ng ®iÖp.
SS cã thÓ nhanh chãng chøng nhËn r»ng BS lµ hîp ph¸p khi nã cã sù ký
nhËn th«ng ®iÖp. Tuy nhiªn gia ®o¹n nµy qu¸ tr×nh trao quyÒn kh«ng ®¶m b¶o
r»ng truy nhËp m¹ng an toµn lµ s½n cã cho SS.
Sau khi chøng minh vÒ ch÷ ký cña BS nã sÏ kiÓm tra sù sèng b»ng c¸ch
kiÓm tra SS_RANDOM mµ nã göi ®i vµ SS_RANDOM mµ nã nhËn ®îc trong
th«ng ®iÖp. Sau ®ã nã sÏ rót ra c¸c th«ng tin PAK, thuéc tÝnh PAK vµ cuèi cïng
lµ SAID. Chó ý r»ng chØ cã nh÷ng SS ®îc trao quyÒn míi cã thÓ rót ra ®îc
PAK vµ nhê ®ã SS chøng minh ®îc vÒ sù së h÷u PAK. SAID lµ tïy chän trong
th«ng ®iÖp nµy nÕu sau qu¸ tr×nh nµy x¶y ra qu¸ tr×nh x¸c thùc dùa trªn EAP.
3.3.1.1.3 Th«ng ®iÖp x¸c nhËn trao quyÒn.
BS kh«ng thÓ chøng minh sù sèng cña th«ng ®iÖp vµ còng kh«ng quyÕt
®Þnh ®îc liÖu mét SS hîp ph¸p cã thùc sù ®ang yªu cÇu truy nhËp m¹ng thay
kh«ng. Th«ng ®iÖp x¸c nhËn trao quyÒn cung cÊp sù ®¶m b¶o nµy. Trong th«ng
®iÖp nµy SS göi ®i c¶ sè nã nhËn ®îc trong th«ng ®iÖp ®¸p l¹i trao quyÒn tõ BS (
BS_RANDOM) vµ ®Þa chØ MAC vµ ph¬ng ph¸p kiÓm tra th«ng ®iÖp x¸c nhËn.
Thu©t to¸n toµn vÑn ®îc dïng lµ OMAC víi AES vµ khãa OMAC ®îc lÊy ra tõ
PAK. KÕt thóc qu¸ tr×nh trao quyÒn RSA BS sÏ ®îc x¸c thùc tíi SS vµ SS ®îcx¸c thùc víi BS.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 97/140
97
3.3.1.2 Trao quyÒn lÉn nhau dùa trªn EAP trong PKM v2
Trao quyÒn lÉn nhau dùa trªn EAP trong PKM v2 tù nã cã thÓ hç trî x¸c
thùc hai chiÒu (x¸c thùc kh«ng trùc tiÕp) th«ng qua sù chøng minh vÒ sù së h÷u
khãa nÕu mét AS phô trî liªn quan. Tuy nhiªn sù kÕt hîp trao quyÒn RSA vµ sau®ã lµ x¸c thùc EAP cã thÓ ®îc sö dông cho truy nhËp m¹ng WMAN. Trong
trêng hîp nµy trao quyÒn RSA ®îc xem nh lµ cung cÊp sù x¸c thùc lÉn nhau
gi÷a c¸c thiÕt bÞ, tr¸i l¹i EAP ®îc dïng ®Ó x¸c thùc ngêi sö dông.
X¸c thùc dùa trªn EAP trong PKM v2 t¬ng tù nh trong chuÈn 802.11i
STA. Trong ®ã MS x¸c thùc víi AS th«ng qua mét bé x¸c thùc (authenticator).
BS trong m¹ng 802.16 cã thÓ xem nh mét authenticator mÆc dï trong mét vµi
kiÕn tróc chøc n¨ng cña BS vµ bé x¸c thùc lµ t¸ch biÖt nhau.
3.3.1.2.1 Qu¸ tr×nh x¸c thùc dùa trªn EAP
· Bé x¸c thùc BS sÏ khëi ®Çu qu¸ tr×nh x¸c thùc EAP. (Chó ý trong giao
thøc dùa trªn RSA SS lµ bªn yªu cÇu x¸c thùc. BS göi th«ng ®iÖpyªu
cÇu EAP tíi SS. ë ®©y mét yªu cÇu nhËn d¹ng EAP ®îc bäc trong
PDU qu¶n lý líp MAC ( vÝ dô nh kªnh qu¶n lý thø cÊp mang th«ng
®iÖp EAP)
· SS ®¸p l¹i yªu cÇu nµy b»ng mét th«ng ®iÖp ®¸p l¹i EAP. Bé x¸c thùcvµ MS tiÕp tôc trao ®æi c¸c th«ng ®iÖp cho ®Õn khi server x¸c thùc
quyÕt ®Þnh r»ng qu¸ tr×nh trao ®æi nµy bÞ hñy bá hay thµnh c«ng. Sè
lîng chÝnh x¸c c¸c th«ng ®iÖp tïy thuéc vµo ph¬ng ph¸p ®îc sö
dông.
· Mét th«ng b¸o EAP thµnh c«ng hay EAP bÞ lçi sÏ chÊm døt qu¸ tr×nh
x¸c thùc EAP.
NÕu EAP ®îc thùc hiÖn sau qu¸ tr×nh trao quyÒn RSA th«ng ®iÖp EAP sÏ®îc b¶o vÖ sö dông khãa toµn vÑn EAP lµ EIK (EAP integrity key) coi nh lµ
kÕt qu¶ thµnh c«ng cña qu¸ tr×nh trao quyÒn RSA. Th«ng ®iÖp EAP chøa sè thø
tù cña AK (AK vµ EIK ®îc lÊy tõ qu¸ tr×nh trao quyÒn RSA) ®Ó b¶o vÖ chèng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 98/140
98
l¹i cuéc tÊn c«ng lÆp l¹i vµ OMAC ®îc tÝnh to¸n b»ng EIK dïng ®Ó b¶o vÖ toµn
vÑn th«ng ®iÖp.
3.3.1.2.2 Qu¸ tr×nh trao ®æi 3 bíc gi÷a SS vµ BS SS vµ BS lÊy ®îc PMK tõ khãa AAA (kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh EAP b»ng
c¸ch lÊy ra 20 byte theo thø tù thÊp nhÊt cña khãa AAA. Qu¸ tr×nh trao ®æi 3
bíc ®îc dïng víi môc ®Ých lµ chøng minh sù së h÷u gi÷a SS vµ BS. Môc ®Ých
cuèi cïng cña qu¸ tr×nh trao quyÒn lµ thiÕt lËp khãa TEK vµ KEK ®Ó SS cã thÓ
truy nhËp vµo c¸c dÞch vô cña m¹ng. Qu¸ tr×nh trao ®æi 3 bíc nh sau:
· BS b¾t ®Çu qu¸ tr×nh b»ng c¸ch göi ®i th«ng ®iÖp yªu cÇu khãa thiÕt lËp
EAP tíi SS. Th«ng ®iÖp nµy chøa nonce 64 bÝt, AKID cña AK vµ cuèi
cïng lµ kiÓm tra toµn vÑn th«ng ®iÖp. Sù kiÓm tra nµy ®îc tÝnh to¸n sö
dông khãa toµn vÑn lÊy tõ PKM. Nonce dïng ®Ó chøng minh sù tån t¹i
cña hai bªn ®ång thêi dïng ®Ó b¶o vÖ chèng l¹i c¸c cuéc tÊn c«ng lÆp
l¹i.
· SS ®¸p l¹i b»ng th«ng ®iÖp tr¶ lêi. SS t¹o ra 64 bit nonce ®îc gäi lµ
Random_SS chøa c¶ Random_BS trong th«ng ®iÖp tríc. Ngoµi ra nã
còng chØ ra AKID gièng víi th«ng ®iÖp nã nhËn ®îc vµ cuèi cïng lµ
trêng kiÓm tra (checksum) sö dông thuËt to¸n OMAC hoÆc HMAC.
· Th«ng ®iÖp cuèi cïng lµ th«ng ®iÖp lo¹i bá thiÕt lËp EAP hoÆc c«ng
nhËn khãa thiÕt lËp tïy thuéc vµo liÖu BS cã thÓ chøng minh sù tån t¹i
vµ toµn vÑn cña th«ng ®iÖp thø 2 nhËn ®îc hay kh«ng. Th«ng ®iÖp nµy
chøa Randon BS, Random SS, AKID, c¸c thuéc tÝnh cña SA vµ cã
trêng kiÓm tra toµn vÑn. C¸c thuéc tÝnh cña SA gåm cã TEK, c¸c khãa
GKEK, GTEK ®îc b¶o mËt b»ng AES. Sau khi nhËn ®îc th«ng ®iÖp
thø 3 SS x¸c nhËn r»ng BS thùc tÕ ®ang tån t¹i vµ qu¸ tr×nh trao ®æi 3
bíc nµy kh«ng ph¶i lµ sù lÆp l¹i cña mét qu¸ tr×nh tríc ®ã gi÷a BS vµ
SS. SS sÏ tiÕp tôc rót ra c¸c khãa ®îc gép trong th«ng ®iÖp vµ sö dông
kªnh nµy ®Ó truyÒn d÷ liÖu.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 99/140
99
3.3.1.3 Ph©n cÊp khãa
Môc ®Ých cña qu¸ tr×nh ph©n cÊp khãa lµ lµm gi¶m chi phÝ cho qu¸ tr×nh
x¸c thùc cña c¸c kÕt nèi. Nãi mét c¸ch kh¸c qu¸ tr×nh nµy cho phÐp t¹o ra nh÷ng
khãa TEK míi mµ kh«ng cÇn ph¶i thiÕt lËp l¹i qu¸ tr×nh x¸c thùc vµ trao quyÒn.ChuÈn 802.16 míi sö dông kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh x¸c thùc RSA vµ trao
quyÒn EAP ®Ó thiÕt lËp ra khãa AK. Môc ®Ých cña qu¸ tr×nh nµy lµ BS cung cÊp
cho SS mét hoÆc nhiÒu TEK ®Ó SS cã thÓ truy nhËp vµo c¸c dÞch vô m¹ng an
toµn. Ph©n cÊp khãa b¾t ®Çu tõ khãa AK vµ x©y dùng lªn c¸c khãa KEK vµ TEK
mµ kh«ng cÇn trao quyÒn l¹i.
ThiÕt lËp khãa AK vµ ph©n phèi trong qu¸ tr×nh RSA
Trong suèt qu¸ tr×nh trao quyÒn RSA BS ®a mét khãa pre-PAK 256 bit tíi
SS ®îc m· hãa b¶o mËt b»ng khãa c«ng khai cña SS. Khãa pre-PAK nµy cã hai
môc ®Ých chÝnh: tríc tiªn nã ph©n phèi khãa toµn vÑn th«ng ®iÖp chøng nhËn
th«ng ®iÖp x¸c nhËn trao quyÒn trong qu¸ tr×nh RSA vµ t¹o ra khãa PAK 160 bit.
Qu¸ tr×nh trao quyÒn EAP sÏ t¹o ra khãa AAA 512 bit mµ tõ khãa nµy SS
vµ BS t¹o ra khãa PMK 160 bit.
3.3.2 Sö dông m« h×nh CCM cho 802.16 MPDUS §èi víi c¸c ®êng truyÒn d÷ liÖu multicast hay unicast, 802.16 sö dông
AES-CCM. M« h×nh CCM cña 802.16 sö dông AES – CTR -128 cho m· hãa
th«ng ®iÖp vµ dïng sè thø tù gãi tin PN (packet number) 4 byte b¶o vÖ c¸c cuéc
tÊn c«ng lÆp l¹i vµ ICV 8 byte b¶o vÖ toµn vÑn th«ng ®iÖp sö dông AES- CBC-
MAC.
H×nh 3.7: PhÇn t¶i tin WMAN CCM
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 100/140
100
Trong CCM sö dông cïng mét khãa cho qu¸ tr×nh b¶o mËt còng nh b¶o
vÖ toµn vÑn ®ång thêi còng sö dông cïng mét khãa cho c¶ híng lªn vµ híng
xuèng. C¸c th«ng sè sö dông trong 802.16 gåm:
· 802.16 sö dông 2 byte ®Ó gi÷ c¸c sè byte trong phÇn t¶i tin do ®ã th«ng
sè L trong NIST CCM lµ 2. TiÕp theo nonce lµ ®é dµi cña 13 byte
· WMAN MPDU ®îc b¶o vÖ sö dông ICV 8 byte do ®ã M = 8. Gi¸ trÞ
cña M quyÕt ®Þnh mét phÇn cña cê.
