دانشکده مهندسی

گروه برق

پایان نامه کارشناسی

گرایش الکترونیک

عنوان:

و امکان دسترسی به اینترنت توسط آن WiMaxشبیه سازی سیستم مخابراتی

استاد راهنما:

دکتر مصطفی یارقلی

نگارش:

امیر سلیمانخانی

33224488

پيشگفتار

کلیرک یرک برا نامنرگ امرروزه مری ارتباطرا عصرر را کنریم مری زنرگگی آن در کره عصرری

شرود برگون مری منتقر دیگرر ای گوشره بره جهران از ای گوشره از کیلو بایت اطلاعرا هزاران کردن

دنیرای و ارتبراطی هرای پیشررتت مرهرون زیرادی حرگود ترا عرصره کرامویوتر هرای پیشررتت شرک

هسرتنگ کرامویوتر هرای شربکه ارتبراطی هرای و چهرارچو هرا سراتت زیرر از انگ یکی بوده ارتباطا

از و شرونگ مری محسرو ارتباطرا دنیرای و دنیرای کرامویوتر بری پلری عنوان به کامویوتر های شبکه

پیشررتت اتیرر سرا چنرگ در هرای کرامویوتری شرود شربکه مری یراد ارتبرا الفبرای عنوان به آن ها

تکنولرويی یرک یرا و جگیرگ اترزاریسرخت قطعره یرک روز هرر تقریبرا و انرگ داشرته چشرمگیری های

نظرر بره آمیرز شرایگ اررراق نکتره ایر گراارد البتره مری کرامویوتری هرای شربکه عرصره بره پا جگیگ

درك بررای .ماننرگ مری براقی ثابرت کرامویوتری هرای شربکه قروانی و اصرو صور هر در ولی برسگ

تغییرر مری یرا و شرونگ مری تولیرگ جگیرگ وايگران روز هرر زبان یک در که کنیگ ترض موضوع ای بهتر

.مانگ می باقی ثابت آن زبان دستور و قوانی ولی کننگ

اسرت شربکه هرای کابر کراموبوتری شربکه یرک سرازی