· 802.16 kh«ng sö dông AAD do ®ã Adata = 0
· CCM yªu cÇu c¸c th«ng tin cña cña block B0 ®Ó tÝnh to¸n CBC- MAC
vµ block counter Ai cho qu¸ tr×nh m· hãa CTR. Byte ®Çu tiªn trongblock nµy lµ cê. Gi¸ trÞ c¸c cê trong B0 ®îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n CBC-
MAC lµ 0x19 (xem h×nh 4.5) vµ gi¸ trÞ cê t¬ng øng trong block
counter Ai lµ 0x01( xem h×nh 4.6)
M: chiÒu dµi cña MIC
l(m): chiÒu dµi cña th«ng ®iÖp; 0<= l(m) < 28L
L: sè lîng byte trong trêng chiÒu dµi; 2- 8
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 101/140
101
H×nh 3.8: X©y dùng block B0 trong 802.16
H×nh 3.9: X©y dùng block Ai trong 802.16
3.3.2.1 X©y dùng nonce X©y dùng CCM trong 802.16 yªu cÇu nonce 13 byte. Mét counter lín h¬n
sÏ cho phÐp qu¸ tr×nh liªn l¹c tiÕp tôc mµ kh«ng cÇn ph¶i t¹o l¹i khãa tuy nhiªn
sÏ lµm phÇn mµo ®Çu cña MPDU lín h¬n. Mét PN nhá h¬n sÏ khiÕn qu¸ tr×nh
liªn l¹c ph¶i thêng xuyªn t¹o l¹i khãa. §Ó tèi u cho mçi phÇn mµo ®Çu MPDU
802.16 sö dông 5 byte ®Çu tiªn cña GMH vµ 4 byte 0 ®Ó lÊp ®Çy 9 byte, sö dông
PN 4 byte ®Ó x©y dùng nonce.
PN 4 byte cho phÐp truyÒn 232 MPDU mµ kh«ng yªu cÇu t¹o l¹i khãa. V×
802.16 kh«ng cã AAD nªn mét khãa TEK sÏ ®îc sö dông cho c¶ híng lªn vµ
híng xuèng do vËy PN sÏ ®îc chia cho híng lªn vµ híng xuèng b»ng c¸ch
XOR Pn víi 0x80000000 ë kÕt nèi híng lªn. C¸c PN víi gi¸ trÞ bÝt MSB b»ng 1
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 102/140
102
®îc sö dông ®Ó b¶o vÖ MPDU göi ®i tõ SS vµ c¸c PN víi bit MSB b»ng 0 ®îc
dïng ®Ó b¶o vÖ MPDU göi ®i tõ BS.
Ch-¬ng 4 KÕt nèi WiMAX víi m¹ng di ®éng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 103/140
103
4.1 Lêi giíi thiÖu
Mét trong nh÷ng ®éng c¬ thóc ®Èy m¹ng thÕ hÖ míi lµ kh¶ n¨ng truy nhËp
kh«ng d©y réng kh¾p, cung cÊp sù chuyÓn giao tù ®éng cho bÊt kú thiÕt bÞ nµo®ang di chuyÓn gi÷a c¸c m¹ng kh¸c nhau víi c«ng nghÖ truy cËp kh¸c nhau.
Trong ch¬ng nµy sÏ ®a ra kiÕn tróc liªn kÕt m¹ng WiMAX UMTS dùa trªn
chuÈn 3GPP vµ ®a ra s¬ ®å chuyÓn giao liªn m¹ng kh«ng h¹n chÕ sÏ cho phÐp
duy tr× c¸c dÞch vô víi trÔ chuyÓn giao vµ ®é mÊt gãi tin thÊp nhÊt.
C¸c c«ng nghÖ hiÖn t¹i rÊt kh¸c nhau vÒ b¨ng th«ng, c«ng nghÖ truy nhËp
m«i trêng, c¬ chÕ an ninh v.v…. Mét trong nh÷ng sù ph¸t triÓn ®Çy høa hÑn lµ
kÕt hîp c¸c c«ng nghÖ kh«ng d©y hiÖn t¹i kh¸c nhau ®Ó cho phÐp truy nhËp tíic¸c dÞch vô trong khi di chuyÓn ë bÊt kú n¬i nµo, bÊt kú lóc nµo. Mét thiÕt bÞ di
®éng víi nhiÒu giao tiÕp m¹ng kh«ng d©y cã thÓ chuyÓn kÕt nèi t¹i nh÷ng ®iÓm
truy nhËp sö dông c«ng nghÖ kh¸c nhau.
UMTS cung cÊp sù di ®éng cao víi ph¹m vi phñ sãng réng vµ cho phÐp tèc
®é d÷ liÖu tõ thÊp ®Õn trung b×nh. Tuy nhiªn tèc ®é d÷ liÖu cña UMTS kh«ng ®¸p
øng tháa m·n c¸c dÞch vô d÷ liÖu nh¹y c¶m vµ c¸c cíc phÝ dÞch vô cao. Xu
híng nghiªn cøu gÇn ®©y lµ híng tíi tÝch hîp UMTS vµ WLAN ®Ó ®¹t tËn
dông tèc ®é cao vµ chi phÝ thÊp cña WLAN. GÇn ®©y WiMAX ®îc xem nh chuÈn WMAN, cung cÊp chØ tiªu kü thuËt cho m¹ng truy nhËp kh«ng d©y tõ cè
®Þnh ®Õn di ®éng, ®ång thêi kh«ng chØ ®îc xem lµ gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò vÒ
nh÷ng chÆng cuèi mµ nã cßn hç trî c¸c kh¸ch hµng di ®éng trªn ph¹m vi phñ
sãng cña m¹ng cellular. Trong phÇn nµy tËp trung nghiªn cøu vµo m¹ng WiMAX
ho¹t ®éng trong b¨ng tÇn 2,5 GHz ®Õn 3,5 GHz . §©y lµ d¶i tÇn ®îc xem lµ hç
trî kh¶ n¨ng di ®éng lín nhÊt víi tèc ®é lªn tíi 100km/h. Cho ®Õn hiÖn nay vÉn
tèn t¹i nhiÒu tranh c·i vÒ sù c¹nh tranh gi÷a WiMAX vµ UMTS nhng chóng ta
tin r»ng hai c«ng nghÖ nµy hoµn toµn cã thÓ kÕt hîp víi nhau t¹o lªn mét m¹ng
liªn kÕt thèng nhÊt.
Mét m¹ng liªn kÕt WiMAX UMTS sÏ lµ mét m¹ng tËn dông ®îc nhiÒu
nhÊt nh÷ng u ®iÓm cña hai c«ng nghÖ nµy ®ång thêi gióp lo¹i bá nh÷ng h¹n chÕ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 104/140
104
khi hai c«ng nghÖ tån t¹i ®éc lËp. C«ng nghÖ WiMAX sÏ bï cho UMTS vÒ ph¹m
vi phñ sãng vµ chÊt lîng dÞch vô. Sù liªn kÕt gi÷a hÖ thèng 3GPP vµ WiMAX
vÉn ®ang ®îc nghiªn cøu trong diÔn ®µn WiMAX vµ t¹i thêi ®iÓm nµy vÉn cha
tån t¹i mét m¹ng liªn kÕt thùc tÕ. V× vËy nghiªn cøu ë ®©y dùa trªn m« h×nh liªnkÕt WLAN ®îc ®a ra bëi 3GPP. Víi kiÕn thøc cña t«i sÏ kh«ng ®a ra mét
kiÕn tróc liªn m¹ng tham kh¶o chuÈn hay nh÷ng ®Þnh nghÜa chÝnh x¸c gi÷a
UMTS vµ WiMAX, §©y lµ ®éng c¬ thóc ®Èy trong viÖc thiÕt kÕ mét kiÕn tróc
kh¶ thi sÏ cho phÐp kh¶ n¨ng di ®éng, sù duy tr× dÞch vô trong qu¸ tr×nh chuyÓn
giao gi÷a hai c«ng nghÖ ®ang næi nµy.
Tríc tiªn chóng ta sÏ nghiªn cøu nh÷ng m« h×nh còng nh ®iÒu kiÖn ®Ó
thùc hiÖn WiMAX trong m¹ng di ®éng 3GPP. Sau ®ã ®a ra mét m« h×nh tham
kh¶o khi kÕt nèi WiMAX víi UMTS.
4.2 M¹ng liªn kÕt WiMAX 3GPP
Nhu cÇu kÕt hîp víi m¹ng hiÖn t¹i
· Gi¶m chi phÝ triÓn khai b¨ng réng.
· B¶o vÖ vèn ®Çu t cña c¸c nhµ khai kh¸c m¹ng.
· Cung cÊp c¸c dÞch vô tÝch hîp ®ång nhÊt.
· Qu¶n lý vµ duy tr× m¹ng ®¬n gi¶n.Môc ®Ých cña viÖc kÕt hîp BWA víi m¹ng hiÖn t¹i:
· NÒn t¶ng AAA hîp nhÊt
· Qu¶n lý ngêi sö dông thèng nhÊt.
· Thùc hiÖn liªn m¹ng kh«ng giíi h¹n.
· TriÓn khai c¸c m¹ng míi dùa trªn c¸c m¹ng hiÖn cã.
4.2.1 M« h×nh kÕt nèi WiMAX trong 3GPP4.2.1.1 M« h×nh tight-coupling
Tight-coupling lµ mét s¬ ®å kÕt nèi hai m¹ng m¹ng truy nhËp v« tuyÕn
(RAN) vµ m¹ng lâi. Nãi c¸ch kh¸c m« h×nh nµy khiÕn hai c«ng nghÖ truy nhËp
kh¸c nhau cïng lµm viÖc trong mét m¹ng lâi duy nhÊt.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 105/140
105
§Æc ®iÓm cña m¹ng liªn kÕt theo m« h×nh tight-coupling gi÷a 3GPP vµ
WiMAX:
· M¹ng WiMAX kÕt nèi víi m¹ng lâi 3GPP theo cïng c¸ch cña thµnh phÇn
m¹ng truy nhËp v« tuyÕn 3GPP.
· C¸c cæng WiMAX cÇn ph¶i xuÊt hiÖn trong m¹ng lâi cña 3GPP nh mét
thµnh phÇn RNC. C¸c nót di ®éng ph¶i sö dông c¸c giao thøc cña 3G trªn
c¸c card hay switch theo chuÈn 802.16 tõ líp vËt lý nµy ®Õn líp vËt lý kh¸c
lµ cÇn thiÕt.
· TÊt c¶ c¸c lu lîng WiMAX ®îc ®a vµo m¹ng lâi sö dông giao thøc
cña 3G.
·
3G vµ WiMAX cïng chung c¬ së h¹ tÇng vÒ x¸c thùc, b¸o hiÖu, truyÒn tin,vµ tÝnh cíc.
· Thùc hiÖn giao tiÕp 3G cã thÓ ®em l¹i mét sè lç hæng vÒ mÆt an ninh.
· ViÖc ®a lu lîng WiMAX trùc tiÕp ®Õn m¹ng lâi 3G lµm ®¶o lén kiÕn
tróc c¸c thµnh phÇn m¹ng lâi do ®ã SGSN/GGSN ph¶i ®îc x©y dùng l¹i
®Ó cã thÓ thùc hiÖn ®îc c¸c ®Æc tÝnh lu lîng kh¸c vµ lîng t¶i tin t¨ng
lªn.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 106/140
106
H×nh 4.1: M« h×nh kÕt nèi loose-coupling vµ tight-coupling gi÷a WiMAX vµ
3GPP
4.2.1.2 M« h×nh m¹ng loose-coupling
M« h×nh loose-coupling lµ m« h×nh ®a ra mét giao tiÕp chung cho phÐp
trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c m¹ng. Hai c«ng nghÖ truy nhËp kh«ng cã g× chung
nhng c¸c m¹ng lâi ®îc kÕt nèi víi nhau. Thµnh phÇn chÝnh cho phÐp qu¶n lý di
®éng trong kiÕn tróc nµy lµ Mobile IP.
M¹ng liªn kÕt WiMAX vµ 3GPP theo m« h×nh loose- coupling. §Æc ®iÓm:
· Truy nhËp tíi 3GPP AAA th«ng qua Internet hoÆc kÕt nèi víi PDG th«ng
qua mét router biªn. PGD ®Þnh tuyÕn trùc tiÕp lu lîng tõ WiMAX tíi
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 107/140
107
Internet th«ng qua giao diÖn Wi mµ kh«ng cÇn sù t¸c ®éng tõ c¸c thµnh
phÇn nh SGSN hay GGSN.
· Cã thÓ hç trî c¸c c¬ chÕ vµ giao thøc x¸c thùc tÝnh cíc hay di ®éng ®éc
lËp trong mçi m¹ng truy nhËp.
· Hç trî ®Çy ®ñ tõ mét m¹ng truy nhËp nµy tíi m¹ng kh¸c dùa trªn c¬ chÕ
chuyÓn giao ®éc lËp.
¦u ®iÓm:
· Cho phÐp kiªn tróc lu lîng vµ sù triÓn khai ®éc lËp nhau
· §em l¹i lîi Ých cho ngêi dïng chØ cÇn mét thiÕt bÞ cã thÓ truy nhËp tíi
nhiÒu m¹ng kh¸c nhau.
Nhîc ®iÓm: WiMAX kh«ng thÓ sö dông chung c¸c dÞch vô 3GPP PS.
4.2.1.3 M¹ng non-roaming WiMAX- 3GPP
SS
Intranet / Internet
Mạng truy nhập
WiMAX
(có hoặc không có
mạng trung gian)
3GPP AAA
WAG
OCS
HSS HLR CGw/CCF
Wa
Wn
Wi
Wo
WxWf
D’/Gr’
3GPP Home Network
PDGWp
Wg
H×nh 4.2: KiÕn tróc m¹ng non- roaming WiMAX-3GPP
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 108/140
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 109/140
109
4.2.1.5 Mét sè yªu cÇu khi kÕt nèi WiMAX- 3GPP
4.2.1.5.1 Yªu cÇu vÒ WiMAX AAA server vµ c¸c giao thøc AAA
· Qu¸ tr×nh truy nhËp, x¸c thùc, trao quyÒn sÏ cung cÊp sù truy nhËp vµo
m¹ng WiMAX vµ kÕt nèi víi mét m¹ng IP nh Internet sÏ ®îc trao quyÒnth«ng qua hÖ thèng 3GPP.
· Truy nhËp tíi m¹ng IP bªn ngoµi sÏ cho phÐp c¸c SS thiÕt lËp kÕt nèi víi
m¹ng IP bªn ngoµi nh m¹ng cña c¸c nhµ ®iÒu hµnh, m¹ng intranet hay
internet tõ mét m¹ng IP phï hîp.
· Trong m« h×nh loosely coupling viÖc truy nhËp vµo mét m¹ng IP bªn ngoµi
®éc lËp hoµn toµn víi m¹ng truy nhËp WiMAX AAA tuy nhiªn viÖc truy
nhËp vµo mét m¹ng IP bªn ngoµi tõ hÖ thèng liªn kÕt 3GPP WiMAX chØ®îc thùc hiÖn khi viÖc x¸c thùc vµ trao quyÒn WiMAX hoµn thµnh.
Cæng d÷ liÖu gãi hç trî truy nhËp tíi m¹ng IP bªn ngoµi, bao gåm c¸c dÞch
vô dùa trªn 3GPP PS. Trong m« h×nh loosely- coupling th× m¹ng truy nhËp hoµn
toµn cã thÓ kÕt nèi víi m¹ng Internet hay Intranet. Lóc nµy m¹ng truy nhËp
WiMAX sÏ gåm c¸c tr¹m BS c¸c thuª bao ®ång thêi cã c¶ AAA vµ cã thÓ thªm
c¸c thiÕt bÞ kh¸c nh router. C¸c SS sÏ gåm tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ dµnh cho ngêi sö
dông cuèi cïng nh ®iÖn tho¹i m¸y tÝnh c¸c bé thÝch øng giao tiÕp v« tuyÕn v.v…
M¹ng liªn kÕt 3GPP vµ WiMAX sÏ ph¶i tËp trung vµo c¸c giao diÖn gi÷ac¸c thµnh phÇn 3GPP vµ giao tiÕp gi÷a 3GPP víi m¹ng WiMAX. Mäi ho¹t ®éng
bªn ngoµi WiMAX chØ ®Ó xem xÐt quyÕt ®Þnh ¶nh hëng cña kiÕn tróc vµ nh÷ng
yªu cÇu cho WiMAX.
M¹ng liªn kÕt 3G vµ WiMAX sÏ ph¶i ®éc lËp víi c«ng nghÖ v« tuyÕn cña
WiMAX.
Yªu cÇu vÒ giao thøc AAA:
· Giao thøc AAA chung sÏ ®îc sö dông cho qu¸ tr×nh x¸c trao quyÒn vµ
qu¸ tr×nh thanh to¸n trong kiÕn tróc m¹ng liªn kÕt 3GPP vµ WiMAX.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 110/140
110
· C¸c giao thøc sö dông cho môc ®Ých thanh to¸n trong kiÕn tróc m¹ng liªn
kÕt WiMAX vµ 3GPP sÏ gièng nh kiÕn tróc tÝnh cíc cña 3GPP vÝ dô nh
giao thøc AAA ®îc sö dông bëi kiÕn tróc tÝnh cíc IMS.
NÕu sù liªn kÕt víi c¸c giao thøc AAA hîp ph¸p lµ cÇn thiÕt th× nã sÏ thùchiÖn ë ®iÓm cuèi vµ ®iÓm kÕt thóc m¹ng 3GPP. Trong trêng hîp cã chuyÓn
vïng th× sÏ thùc hiÖn th«ng qua m¹ng kh¸ch.
4.2.1.5.2 Yªu cÇu vÒ ®iÒu khiÓn truy nhËp
· ThiÕt lËp kÕt nèi WiMAX cho c¸c thuª bao 3GPP sÏ kh«ng ¶nh hëng ®Õn
kh¶ n¨ng t¹o ra kÕt nèi PS hay CS cho cïng mét thuª bao.
·
Ph¬ng ph¸p ph©n phèi khãa tíi m¹ng WiMAX ph¶i ®îc hç trî.
· Trao quyÒn sÏ x¶y ra sau qu¸ tr×nh x¸c thùc thµnh c«ng.
· C¬ chÕ trao quyÒn sÏ ph¶i th«ng tin cho WiMAX ngay lËp tøc nh÷ng thay
®æi trong qu¸ tr×nh cung cÊp dÞch vô.
· Cã nh÷ng chÝnh s¸ch ®iÒu khiÓn cho nh÷ng dÞch vô ®· ®îc cÊp cho ngêi
sö dông.
· M¹ng ph¶i cã kh¶ n¨ng chØ ra cho ngêi dïng c¸c ®iÒu kiÖn ®Ó cã thÓ sö
dông mét dÞch vô ®· ®îc trao quyÒn.
· KÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh trao quyÒn ph¶i ®îc chØ ra cho m¹ng WiMAX ®Ó
WiMAX cã thÓ ®a ra nh÷ng hµnh ®éng t¬ng øng.
Trong trêng hîp cã chuyÓn vïng gi÷a c¸c m¹ng th× mét sè yªu cÇu sau sÏ
cÇn thiÕt:
· Gi¶i ph¸p dïng trong trêng hîp chuyÓn vïng nµy sÏ gåm c¸c ph¬ng
thøc ®Ó ®¶m b¶o thùc hiÖn ph©n phèi c¸c th«ng tin lùa chän dÞch vô tõ thuª
bao SS tíi server 3GPP AA trong m¹ng home. Trong trêng hîp nµy ngêi
sö dông sÏ lùa chän ®Ó truy nhËp trùc tiÕp tíi Internet sö dông m¹ng IP,kh«ng cã th«ng tin lùa chän dÞch vô nµo ®îc ®a tíi m¹ng PLMN. Trong
c¸c trêng hîp kh¸c, c¸c dÞch vô sÏ ®îc lùa chän bëi ngêi sö dông, c¸c
th«ng tin lùa chän dÞch vô nµy sÏ chøa nh÷ng chØ dÉn cña m¹ng W-APN
®îc yªu cÇu. Server 3GPP AAA trong m¹ng home sÏ chøng nhËn vÒ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 111/140
111
ngêi dïng ®Ó chØ ra c¸c d÷ liÖu lÊy ®îc tõ HSS. Server 3GPP AAA sÏ lùa
chän W-APN dùa trªn yªu cÇu.
· C¸c dÞch vô ®îc yªu cÇu sÏ chØ ra bëi yªu cÇu thiÕt lËp ®êng hÇm tõ SS
tíi PDG. PDG sÏ t×m kiÕm sù x¸c thùc vµ trao quyÒn tõ Proxy 3GPP AAAhay Server trong cïng mét m¹ng. KÕt qu¶ cña quyÕt ®Þnh trao quyÒn nµy
sÏ ®îc ®a tíi m¹ng kh¸ch. TÊt c¶ c¸c quyÕt ®Þnh trao quyÒn ®îc thùc
hiÖn trong m¹ng Home.
· Trong trêng hîp yªu cÇu truy nhËp dÞch vô ®îc ®a ra trong m¹ng kh¸ch
Proxy 3GPP AAA sÏ quyÕt ®Þnh dùa trªn c¸c chÝnh s¸ch riªng.
4.2.1.5.3 Yªu cÇu vÒ tÝnh cíc Nh÷ng yªu cÇu vµ chøc n¨ng sau sÏ ®îc ®Ò cËp:
· M¹ng truy nhËp WiMAX vÒ viÖc sö dông m¹ng truy cËp WiMAX tíi hÖ
thèng 3GPP t¬ng øng.
· M¹ng 3GPP cã thÓ ®iÒu khiÓn phiªn truy nhËp m¹ng WiMAX cho môc
®Ých tÝnh cíc online.
· Cho phÐp nhµ khai th¸c m¹ng duy tr× tµi kho¶n tr¶ tríc cho WiMAX, PS
CS vµ IMS cña ngêi dïng.
· HÖ thèng 3GPP cã thÓ xö lý c¸c th«ng tin vÒ truy nhËp m¹ng WiMAX vµ
chuyÓn ®æi nã sang c¸c d¹ng th«ng tin ®îc sö dông trong 3GPP (CDR)
4.2.2 C¸c phÇn tö cña m¹ng vµ c¸c ®iÓm giao tiÕp
4.2.2.1 C¸c phÇn tö cña m¹ng
4.2.2.1.1 ThiÕt bÞ cña ngêi sö dông UE.
Theo kh¶ n¨ng WiMAX UE ®îc ph©n lo¹i thµnh 3 líp:
Líp A: Trong líp nµy WiMAX UE cã c¶ hai giao tiÕp v« tuyÕn 3G vµWiMAX. WiMAX UE cã thÓ g¾n víi c¶ hai m¹ng WiMAX vµ 3GPP ë cïng mét
thêi ®iÓm. §ång thêi nã còng hç trî ngay lËp tøc sù truy nhËp tíi c¶ hai WiMAX
vµ m¹ng cellular 3GPP bëi c¶ hai giao tiÕp ®ang kÝch ho¹t.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 112/140
112
Líp B: Trong líp nµy WiMAX UE cã c¶ hai giao tiÕp 3GPP vµ WiMAX,
nhng nã kh«ng hç trî sù truy nhËp vµo hai m¹ng WiMAX vµ 3GPP cïng mét
lóc v× nã chØ ho¹t ®éng trªn mét giao tiÕp t¹i mét thêi ®iÓm.
Líp C: Trong líp nµy WiMAX UE chØ cã duy nhÊt mét giao tiÕp v« tuyÕnWiMAX. Nã chØ cã thÓ g¾n kÕt víi mét m¹ng WiMAX vµ truy nhËp vµo m¹ng
WiMAX.
4.2.2.1.2 3GPP AAA Proxy
3GPP AAA Proxy n»m trong m¹ng kh¸ch. Nã gåm c¸c chøc n¨ng sau:
• ChuyÓn c¸c th«ng tin gi÷a WiMAX vµ 3GPP AAA Sever
•
§a ra c¸c quyÕt ®Þnh lÊy tõ tháa thuËn gi÷a nhµ vËn hµnh m¹ng 3GPP vµnhµ vËn hµnh m¹ng WiMAX vµ gi÷a c¸c m¹ng nhµ vËn hµnh m¹ng 3GPP.
• Th«ng b¸o vÒ c¸c th«ng tin tÝnh cíc/ tµi kho¶n cho VPLMN CCF/CGw
cho ngêi dïng thùc hiÖn chuyÓn vïng.
• KÕt thóc c¸c dÞch vô. ( O&M khëi ®Çu vµ kÕt thóc tõ mét m¹ng kh¸ch)
• ChuyÓn ®æi giao thøc nÕu giao thøc nèi tõ m¹ng truy nhËp ®Õn 3GPP AAA
Proxy vµ tõ 3GPP AAA Proxy ®Õn 3GPP AAA Server kh«ng gièng nhau.
Khi sö dông m« h×nh tightly- coupling
• C¸c th«ng tin trao quyÒn nhËn ®îc liªn quan tíi thuª bao yªu cÇu tªn
®iÓm truy nhËp trong m¹ng home hay m¹ng kh¸ch.
• 3GPP AAA Proxy cã thÓ n»m ë mét nót m¹ng vËt lý, nã còng cã thÓ n»m
trong 3GPP AAA Server hay bÊt kú mét nót vËt lý nµo.
Mạng truy nhậpWiMAX
(có hoặc không cómạng trung gian)
3GPP AAA
Wr/Wb3GPP
AAA Proxy
Wr/Wb
Mạng 3GPPkhách
Mạng 3GPPchủ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 113/140
113
4.2.2.1.3 3GPP AAA Server
3GPP AAA Server n»m trong m¹ng 3GPP. Chøc n¨ng nh sau:
• Thu nhËn c¸c th«ng tin x¸c thùc vµ c¸c d÷ liÖu cña thuª bao (bao gåm
th«ng tin trao quyÒn cho thuª bao) tõ HLR/HSS cña m¹ng home.
• X¸c thùc c¸c thuª bao dùa trªn c¸c th«ng tin x¸c thùc lÊy ®îc tõ HLR/
HSS.
• Trao ®æi c¸c th«ng tin trao quyÒn tíi m¹ng truy nhËp tr«ng qua AAA
Proxy.
• §¨ng ký ®Þa chØ hay tªn cña nã víi HLR/HSS cho mçi lÇn x¸c thùc vµ trao
quyÒn tíi mét thuª bao.
•
Khëi t¹o vµ kh«i phôc c¸c thñ tôc khi 3GPP AAA server xãa c¸c th«ng tinvÒ thuª bao.
• Còng cã thÓ ho¹t ®éng nh mét AAA proxy.
• Duy tr× c¸c tr¹ng th¸i g¾n kÕt m¹ng truy nhËp.
4.2.2.1.4 HLR/HSS
• HLR/HSS n»m ë m¹ng home cña thuª bao vµ thùc thÓ chøa c¸c d÷ liÖu vÒ
hîp ®ång vµ sù x¸c thùc thuª bao.
• HSS còng cung cÊp sù truy nhËp tíi c¸c thuª bao mµ cã tr¹ng th¸i g¾n kÕtvíi c¸c m¹ng kh¸c
4.2.2.1.5 Cæng truy nhËp WAG
Cæng truy nhËp lµ cæng mµ th«ng qua nã d÷ liÖu tõ m¹ng truy nhËp hay tíi
m¹ng truy nhËp sÏ ®îc ®Þnh tuyÕn th«ng qua PLMN ®Ó cung cÊp c¸c dÞch vô
dùa trªn 3G PS.
C¸c cæng truy nhËp nµy sÏ n»m trong VPLMN trong trêng hîp cã chuyÓnvïng vµ n»m trong HPLMN trong trêng hîp kh«ng cã chuyÓn vïng.
Chøc n¨ng nh sau:
• Cho phÐp VPLMN t¹o ra c¸c th«ng tin tÝnh cíc tíi ngêi dïng th«ng qua
m¹ng truy nhËp trong trêng hîp cã chuyÓn vïng.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 114/140
114
• Thùc hiÖn ®Þnh tuyÕn c¸c gãi tin th«ng qua PDG.
• Läc c¸c gãi tin dùa trªn c¸c th«ng tin mµo ®Çu. C¸c gãi tin nµy sÏ ®îc
chuyÓn ®i nÕu:
+ chóng lµ mét phÇn cña ®êng hÇm ®ang tån t¹i.+ chóng lµ c¸c th«ng ®iÖp tõ SS gåm: c¸c th«ng ®iÖp yªu cÇu dÞch vô hay
thiÕt lËp ®êng hÇm.
V× WAG kh«ng cã mèi quan hÖ ®¸ng tin cËy víi c¸c thiÕt bÞ ngêi dïng, nã
kh«ng thÓ dõng tÊt c¶ c¸c th«ng ®iÖp. Tuy nhiªn c¸c th«ng ®iÖp tõ nh÷ng ®Þa chØ
IP kh«ng râ rµng sÏ bÞ lo¹i bá. C¸c lo¹i th«ng ®iÖp kh¸c sÏ do phÇn ®iÒu khiÓn
vËn hµnh m¹ng ®¶m nhiÖm.
NÕu dÞch vô ®îc cung cÊp qua PDG trong m¹ng HPLMN th× WAG sÏ :
• ®¶m b¶o tÊt c¶ c¸c gãi tin tõ SS sÏ ®îc ®a ®Õn HPLMN.
• ®¶m b¶o r»ng c¸c gãi tin tõ mét SS ®· ®îc trao quyÒn chØ ®îc ®a ®Õn
nh÷ng PDG t¬ng øng trong m¹ng HPLMN vµ c¸c gãi tin tõ nh÷ng nguån
kh¸c kh«ng ph¶i tõ PDG sÏ kh«ng ®îc ®a ®Õn SS.
NÕu dÞch vô ®îc cung cÊp th«ng qua PDG trong m¹ng VPLMN th× WAG sÏ:
• ®¶m b¶o tÊt c¶ c¸c gãi tin tõ SS sÏ ®îc ®a ®Õn VPLMN.
• ®¶m b¶o r»ng c¸c gãi tin tõ mét SS ®· ®îc trao quyÒn chØ ®îc ®a ®Õn
nh÷ng PDG t¬ng øng trong m¹ng VPLMN vµ c¸c gãi tin tõ nh÷ng nguånkh¸c kh«ng ph¶i tõ PDG sÏ kh«ng ®îc ®a ®Õn SS.
4.2.2.1.6 Cæng d÷ liÖu gãi PDG
C¸c dÞch vô da trªn 3GPP PS sÏ ®îc truy nhËp th«ng qua cæng d÷ liÖu
gãi. C¸c dÞch vô dùa trªn 3GPP PS sÏ cã thÓ ®îc truy nhËp th«ng qua PDG
thuéc m¹ng home hay thuéc m¹ng kh¸ch. Qu¸ tr×nh trao quyÒn vµ lùa chän c¸c
dÞch vô sÏ quyÕt ®Þnh c¸c dÞch vô nµy ®îc trao quyÒn bëi m¹ng home hay m¹ng
kh¸ch. ViÖc ph©n tÝch ®Þa chØ IP cña PDG sÏ cho biÕt c¸c th«ng tin nµy.
PDG chøa c¸c th«ng tin ®Þnh tuyÕn liªn m¹ng WiMAX vµ 3G:
· Thùc hiÖn chuyÓn ®æi ®Þa chØ vµ ¸nh x¹.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 115/140
115
· ChÊp nhËn hoÆc lo¹i bá c¸c ®iÓm truy nhËp theo quyÕt ®Þnh cña 3GPP
AAA Server.
· TiÕp tôc chuyÓn nh÷ng yªu cÇu thiÕt lËp ®êng hÇm tíi PDG kh¸c nÕu
®iÒu nµy ®îc chØ ra bëi 3GPP AAA Server.
Mạng WiMAX
(có hoặc không có
mạng trung gian) Packet Data
Gateway
Wn
Border
Gateway
Mạng 3GPPkhách
Mạng 3GPPchủ
Wi
Mạng WiMAX
( có hoặc không có
mạng trung gian
Wn
BorderGateway
Mạng 3GPP chủ
Packet DataGateway
Wi
4.2.2.1.6 Cæng biªn Border Gateway
Border Gateway lµ mét cæng tïy chän, th«ng qua border gateway d÷ liÖu
gi÷a WiMAX vµ PDG cã thÓ ®îc ®Þnh tuyÕn
Mạng WiMAX (có hoặc không cómạng trung gian)
BorderGW (opt)
PacketData GWWn Wi
4.2.2.2 C¸c giao diÖn m¹ng
4.2.2.2.1 Giao diÖn Wa
§iÓm giao diÖn Wa kÕt nèi m¹ng truy nhËp WiMAX, cã thÓ th«ng qua
mét m¹ng trung gian tíi m¹ng 3GPP. Môc ®Ých chÝnh cña c¸c giao thøc ®i qua
giao diÖn nµy lµ chuyÓn c¸c th«ng tin x¸c thùc trao quyÒn vµ tÝnh cíc liªn qua
®Õn c¸c th«ng tin bÝ mËt. C¸c nót bªn ngoµi m¹ng 3GPP sÏ chÊm døt vµ ñy quyÒn
cho c¸c giao diÖn nµy b¸o hiÖu vµ kh«ng hç trî giao thøc 3GPP AAA sÏ yªu cÇu
sù chuyÓn ®æi b¸o hiÖu gi÷a giao thøc AAA hîp ph¸p vµ giao thøc 3GPP AAA.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 116/140
116
Giao diÖn nµy sÏ hç trî giao thøc x¸c thùc EAP.
Chøc n¨ng:
Chøc n¨ng chÝnh cña giao diÖn nµy lµ chuyÓn c¸c khung AAA:
· Mang c¸c d÷ liÖu cho qu¸ tr×nh b¸o hiÖu gi÷a SS cña WiMAX vµ m¹ng 3G
· Mang c¸c d÷ liÖu b¸o hiÖu cho qu¸ tr×nh trao quyÒn gi÷a SS cña WiMAX
vµ 3GPP.
· Mang c¸c th«ng tin tÝnh cíc trªn mçi thuª bao.
· Cho phÐp nhËn d¹ng c¸c nhµ vËn hµnh m¹ng khi cã sù chuyÓn vïng x¶y ra.
· Mang c¸c th«ng tin vÒ khãa cho môc ®Ých toµn vÑn d÷ liÖu vµ m· hãa b¶o
mËt.
§Ó gi¶m tèi thiÓu nh÷ng yªu cÇu trªn m¹ng truy nhËp WiMAX vµ b¶o vÖ sù bÝ mËt tr¹ng th¸i tÝnh cíc cña thuª bao (offline hay online).
4.2.2.2.2 Giao diÖn Wx
Giao diÖn nµy n»m gi÷a 3GPP AAA Server vµ HSS. Môc ®Ých c¬ b¶n cña
nh÷ng giao thøc ®i qua giao diÖn nµy vµ liªn l¹c gi÷a phÇn c¬ së h¹ tÇng cña
WiMAX AAA vµ HSS.
Chøc n¨ng chÝnh cña giao diÖn nµy lµ cho phÐp:
· Kh«i phôc vector x¸c thùc vÝ dô x¸c thùc USIM tõ HSS.
· Kh«i phôc d÷ liÖu liªn quan ®Õn qu¸ tr×nh truy nhËp WiMAX tõ HSS.
· §¨ng ký 3GPP AAA Server cña m¹ng WiMAX ®· ®îc trao quyÒn trong
HSS.
· ChØ ra sù thay ®æi cña d÷ liÖu cña c¸c thuª bao trong HSS.
· Lµm trong suèt c¸c thñ tôc gi÷a 3GPP AAA server vµ HSS.
· Kh«i phôc c¸c ®Þa chØ liªn qua ®Õn tÝnh cíc online vµ offline tõ HSS.
4.2.2.2.3 Giao diÖn D’/Gr’
Giao diÖn nµy n»m gi÷a 3GPP AAA Server vµ HLR
Môc ®Ých chÝnh cña c¸c giao thøc qua giao diÖn nµy lµ liªn l¹c gi÷a
WiMAX AAA vµ HLR dùa trªn MAP.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 117/140
117
Chøc n¨ng cña ®iÓm giao tiÕp nµy lµ cho phÐp kh«i phôc vector x¸c thùc
(vÝ dô nh x¸c thùc USIM tõ HLR).
4.2.2.2.4 Giao diÖn Wo Giao diÖn Wo ®îc sö dông bëi 3GPP AAA Server ®Ó giao tiÕp víi hÖ
thèng tÝnh cíc online. Giao diÖn nµy sÏ cho c¸c giao thøc liªn quan ®Õn tÝnh
cíc online vµ thùc hiÖn qu¸ tr×nh kiÓm so¸t thÎ tÝnh cíc online cña thuª bao.
Giao diÖn nµy t¬ng tù nh giao diÖn Ro ®îc sö dông trong 3GPP OCS.
4.2.2.2.5 Giao diÖn Wf
Giao diÖn Wf n»m gi÷a 3GPP AAA Server vµ 3GPP CGF/CCF. Môc ®Ých
chÝnh cña giao diÖn nµy lµ chuyÓn c¸c th«ng tin liªn quan ®Õn tÝnh cíc tíi c¸c
cæng tÝnh cíc cña nhµ khai th¸c m¹ng 3GPP, thu thËp th«ng tin tÝnh cíc trong
m¹ng kh¸ch hay m¹ng home mµ thuª bao ®ang c tró.
Nh÷ng th«ng tin ®îc chuyÓn ®Õn cæng tÝnh cíc nµy ®îc sö dông cho:
· T¹o ra nh÷ng th«ng tin tÝnh cíc ofline cho thuª bao bëi c¸c nhµ khai
th¸c m¹ng home.
· TÝnh to¸n c¸c tµi kho¶n liªn m¹ng cho tÊt c¶ ngêi sö dông cã chuyÓn
vïng. C¸c tµi kho¶n liªn m¹ng nµy ®îc sö dông ®Ó thanh to¸n gi÷anhµ vËn hµnh m¹ng kh¸ch vµ m¹ng home hay gi÷a c¸c m¹ng home hay
m¹ng kh¸ch víi WiMAX
Chøc n¨ng cña giao diÖn nµy lµ truyÒn c¸c th«ng tin liªn quan ®Õn tÝnh cíc cho
mçi ngêi dïng m¹ng WiMAX.
4.2.2.2.6 Giao diÖn Wg
Giao diÖn nµy ®îc sö dông trong trong m« h×nh cã chuyÓn vïng. §©y
chÝnh lµ giao tiÕp AAA gi÷a 3GPP AAA Server/ Proxy vµ WAG. Nã ®îc sö
dông ®Ó cung cÊp th«ng tin cÇn thiÕt cho WAG thùc hiÖn cho phÐp gia nhËp
m¹ng bëi c¸c ngêi dïng ®· ®îc trao quyÒn.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 118/140
118
4.2.2.2.7 Giao diÖn Wn
§©y lµ giao diÖn gi÷a m¹ng truy nhËp WiMAX vµ WAG. Giao diÖn ë ®©y
sÏ b¾t c¸c dßng lu lîng trªn c¸c SS khëi ®Çu ®êng hÇm th«ng qua WAG. §iÒu
nµy cã thÓ thùc hiÖn b»ng mét sè c¸ch kh¸c nhau. Tuy nhiªn cã mét ph¬ngph¸p riªng ®Ó thùc hiÖn giao diÖn nµy lµ tháa thuËn néi bé gi÷a WiMAX AN vµ
PLMN.
4.2.2.2.8 Giao diÖn Wm
Giao diÖn nµy nèi gi÷a 3GPP AAA Server vµ PDG. Chøc n¨ng cña giao
diÖn nµy:
· 3GPP AAA Server kh«i phôc thuéc tÝnh ®êng hÇm vµ c¸c th«ng sè cÊu
h×nh IP cho c¸c thuª bao th«ng qua PDG.
· Mang c¸c th«ng ®iÖp cho viÖc x¸c thùc dÞch vô gi÷a thuª bao vµ 3GPP
AAA Server.
· Mang c¸c th«ng ®iÖp trao quyÒn dÞch vô gi÷a PDG vµ 3GPP AAA Server.
· Mang d÷ liÖu cho môc ®Ých thiÕt lËp ®êng hÇm, x¸c thùc vµ m· hãa d÷
liÖu ngÇm.
4.2.2.2.9 Giao diÖn Wp Giao diÖn nµy ®îc sö dông gi÷a WAG vµ PDG.
4.2.2.2.10 Giao diÖn Wd
Giao diÖn nµy kÕt nèi 3GPP AAA Proxy th«ng qua mét m¹ng trung gian
tíi 3GPP AAA Server. Môc ®Ých chÝnh cña giao thøc qua giao diÖn nµy lµ truyÒn
c¸c th«ng tin vÒ x¸c thùc vµ trao quyÒn ®¶m b¶o an toµn.
Chøc n¨ng chÝnh lµ truyÒn c¸c th«ng ®iÖp AAA bao gåm:- Mang c¸c d÷ liÖu dïng cho b¸o hiÖu x¸c thùc gi÷a 3GPP AAA Proxy vµ 3GPP
AAA Server.
- Mang d÷ liÖu dïng cho b¸o hiÖu trao quyÒn gi÷a 3GPP AAA Proxy vµ 3GPP
AAA Server.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 119/140
119
- Mang c¸c th«ng tin vÒ tÝnh cíc cho ngêi sö dông.
- Mang c¸c d÷ liÖu vÒ khãa cho môc ®Ých toµn vÑn vµ m· hãa b¶o mËt d÷ liÖu.
- Cho phÐp nhËn d¹ng c¸c nhµ vËn hµnh m¹ng kh¸c nhau khi sù chuyÓn vïng x¶y
ra.
4.3 Liªn kÕt m¹ng gi÷a WiMAX vµ UMTS
4.3.1 C¸c m¹ng liªn quan
Môc ®Ých cña sù liªn kÕt hai c«ng nghÖ truy nhËp lµ ®a ra c¸c dÞch vô
réng kh¾p tíi ngêi sö dông di ®éng. §· cã rÊt nhiÒu nghiªn cøu tËp trung vµo
vÊn ®Ò liªn kÕt m¹ng gi÷a WLAN vµ m¹ng cellular. Trong c¸c tµi liÖu m¹ng
kh«ng ®ång nhÊt, chóng ta cã thÓ thÊy c¸c kiÕn nghÞ vÒ viÖc sö dông thiÕt bÞ ®Çu
cuèi víi kh¶ n¨ng giao tiÕp kÐp, sÏ cho phÐp ngêi sö dông chuyÓn kÕt nèi tõ mét
m¹ng truy nhËp v« tuyÕn nµy sang m¹ng kh¸c mµ kh«ng mÊt tin. ý tëng ®îc
®a ra lµ b¾t c¶ hai giao tiÕp v« tuyÕn kh¸c nhau cïng ho¹t ®éng trong mét thiÕt
bÞ. Tuy nhiªn thùc tÕ lµ cã nhiÒu giao tiÕp tÝch cùc sÏ lµm t¨ng sù tiªu thô nguån
n¨ng lîng cña thiÕt bÞ, do ®ã lµm gi¶m thêi gian ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ vµ g©y ra
c¸c vÊn ®Ò vÒ nhiÔu vµ c¸c hiÖu øng vËt lý kh¸c. Trong phÇn nµy chóng ta chØ
xem xÐt trêng hîp c¸c thiÕt bÞ chØ cã mét giao tiÕp v« tuyÕn ®îc tÝch cùc t¹i
mét thêi ®iÓm.M¹ng liªn kÕt UMTS -WLAN hiÖn t¹i ®ang ®îc nghiªn cøu trong 3GPP.
Cho ®Õn b©y giê WLAN vÉn lµ môc ®Ých chÝnh cña qu¸ tr×nh më réng m¹ng truy
nhËp 3GPP. Qu¸ tr×nh chuyÓn giao trong mét hÖ thèng kh«ng n»m trong nh÷ng
nghiªn cøu gÇn ®©y. Trong khi ®ã c«ng nghÖ Unlicensed Mobile Access (UMA)
bao gåm qu¸ tr×nh chuyÓn giao trong suèt gi÷a 2G vµ m¹ng kh«ng d©y c«ng céng
hoÆc m¹ng riªng trong b¨ng tÇn kh«ng cÇn cÊp phÐp nh WiFi, Bluetooth gÇn
®©y ®îc quan t©m nh 3GPP.
5.3.1.1 CÊu tróc m¹ng WiMAX
KiÕn tróc m¹ng Wi MAX cã thÓ ®îc m« t¶ nh h×nh 5.4 Cã 4 thµnh phÇn
chÝnh trong kiÕn tróc nµy lµ PSS, RAS ACR vµ m¹ng lâi cña WiMAX. PSS giao
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 120/140
120
tiÕp víi RAS sö dông c«ng nghÖ truy nhËp WiMAX. PSS còng cung cÊp chøc
n¨ng cña qu¸ tr×nh xö lý MAC, Mobile IP, x¸c thùc, t¸i truyÒn tin vµ chuyÓn
giao. RAS cung cÊp giao tiÕp v« tuyÕn cho PSS vµ quan t©m ®Õn viÖc qu¶n lý tµi
nguyªn v« tuyÕn, hç trî QoS vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh chuyÓn giao. ACR ®ãng vaitrß cèt yÕu trong dÞch vô dùa trªn IP bao gåm ®Þnh tuyÕn gãi tin IP, an ninh, QoS
vµ ®iÒu khiÓn chuyÓn giao, vµ t¸c nh©n ngoµi (Forgein Agent) trong mobile IP.
ARC còng t¬ng t¸c víi AA Server cho qu¸ tr×nh x¸c thùc vµ tÝnh cíc ngêi sö
dông. §Ó cã thÓ cung cÊp sù di ®éng cho PSS, ACR sÏ cung cÊp sù chuyÓn giao
gi÷a RAS trong khi mobile IP cung cÊp chuyÓn giao gi÷a c¸c ACR.
H×nh 4.4: KiÕn tróc m¹ng WiMAX
5.3.1.2 CÊu tróc m¹ng UMTS
UMTS cung cÊp dÞch vô d÷ liÖu gãi cho c¸c øng dông d÷ liÖu vµ dÞch vôchuyÓn m¹ch kªnh cho c¸c øng dông tho¹i. M¹ng GPRS ban ®Çu ®îc thiÕt kÕ
cho m¹ng GSM, ®îc tÝch hîp trong UMTS ®Ó cung cÊp dÞch vô d÷ liÖu gãi.
Trong UMTS m¹ng cña c¸c RNC vµ c¸c nót Bs t¹o thµnh m¹ng truy nhËp RAN (
cßn ®îc gäi lµ UTRAN)
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 121/140
121
M¹ng cña mét RNC vµ c¸c nót B gäi lµ RNS. Mçi nót B h×nh thµnh lªn
mét nhãm c¸c tr¹m base station vµ mét nhãm c¸c nót B ®îc kÕt nèi víi mét
m¹ng ®¬n RNC. M¹ng lâi gãi (CN) gåm SGSN vµ GGSN. Trong m¹ng RAN,
RNC nhËn gãi tin híng xuèng tõ SGSN vµ chuyÓn sang c¸c khung radio tríckhi chuyÓn tíi nót B. ë híng lªn RNC nhËn c¸c khung radio tõ nót B vµ chuyÓn
thµnh gãi tin IP tríc khi chuyÓn chóng tíi SGSN. RNC qu¶n lý nguån radio cña
nót B vµ thiÕt lËp Radio Access Bearer (RABs). M¹ng lâi sÏ ®îc kÕt nèi víi
Internet th«ng qua GGSN. SGSN qu¶n lý tr¹ng th¸i di ®éng cña c¸c nót di ®éng,
thiÕt lËp phiªn d÷ liÖu vµ kiÓm so¸t RAB ®îc thiÕt lËp th«ng qua RNC. Gãi tin
IP ®îc truyÒn th«ng qua GTP tunnel gi÷a GGSN vµ SGSN vµ gi÷a SGSN vµ
RNC. GTP tunnel sö dông giao thøc UDP do ®ã IP ®îc sö dông cho viÖc truyÒn
gãi tin trong GPRS.
Node
B
Node
B
RNC
Node
B
Node
B
RNC
RNS
RNS
lur lub
UTRAN
USIM
ME
Cu
UE
MSC/
VLRGMSC
SGSN
GGSN
HLR
Uu lu
lu-CS
lu-PS
lu-BC
CN
CS ext
PS ext
H×nh 4.5: KiÕn tróc m¹ng UMTS
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 122/140
122
4.3.2 KiÕn tróc liªn m¹ng WiMAX- UMTS
4.3.2.1 M« t¶ kiÕn tróc
Tríc hÕt sÏ m« t¶ sù kh¸c biÖt gi÷ m¹ng liªn kÕt UMTS-WLAN vµ
UMTS-WiMAX. M¹ng WLAN trong c¸c vïng hot-spot h×nh thµnh lªn c¸cmicrocells trong c¸c UMTS macrocell. Sù di ®éng gi÷a UMTS vµ WLAN cã thÓ
dÉn tíi sù chuyÓn giao trïng lÆp hoµn toµn. Nh vËy thêi gian ®îc yªu cÇu cho
viÖc chuyÓn tõ UMTS sang WLAN cã thÓ cã trÔ lín. H¬n n÷a khi thiÕt bÞ di ®éng
®îc kÕt nèi víi WLAN nã cã thÓ duy tr× PDP context (Packet Data Protocol)
cña UMTS ngay lËp tøc nhê ®ã nã cã thÕ kÕt nèi l¹i ngay víi UMTS mµ kh«ng
cÇn kÝch ho¹t l¹i PDP context. Tr¸i ngîc l¹i sù di ®éng gi÷a UMTS vµ WiMAX
®îc xem lµ cã mét phÇn chuyÓn giao trïng lÆp v× ph¹m vi cña WiMAX lµ t¬ng
®¬ng ph¹m vi phñ sãng cña UMTS.
TiÕp theo, qu¸ tr×nh chuyÓn giao sÏ ®îc thùc hiÖn nhanh chãng ®Ó duy tr×
kÕt nèi cô thÓ khi tèc ®é di ®éng cao. §Ó cho phÐp sù di ®éng gi÷a hai m¹ng truy
nhËp UMTS vµ WiMAX, sÏ ®a ra gi¶i ph¸p víi mét sè ®iÒu kiÖn sau: nh÷ng
thay ®æi vÒ c¬ së h¹ tÇng tån t¹i trong m¹ng lµ nhá nhÊt, thêi gian thùc thi lµ
ng¾n. B»ng viÖc sö dông IP nh mét giao thøc liªn kÕt phæ biÕn, c¸c thiÕt bÞ di
®éng cã thÓ nèi víi nhiÒu m¹ng mµ kh«ng bÞ giíi h¹n bëi c«ng nghÖ truy nhËp
kh¸c nhau. §iÒu nµy ®¹t ®îc b»ng c¸ch sö dông c¬ chÕ Mobile IP Èn trong c¸cc«ng nghÖ líp díi kh¸c nhau. KiÕn tróc liªn m¹ng gi÷a UMTS vµ WiMAX nh
h×nh 5.6 dùa trªn kiÕn tróc liªn m¹ng cña chuÈn 3GPP.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 123/140
123
H×nh 4.6: KiÕn tróc liªn m¹ng WiMAX-UMTS
C¸c thuª bao di ®éng lµ c¸c nót di ®éng cã thÓ giao tiÕp víi c¶ hai m¹ng
UMTS vµ WiMAX. Tuy nhiªn c¸c nót nµy chØ nèi víi mét m¹ng truy nhËp t¹i
mét thêi ®iÓm. Do ®ã qu¸ tr×nh chuyÓn giao gi÷a UMTS WiMAX sÏ lµ chuyÓn
giao cøng.
M¹ng truy nhËp WiMAX cung cÊp c¸c dÞch vô truy nhËp cho c¸c MS. Sù di ®éng bªn trong m¹ng WiMAX ®îc qu¶n lý bëi WiMAX Home Agent (HA)
®îc ®Æt gi÷a cæng ASN vµ WAG. WiMAX HA kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i ®îc gép
trong m¹ng lâi 3GPP ®Ó cho phÐp nã ®éc lËp víi hÖ thèng 3GPP. Foreign Agents
(FA) ®îc ®Æt trong cæng ASN vµ ®îc xem nh lµ local FA trong kiÕn tróc liªn
m¹ng. WiMAX AN ®îc kÕt nèi víi UMTS th«ng qua WAG tíi 3GPP AAA
server ®Ó dïng trong qu¸ tr×nh x¸c thùc WiMAX. WAG lµ cæng mµ th«ng qua nã
d÷ liÖu chuyÓn tõ/ tíi m¹ng WiMAX AN ®îc ®Þnh tuyÕn ®Ó cung cÊp c¸c dÞch
vô 3GPP cho MS.
Chøc n¨ng cña WAG bao gåm b¾t buéc ®Þnh tuyÕn gãi tin th«ng qua PDG,
thùc thi c¸c th«ng tin vÒ tµi kho¶n vµ läc gãi tin. Chøc n¨ng chÝnh cña PDG lµ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 124/140
124
®Þnh tuyÕn gãi tin nhËn ®îc tõ/göi ®i tõ PDN tíi/tõ MS vµ thùc hiªn chøc n¨ng
cña FA.
Sù di ®éng trong m¹ng UMTS ®îc qu¶n lý bëi nh÷ng c¬ chÕ di ®éng cña
chÝnh nã vµ chøc n¨ng cña FA sÏ ®îc thùc hiÖn trong GGSN. §Ó cho phÐpchuyÓn giao däc gi÷a hai c«ng nghÖ HA sÏ ®îc ®Æt trong PDN vµ qu¶n lý FAs
cña c¶ hai m¹ng WiMAX vµ UMTS.
4.3.2.2 Qu¶n lý IP
Trong m¹ng WiMAX mçi lÇn thiÕt bÞ di ®éng thay ®æi cæng ASN nã sÏ ®¹t
®îc mét ®Þa chØ local IP míi th«ng qua DHCP server. ASN GW cã thÓ biÕt ®Þa
chØ IP míi nµy mµ còng cã thÓ hái DHCP server vÒ ®Þa chØ HA cña WiMAX v×
nã ®ãng vai trß nh mét DHCP chuyÓn tiÕp.
ASN GW sau ®ã sÏ th«ng tin cho BS ®ang phôc vô vÒ ®Þa chØ IP míi cña
MS vµ göi ®¨ng ký Mobile IP cho WiMAX HA. Mét ®êng hÇm IP cã thÓ ®îc
sö dông ®Ó truyÒn gãi tin IP gi÷a WiMAX HA vµ FA. Mçi lÇn thiÕt bÞ chuyÓn kÕt
nèi tíi m¹ng UMTS nã sÏ khëi ®Çu thñ tôc kÝch ho¹t PDP context. §Þa chØ tõ xa
®îc cung cÊp bëi HA hoÆc mét thùc thÓ bªn ngoµi trong PDN sÏ ®îc gi÷
nguyªn vµ sÏ ®îc th«ng b¸o cho GGSN th«ng qua PDP context kÝch ho¹t. §Þa
chØ IP tõ xa lµ mét ®Þa chØ home toµn cÇu ®îc sö dông ®Ó th«ng b¸o vÒ ®Þa chØbªn ngoµi vµ c¸c nót t¬ng øng. Nã cã thÓ lµ ®Þa chØ IP tÜnh hoÆc ®éng lÊy ®îc
tõ HA hay mét m¹ng bªn ngoµi kh¸c khi thiÕt bÞ di ®éng lÇn ®Çu tiªn kÕt nèi víi
m¹ng, ®îc kh¸m ph¸ vµ ®îc ®¨ng ký víi HA. PDG/GGSN sÏ chÞu tr¸ch nhiÖm
chuyÓn tiÕp ®Þa chØ IP tõ xa cña MS tíi MS.
4.3.4 Thñ tôc chuyÓn giao
§Ó gi¶m kho¶ng thêi gian ng¾t qu·ng khi chuyÓn giao, chóng ta sÏ chØ ra
thñ tôc chuyÓn giao. Tríc khi dêi bá m¹ng ®ang phôc vô c¸c thiÕt bÞ b¾t ®Çu
chuÈn bÞ mét ®iÓm g¾n kÕt míi trong m¹ng ®ang híng tíi. §Ó gi¶m sù mÊt m¸t
tin trong qu¸ tr×nh chuyÓn giao, FA cò sÏ th«ng b¸o cho HA vÒ sù di chuyÓn cña
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 125/140
125
MS ®Ó HA cã thÓ t¹o mét bé ®Öm d÷ liÖu vµ chuyÓn chóng tíi MS ngay khi HA
nhËn ®îc MIP míi tõ MS.
4.3.4.1 ChuyÓn giao tõ m¹ng truy nhËp WiMAX ®Õn UTRAN Tríc khi qu¸ tr×nh chuyÓn giao b¾t ®Çu, thiÕt bÞ di ®éng ®îc nèi víi dÞch
vô 3GPP th«ng qua m¹ng truy nhËp WiMAX. Khi MS vµo vïng chuyÓn giao, MS
sÏ ®o chÊt lîng tÝn hiÖu tõ c¸c cell UMTS kÕ cËn. NÕu ®iÒu kiÖn cho phÐp
chuyÓn giao däc, quyÕt ®inh chuyÓn giao däc sÏ ®îc ®a ra. M¹ng UTRAN
®ang híng tíi sÏ ®îc th«ng b¸o vÒ sù chuyÓn giao s¾p x¶y ra tõ m¹ng WiMAX
th«ng qua th«ng ®iÖp yªu cÇu HO ®îc chuyÓn th«ng qua m¹ng lâi. MS sÏ thùc
hiÖn thñ tôc g¾n kÕt GPRS víi UTRAN. §iÒu kiÖn qu¶n lý di ®éng sÏ ®îc thùc
hiÖn ë MS vµ SGSN. ViÖc ®¨ng ký MIP gi÷a HA vµ GGSN/FA míi sÏ ®îc cËp
nhËt sau khi PDP context ®îc kÝch ho¹t gi÷a GGSN vµ MS. Chi tiÕt cña thñ tôc
chuyÓn giao nµy ®îc m« t¶ ë h×nh 5.7
H×nh 4.7: Thñ tôc chuyÓn giao tõ WiMAX sang UMTS
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 126/140
126
1. Tr¹m BS göi th«ng ®iÖp qu¶ng c¸o vÒ topo m¹ng theo chu kú ®Ó th«ng
b¸o cho MS cña c¸c tr¹m BS kÕ cËn trong WiMAX vµ nót Bs. Mét ph¬ng ph¸p
kh¸c, lµ MS quÐt c¸c kªnh kh¸c nhau ®Ó t×m ra topo cña ngêi hµm xãm, tuynhiªn ®©y kh«ng ph¶i lµ gi¶i ph¸p tèt.
Trong phÇn nghiªn cøu nµy chóng ta coi nh ®· tån t¹i sù tháa thuËn gi÷a
c¸c nhµ vËn hµnh m¹ng WiMAX vµ UMTS. Do ®ã c¸c Nót B cña UMTS cã thÓ
chuyÓn c¸c th«ng tin cho MS cña cell WiMAX kÕ cËn.
2. Dùa trªn sù qu¶ng c¸o vÒ topo m¹ng, MS sÏ thùc hiÖn ®ång bé vµ ®o tÝn
hiÖu. BiÖn ph¸p chuyÓn tr¹ng th¸i trong mét hÖ thèng cã thÓ dùa trªn sù suy gi¶m
tÝn hiÖu ®o ®îc hoÆc dùa trªn sù cÇn thiÕt chuyÓn ®æi gi÷a hai c«ng nghÖ truy
nhËp ®Ó hç trî yªu cÇu QoS cao h¬n, vµ chi phÝ thÊp h¬n. V× WiMAX ho¹t ®éng
trong m« h×nh TDD, trong suèt kho¶ng thêi gian mét khung híng xuèng, chØ cã
mét vµi ký hiÖu OFDM ®îc th«ng b¸o tíi thiÕt bÞ di ®éng.
V× vËy thêi gian duy tr× cã thÓ ®îc sö dông ®Ó ®o tÝn hiÖu c¸c cell cña
hµng xãm. Chó ý r»ng ®Ó ®o ®¹c cÈn thËn trªn c¸c cell UMTS c¸c th«ng tin nh
m· scrambling, tÇn sè sãng mang sÏ ®îc gép trong th«ng ®iÖp qu¶ng c¸o m¹ng.
3. Sau bíc ®o ®¹c tÝn hiÖu MS sÏ göi b¸o c¸o vÒ c¸c th«ng sè nµy cho BS.
B¶n th«ng b¸o nµy sÏ chøa møc ®é chÊt lîng tÝn hiÖu cña c¸c cell UMTS øngcö.
4. Tr¹m BS WiMAX sÏ khëi ®Çu thñ tôc chuyÓn giao b»ng c¸ch c«ng bè
vÒ UMTS ®Ých th«ng qua yªu cÇu chuyÓn giao (HO). PDG sÏ thùc hiÖn yªu cÇu
DNS ®Ó biÕt vÒ ®Þa chØ cña GGSN sÏ phôc vô APN cña MS hiÖn t¹i. Khi PDG lùa
chän ®îc mét GGSN trong mét lo¹t c¸c danh s¸ch GGSN tõ qu¸ tr×nh yªu cÇu
DNS vµ göi yªu cÇu HO tíi c¸i ®· ®îc chän. NÕu PDG kh«ng nhËn bÊt kú sù
®¸p l¹i nµo tõ GGSN trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, nã sÏ lùa chän mét
GGSN kh¸c trong d¸ch s¸ch t×m thÊy vµ göi l¹i th«ng ®iÖp yªu cÇu HO.5. GGSN sau ®ã sÏ göi th«ng ®iÖp yªu cÇu HO tíi SGSN sÏ phôc vô c¸c
nót B ®îc chØ ra. §Ó cã thÓ kh«i phôc l¹i ®Þa chØ cña SGSN ®ang phôc vô mét
nót B nµo ®ã, chóng ta cho r»ng server DNS hay Home Location Register (HLR)
lu tr÷ nh÷ng th«ng tin ®Þnh tuyÕn nµy.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 127/140
127
6. M¹ng RAN ®Ých sÏ thiÕt lËp c¸c nguån th«ng tin bao gåm nguån radio
cho MS. Bíc nµy nh»m môc ®Ých kiÓm tra xem nót B UMTS øng cö cã thÓ chÊp
nhËn sù chuyÓn giao cña MS víi møc QoS ®a ra hay kh«ng.
7. Nót B mµ cho phÐp sù chuyÓn giao cña MS sÏ göi th«ng ®iÖp hç trî HOtíi ASN GW cã chøc n¨ng quyÕt ®Þnh chuyÓn giao.
8. Sau khi nhËn ®îc th«ng ®iÖp hç trî chuyÓn giao, ASN GW lùa chän
cell UMTS tèt nhÊt vµ göi l¹i c©u lÖnh HO cho MS. Th«ng ®iÖp nµy bao gåm sù
giíi thiÖu vÒ nót B míi vµ c¸c th«ng tin yªu cÇu ®Ó thiÕt lËp mét kÕt nèi míi. T¹i
qu¸ tr×nh trao ®æi nµy cã thÓ sÏ ph¶i yªu cÇu mét sè lîng lín th«ng tin vµ sÏ
thªm trÔ vµo qu¸ tr×nh chuyÓn giao, do vËy ngêi ta thêng thÝch sö dông c¬ chÕ
cÊu h×nh tríc. §iÒu nµy cã nghÜa lµ mét sè lîng tham chiÕu t¬ng øng víi mét
tËp c¸c th«ng sè UTRAN ®îc x¸c ®Þnh tríc sÏ ®îc thªm vµo c©u lÖnh chuyÓn
giao. MS sÏ lÊy nh÷ng th«ng tin cÊu h×nh v« tuyÕn tríc. Trong suèt kho¶ng thêi
gian kÕt nèi t¹m thêi, MS cã thÓ cÊu h×nh l¹i kÕt nèi cho phï hîp.
9. Ngay sau ®ã ASN GW göi th«ng ®iÖp kh¼ng ®Þnh sù thµnh c«ng cña qu¸
tr×nh chuyÓn giao, bao gåm nhËn d¹ng nót B míi tíi PDG/FA. Nguån v« tuyÕn
®îc cÊp ph¸t trong m¹ng WiMAX sÏ ®îc gi¶i phãng.
10. Sau khi nhËn ®îc th«ng ®iÖp x¸c nhËn sù chuyÓn giao. PDG/FA sÏ
göi th«ng ®iÖp cËp nhËt tíi HA ®Ó th«ng b¸o vÒ sù di chuyÓn cña MS. HA sÏdõng viÖc göi gãi tin cho MS th«ng qua PDG/FA nµy vµ sÏ dïng bé ®Öm ®Ó chøa
tin cho ®Õn khi nã nhËn ®îc mét MIP míi tõ m¹ng ®Ých UMTS.
11. MS thùc hiÖn thñ tôc g¾n kÕt víi m¹ng UTRAN. Thñ tôc g¾n kÕt sÏ
bao gåm viÖc truy nhËp vµo SGSN, x¸c thùc víi AAA Server vµ cËp nhËt vÒ vÞ trÝ.
12. Sau khi thùc hiÖn g¾n kÕt GPRS thµnh c«ng, MS sÏ b¾t ®Çu kÝch ho¹t
PDG context th«ng qua ®ã MS sÏ th«ng b¸o vÒ ®Þa chØ IP tõ xa (®Þa chØ home
toµn cÇu cña nã) tíi GGSN.
13. Sau khi kÕt nèi ®îc thiÕt lËp gi÷a GGSN/FA míi vµ MS, GGSN/FAmíi nµy sÏ thùc hiÖn ®¨ng ký MIP víi HA bao gåm ®Þa chØ IP tõ xa cña MS vµ
®Þa chØ cña chÝnh GGSN/FA ®ã. D÷ liÖu sÏ ®îc chuyÓn tíi MS th«ng qua mét
nót B vµ thñ tôc chuyÓn giao hoµn thµnh.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 128/140
128
4.3.4.2 ChuyÓn giao tõ UTRAN tíi m¹ng truy nhËp WiMAX
Tríc khi qu¸ tr×nh chuyÓn giao b¾t ®Çu, MS n»m trong m¹ng UMTS. Khi
MS di chuyÓn sang vïng chung gi÷a hai m¹ng, nã cã thÓ ®o vÒ chÊt lîng tÝn
hiÖu tõ c¸c tr¹m BS xung quanh. Khi m¹ng quyÕt ®Þnh chuyÓn giao sangm¹ngWiMAX, MS sÏ thiÕt lËp kÕt nèi víi m¹ng truy nhËp WiMAX, thùc hiÖn
x¸c thùc vµ cËp nhËt viÖc ®¨ng ký MIP v.v…. S¬ ®å chuyÓn giao tõ cell UMTS
tíi cell WiMAX ®îc m« t¶ nh h×nh 5.8
H×nh 4.8: Thñ tôc chuyÓn giao tõ UMTS sang WiMAX
1.UTRAN sÏ chÞu tr¸ch nhiÖm ph¸t hiÖn nhu cÇu chuyÓn giao vµ qu¸ tr×nh
®o ®¹c c¸c th«ng sè trong hÖ thèng lóc ban ®Çu b»ng c¸ch göi ®i c¸c th«ng ®iÖp
kiÓm so¸t sù ®o ®Æc nµy tíi MS. Th«ng ®iÖp nµy chøa c¸c th«ng tin vÒ ngêihµng xãm WiMAX, c¸c d¹ng m« h×nh ®· ®îc nÐn, v.v…
2. Trong khi MS sö dông d¹ng m« h×nh FDD, ®Ó thùc hiÖn ®îc viÖc ®o
®¹t c¸c th«ng sè ë c¸c cell WiMAX, nã ph¶i sö dông m« h×nh nÐn. Chó ý r»ng
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 129/140
129
viÖc ®o ®¹t t¹i cell WiMAX ®îc thùc hiÖn ë phÇn mµo ®Çu cña mçi khung
WiMAX.
3. Sau kho¶ng thêi gian ®o ®¹t, MS göi th«ng b¸o vÒ kÕt qu¶ cã ®îc tíi
m¹ng. B¸o c¸o nµy chøc c¸c th«ng sè chØ ra møc tÝn hiÖu cña c¸c tr¹m ph¸t sãngWiMAX kÕ cËn.
4. RNC sÏ b¾t ®Çu thñ tôc chuyÓn giao b»ng c¸ch th«ng b¸o cho tr¹m BS
®Ých vÒ vÞ trÝ cña thiÕt bÞ sÏ thùc hiÖn chuyÓn giao. Th«ng ®iÖp yªu cÇu HO gåm
cã APN cña MS, nhËn d¹ng BS øng cö, møc ®é yªu cÇu QoS cña øng dông hiÖn
t¹i v.v… sÏ ®îc göi ®Õn GGSN. GGSN sÏ thùc hiÖn yªu cÇu DNS ®Ó biÕt vÒ ®Þa
chØ cña PDG ®ang phôc vô APN hiÖn t¹i cña MS. GGSN lùa chän mét PDG trong
danh s¸ch cã ®îc vµ göi tíi nã th«ng ®iÖp yªu cÇu HO. NÕu GGSN kh«ng nhËn
®îc bÊt kú th«ng ®iÖp nµo ®¸p l¹i tõ PDG sau mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh,
nã sÏ göi th«ng ®iÖp yªu cÇu HO tíi PDG kh¸c trong danh s¸ch. Th«ng ®iÖp yªu
cÇu HO sÏ ®îc chuyÓn tíi tr¹m BS cã kh¶ n¨ng dùa trªn c¸c th«ng tin ®Þnh
tuyÕn ë PDG. Môc ®Ých cña bíc nµy lµ kiÓm tra liÖu tr¹m BS ®Ých cã thÓ chÊp
nhËn sù chuyÓn giao víi møc ®é QoS nh yªu cÇu hay kh«ng.
5. Tr¹m BS cña WiMAX cung cÊp sù chuyÓn giao sÏ chuyÓn HO ®Ó hç trî
RNC.
6. RNC sÏ lùa chän tr¹m BS WiMAX ®Ých tèt nhÊt trong sè c¸c tr¹m BS®îc hç trî vµ göi c©u lÖnh HO tíi MS. Th«ng ®iÖp nµy bao gåm tÊt c¶ c¸c th«ng
tin yªu cÇu cho viÖc thiÕt lËp kÕt nèi ®Ó lùa chän mét BS WiMAX ®Ých.
7. Ngay sau ®ã RNC göi th«ng ®iÖp x¸c nhËn HO. ThiÕt bÞ di ®éng sÏ
kh«ng kÕt nèi víi UMTS mµ b¾t ®Çu kÕt nèi víi BS WiMAX.
8. Sau khi nhËn ®îc th«ng ®iÖp x¸c nhËn chuyÓn giao, GGSN/FA göi
th«ng ®iÖp cËp nhËt MIP tíi HA ®Ó th«ng b¸o vÒ sù di chuyÓn cña MS. HA sau
®ã sÏ dõng viÖc göi c¸c gãi tin tíi MS th«ng qua GGSN/FA vµ dïng bé ®Öm lèi
vµo ®Ó chøa c¸c gãi tin cho ®Õn khi nã nhËn ®îc MIP míi tõ m¹ng WiMAX.9. Dùa trªn c¸c th«ng tin trong th«ng ®iÖp yªu cÇu HO, tr¹m BS cña
WiMAX sÏ cung cÊp c¬ héi ranging khëi ®Çu mµ kh«ng cã c¹nh tranh tíi MS
b»ng c¸ch thay thÕ Fast Ranging Information Element trong UL-MAP. Th«ng tin
nµy sÏ h÷u Ých cho viÖc thiÕt lËp kÕt nèi RAN cña MS. NÕu kh«ng MS sÏ ph¶i
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 130/140
130
thùc hiÖn thñ tôc ranging ban ®Çu theo c¸ch th«ng thêng nh vËy sÏ mÊt nhiÒu
thêi gian.
10. MS b¾t ®Çu viÖc thiÕt lËp kÕt nèi b»ng c¸ch trao ®æi Ranging Request
(RNGREQ)/Ranging Response (RNG-RSP) víi tr¹m BS WiMAX ®Ých.11. Trong m¹ng truy nhËp WiMAX, MS sÏ thùc hiÖn yªu cÇu DHCP ®Ó cã
®îc ®Þa chØ IP míi. Trong hoµn c¶nh nµy, chóng ta m« t¶ thñ tôc cÊp ph¸t ®Þa
chØ dùa trªn c¬ chÕ IPv4. NÕu sö dông IPv6, viÖc cÊp ®Þa chØ sÏ ®îc thùc hiÖn
bëi c¬ chÕ Stateless Address Autoconfiguration mµ kh«ng cã sù hiÖn diÖn cña
DHPC server. Th«ng qua thñ tôc nµy, ASN GW còng biÕt ®îc ®Þa chØ cña
WiMAX HA mµ ®ang phôc vô cho qu¸ tr×nh ®¨ng ký MIP trong bíc tiÕp theo.
12. MS thùc hiÖn viÖc ®¨ng ký MIP ®Ó liªn kÕt ®Þa chØ néi bé cña nã víi
phÇn qu¶n lý ®Þa chØ.
13. MS thùc hiÖn ph©n gi¶i DNS ®èi víi ®Þa chØ cña PDG. MS sö dông
APN ®Ó chØ ra dÞch vô m¹ng muèn truy nhËp. Yªu cÇu DNS sÏ ®îc chuyÓn tíi
ASN GW mµ ®ang thùc hiÖn chuyÓn yªu cÇu nµy tíi DNS Server. MS sÏ lùa chän
PDG phï hîp trong sè danh s¸ch PDG ®îc ®a ra trong th«ng ®iÖp ®¸p l¹i DNS.
Chó ý r»ng viÖc lùa chän PDG ë ®©y rÊt kh¸c so víi viÖc lùa chän PDG bëi
GGSN trong bíc yªu cÇu hay hç trî HO.
14. MS sÏ thiÕt lËp ®êng hÇm ®Çu cuèi víi PDG ®· chän sö dông giaothøc IKEv2. Th«ng qua qu¸ tr×nh nµy, MS sÏ b¸o cho PDG vÒ ®Þa chØ IP tõ xa
hay ®Þa chØ côc bé. Mçi lÇn thay ®æi m¹ng ASN, thuª bao sÏ cã mét ®Þa chØ IP
côc bé míi vµ do ®ã mét ®êng hÇm míi sÏ ®îc t¹o nªn. Liªn quan ®Õn sù di
®éng gi÷a c¸c m¹ng WiMAX, thêi gian yªu cÇu cho viÖc thiÕt lËp mét ®êng
hÇm IPsec míi khi thay ®æi ASN cã thÓ rÊt l©u vµ sù di chuyÓn kh«ng h¹n chÕ lµ
kh«ng ®¹t ®îc. §Ó t¨ng tèc ®é cho viÖc cÊp ®êng hÇm IPsec, cã thÓ sö dông c¬
chÕ MOBIKE.
15. PDG thùc hiÖn ®¨ng ký víi HA ngay khi nã ®îc th«ng b¸o vÒ ®Þa chØIP tõ xa cña MS. C¸c gãi tin sÏ ®îc chuyÓn tíi MS th«ng qua WiMAX AN. Thñ
tôc chuyÓn giao hoµn thµnh.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 131/140
131
4.4 KÕt luËn
Trong phÇn nµy võa giíi thiÖu kiÕn tróc m¹ng liªn kÕt gi÷a UMTS vµ
WiMAX dùa trªn chuÈn 3GPP vµ ®a ra c¸c thñ tôc chuyÓn giao høa hÑn nh÷ng
®Æc ®iÓm nh tû lÖ mÊt tin thÊp, thêi gian gi¸n ®o¹n ng¾n trong suèt qu¸ tr×nhchuyÓn giao. Sù di ®éng gi÷a hai m¹ng truy nhËp ®¹t ®îc b»ng c¬ chÕ Mobile IP
ë líp m¹ng. Sù mÊt gãi tin trong chuyÓn giao gi¶m v× FA cò ®· th«ng b¸o cho
HA vÒ sù di chuyÓn cña MS vµ HA sÏ lu d÷ liÖu t¹m thêi. KiÕn tróc liªn m¹ng
nµy kh«ng yªu cÇu sù thay ®æi nµo vÒ c¬ së h¹ tÇng, ®©y lµ mét u ®iÓm lín nhÊt.
S¬ ®å chuyÓn giao ®îc ®a ra cÇn trao ®æi th«ng ®iÖp gi÷a PDG vµ GGSN, ®îc
xem nh ®ang phôc vô APN víi sù gióp ®ì cña DNS server. Trong trêng hîp
MS kÕt nèi víi nhiÒu APN thñ tôc chuyÓn giao sÏ phøc t¹p h¬n vµ sÏ ®îc nghiªn
cøu sau.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 132/140
132
ThuËt ng÷ viÕt t¾t
3G 3rd Genneration (of Mobile
networks)
M¹ng di ®éng thÕ hÖ thø 3
AAA Authentication Authority
and Accounting
NhËn thùc, cÊp quyÒn vµ tÝnh
cíc
ACK Acknowledgement X¸c nhËn
ACR Access Control Router Router ®iÒu khiÓn truy nhËp
ADSL Asymmetric Digital
Subcriber Line
§êng d©y thuª bao sè kh«ng
®èi xøng
AES Advanced EncryptionStandard ChuÈn m· hãa d÷ liÖu cao cÊp
AK Authorization Key Khãa trao quyÒn
AP Access Point §iÓm truy nhËp
APN Access Point Name Tªn ®iÓm truy nhËp
ARQ Automatic Repeat Request Tù ®éng lÆp l¹i yªu cÇu
ASK Amplitude Shift Keying Kho¸ dÞch chuyÓn biªn ®é
ATM Asynchronous Transfer
Mode
Ph¬ng thøc truyÔn dÉn ®ång
béBER Bit Error Rate Tû sè lçi bÝt
BPSK Binary Phase Shift Keying Kho¸ dÞch pha nhÞ ph©n
BS Base Station Tr¹m gèc
BSS Basic Service Set Bé dÞch vô c¬ së
BT Bandwidth-Time product TÝch thêi gian-®é réng b¨ng
tÇn
BTS Base Transmit Station Tr¹m ph¸t sãng gèc
BWA Broadband Wireless Access Truy nhËp b¨ng réng kh«ng
d©y
CBC Cipher block Chaining Mét ph¬ng ph¸p m· hãa b¶o
mËt
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 133/140
133
CCK Complementary Code
Keying
Kho¸ m· bæ xung
CCS Common Channel Signaling B¸o hiÖu kªnh chung
CDMA Code Division MultipleAccess
§a truy nhËp ph©n chia theom·
CFB Cipher Feedback Mét ph¬ng ph¸p m· hãa b¶o
mËt
CID Connection Identify NhËn d¹ng kÕt nèi
CN Core Network M¹ng lâi
CPE Customer Premise
Equipment
ThiÕt bÞ ngêi dïng
CS Channel Switched ChuyÓn m¹ch kªnh
CSMA Carrier Sense Multiple
Access
§a truy nhËp c¶m øng sãng
mang
CSMA/CA CSMA with Collision
Avoidance
CSMA tr¸nh xung ®ét
CTR Couter Mét d¹ng nh·n thêi gian
CTS Clear To Send Xo¸ ®Ó ph¸t
DFS Dynamic FrequencySelection
Lùa chän tÇn sè ®éng
DHCP Dynamic Host
Configuration Protocol
Giao thøc cÊu h×nh Host ®éng
DNS Domain Name System HÖ thèng tªn miÒn
DOCSIS Data over Cable Service
Interface Specification
DSL Digital Subcriber Line §êng d©y thuª bao sè
ECB Electronic Codebook Mét ph¬ng ph¸p m· hãa b¶omËt
EDGE Enhanced Data Rate for
GSM Evolution
Tèc ®é d÷ liÖu t¨ng cêng
cho ph¸t triÓn GSM
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 134/140
134
ESS Extended Service Set Bé dÞch vô më réng
ETSI European Telecom Standard
Institute
ViÖn tiªu chuÈn ViÔn th«ng
ch©u ¢u
FBWA Fixed Broadband WirelessAccess
Truy nhËp b¨ng réng kh«ngd©y cè ®Þnh
FDD Frequency Division Duplex Song c«ng ph©n chia theo tÇn
sè
FEC Forward Error Correction Söa lçi tríc
FSK Frequency Shift Keying Kho¸ dÞch chuyÓn tÇn sè
GFR Guaranteed Frame Rate Tèc ®é khung ®îc ®¶m b¶o
GGSN Gateway GPRS Support
Node
Nót hç trî cæng GPRS
GMH Generic MAC Header PhÇn mµo ®Çu chung líp
MAC
GPC Grant per Connection CÊp ph¸t cho mçi kÕt nèi
GPRS General Packet Radio
Service
DÞch vô v« tuyÕn gãi chung
GPSS Grant per Subcriber Station CÊp ph¸t cho mçi thuª bao
GSM Global System for MobileCommunications
HÖ thèng th«ng tin toµn cÇucho ®iÖn tho¹i di ®éng
HA Home Agent T¸c nh©n chñ
HEC Header Error Check KiÓm tra lçi mµo ®Çu
Hiper
LAN
High Performance LAN LAN chÊt lîng cao
HLR Home Location Register Bé ®¨ng ký vÞ trÝ thêng chó
HMAC Hashed Message
Authentication Code
M· x¸c thùc th«ng ®iÖp
HashedHO Handoff ChuyÓn giao
HPLMN Home Public Land Mobile
Network
M¹ng di ®éng mÆt ®Êt c«ng
céng chñ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 135/140
135
IEEE Institute of Electrical and
Electronic Engineers
HiÖp héi c¸c kü s ®iÖn vµ
®iÖn tö
IFS InterFrame Space Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c khung
IMS IP Multimedia Subsystem Ph©n hÖ ®a ph¬ng tiÖn IP IP Internet Protocol Giao thøc Internet
ISM Industry Science Medicine B¨ng tÇn c«ng nghiÖp, kü
thuËt vµ y tÕ
ISO International Organization
for Standardization
Tæ chøc quèc tÕ chuyªn vÒ
c¸c tiªu chuÈn
LAN Local Area Network M¹ng côc bé
LLC Logical Link Control (layer) Líp ®iÒu khiÓn kiªn kÕt vËt lý
LOS Line-Of-Sight Ph¬ng thøc truyÒn v« tuyÕn
cÇn ph¶i tho¶ m·n tÇm nh×n
th¼ng
MAC Medium Access Control §iÒu khiÓn truy nhËp m«i
trêng
MAN Metropolitan Area Network M¹ng khu vùc ®« thÞ
MIC Message Integrity Code M· toµn vÑn th«ng ®iÖp
MIMO Multiple-Input, Multiple-Output
NhiÒu ®Çu vµo, nhiÒu ®Çu ra
MPDU MAC Protocol Data Unit Khèi d÷ liÖu giao thøc MAC
MSDU MAC Service Data Unit Khèi d÷ liÖu dÞch vô MAC
NIC Network Interface Card Card giao tiÕp m¹ng
NLOS Non-Line-Of-Sight Kh«ng tÇm nh×n th¼ng
NNI Network- network Interface Giao diÖn m¹ng- m¹ng
nrtPS non-real time Polling Service DÞch vô kiÓm so¸t kh«ng cÇn
thêi gian thùcOFB Output Feedback Mét ph¬ng ph¸p m· hãa b¶o
mËt
OFDM Orthogonal Frequency GhÐp ph©n chia tÇn sè trùc
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 136/140
136
Division Multiplexing giao
OFDMA Orthogonal Frequency
Division Multiple Access
§a truy nhËp ph©n chia theo
tÇn sè trùc giao
OSI Open SystemsInterconnection
Quan hÖ gi÷a c¸c hÖ thèngmë
PAN Personal Area Network M¹ng c¸ nh©n
PDA Personal Digital Assistance ThiÕt bÞ hç trî c¸ nh©n kü
thuËt sè
PDG Packet Data Gateway Cæng d÷ liÖu gãi
PDN Packet Data Network M¹ng d÷ liÖu gãi
PDU Protocol Data Unit §¬n vÞ d÷ liÖu giao thøc
PHS Payload Header Suppression ChÆn mµo ®Çu t¶i tin
PHY Physical Líp vËt lý
PKM Privacy Key Management Qu¶n lý khãa b¶o mËt
PMP Point-to-multipoint §iÓm - §a ®iÓm
PS Packet Switched ChuyÓn m¹ch gãi
PS Physical Slot Khe vËt lý
PSK Phase Shift Keying Kho¸ dÞch chuyÓn pha
PSS Portable Subcriber Station Tr¹m thuª bao di ®éngPSTN Public Switched Telephone
Network
M¹ng ®iÖn tho¹i chuyÓn
m¹ch c«ng céng
PTP Point-to-point §iÓm-®iÓm
PVC Permanent Virtual Circuit Kªnh ¶o cè h÷u
QAM Quadrature Amplitude
Modulation
Ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ biªn
®é cÇu ph¬ng
QoS Quality of Service ChÊt lîng dÞch vô
QPSK Quadrature Phase ShiftKeying
Kho¸ dÞch chuyÓn pha cÇuph¬ng
RADIUS Remote Authentication Dial-
in user service
Lµ giao thøc x¸c thùc dïng
trong dÞch vô truy nhËp
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 137/140
137
internet b»ng ph¬ng ph¸p
quay sè
RAN Radio Access Network M¹ng truy nhËp v« tuyÕn
RAS Radio Access System HÖ thèng truy nhËp v« tuyÕnRLC Radio Link Control §iÒu khiÓn liªn kÕt v« tuyÕn
RNC Radio Network Controller Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn
RNS Radio Network Subsystem Ph©n hÖ m¹ng v« tuyÕn
rtPS real-time Polling Service DÞch vô kiÓm so¸t thêi gian
thùc
RTS Request To Send Yªu cÇu göi
SA Security Association Liªn kÕt an ninh
SAP Service Access Point §iÓm truy nhËp dÞch vô
SDU Service Data Unit §¬n vÞ d÷ liÖu dÞch vô
SGSN Serving GPRS Support Node Nót hç trî phôc vô GPRS
SNMP Simple Network
Management Protocol
Giao thøc qu¶n lý m¹ng ®¬n
gi¶n
SNR Signal to Noise Ratio Tû sè tÝn hiÖu / t¹p ©m
SOFDM Scalable Orthogonal
Frequency DivisionMultiplexing
GhÐp ph©n chia tÇn sè trùc
giao më réng
SPVC Soft Permanent Virtual
Circuit
Kªnh ¶o cè h÷u mÒm
SS Subcriber Station Tr¹m thuª bao
SVC Switched Virtual Circuit Kªnh ¶o chuyÓn m¹ch
TCP Transmission Control
Protocol
Giao thøc ®iÒu khiÓn truyÒn
dÉn
TDD Time Division Duplex Song c«ng ph©n chia theothêi gian
TDD Time Division Duplexing Song c«ng ph©n chia theo
thêi gian
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 138/140
138
TDES Triple Data Encryption
Standard
ChuÈn m· hãa d÷ liÖu 3 lÇn
TDM Time Division Multiplexing Sù truyÒn dån kªnh ph©n chia
theo thêi gianTDMA Time Division Multiple
Access
§a truy nhËp ph©n chia theo
thêi gian
TEK Traffic Encryption Key Khãa b¶o mËt d÷ liÖu
TFTP Trivial File Transfer
Protocol
Giao thøc chuyÓn giao file
th«ng thêng
UE User Equipment ThiÕt bÞ ngêi dïng
UMTS Universal Mobile
Telecommunication System
HÖ thèng viÕn th«ng di ®éng
toµn cÇu
UNI User-Network Interface Giao diÖn gi÷a ngêi sö dông
vµ m¹ng
UTRAN UMTS Terrestrial Radio
Access Network
M¹ng truy nhËp v« tuyÕn mÆt
®Êt UMTS
UWB Ultra Wireless Broadband Siªu b¨ng th«ng
VPLMN Visited Public Land Mobile
Network
M¹ng di ®éng mÆt ®Êt c«ng
céng kh¸chWAG WiMAX Access Gateway Cæng truy nhËp WiMAX
WEP Wire Encryption Protocol Giao thøc m· hãa b¶o mËt
h÷u tuyÕn
WiMAX Worldwide Interoperability
for Microwave Access
Truy nhËp sãng ng¾n t¬ng
t¸c toµn cÇu
WLAN Wireless Local Area
Network
M¹ng v« tuyÕn côc bé
WMAN Wireless Metropolitan AreaNetwork
M¹ng v« tuyÕn khu vùc ®« thÞ
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 139/140
139
Tµi liÖu tham kh¶o
[1] D. Johnston and J. Walker, “Overview of 802.16 Security,” IEEE Privacy &
Security Magazine, pp. 40–48, May 2004.
[2] E. Agis, H. Mitchel, S. Ovadia, S. Asisi, S. Bakshi, P. Iyer, M. Kibria, C.
Rogers, and J. Tsai, “Global, Interoperable BroadbandWireless
Networks: ExtendingWiMax Technology to Mobility,” Intel
Technology Journal, vol. 8, pp. 173–187, Aug. 2004.
[3] IEEE, “IEEE Standard 802.16-2000 Standard for Local and Metropolitan
Area Networks,” Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access
Systems Part 16, IEEE Press, New York, 2001[4] Intel White Paper, “ IEEE 802.16 and WiMAX”, Broadband Access For
Everyone,2003
[5] Muhammad Jaseemuddin. ”An Architecture for Integrating UMTS and
802.11 WLAN Networks”, 8th IEEE ISCC,p.716, 2003.
[6] www.developer/intel.org
[7] Thomas Hardjono and Lakshminaths R. Dondeti “security in Wireless
LANs and MANs
[8] Masters thesis: Denial of service vulnerrabilities in IEEE 802.16 wireless
network, Derrick D.Boom, 10/2004.
[9] IEEE Standard for Local and metropolitan area networks
Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems,
06/2001
[10] IEEE Standards 802.16a – 2003
[11] IEEE Standards 802.16 REVd - 2004
[12] IEEE : http://www.ieee.org/16/
[13] WIMAX FORUM, 2002. An Introduction to the World Interoperability for
Microwave Access (WiMAX) Forum.
http://www.wimaxforum.org/news/downloads.asp.
8/14/2019 Bao Mat Va Ket Noi Di Dong Cua WiMAX1_2
http://slidepdf.com/reader/full/bao-mat-va-ket-noi-di-dong-cua-wimax12 140/140
[14] WIMAX FORUM, 2003. WiMAX Overview.
http://www.wimaxforum.org/news/downloads.asp
[15] 3GPP,”3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN)interworking; System description”, TS 23.234 v6.4.0 March 2005.
[16] “A Tightly-coupled Integration Scheme between WiBro and cdma2000
mobile networks” _ Hongsung Chang1, Yong Chang1, and Jinsung Cho2
[17] “BWA : combined with 3G” by ZTE Corporation, PR China
[18] Understanding WiFi and WiMAX as Metro- Access Solution. White
paper of Intel.
[19] Seminar Topic: The IEEE 802.16 WiMAX Broadband Wireless Access;Physical Layer (PHY), Medium Access Control Layer (MAC), Radio
Resource Management (RRM).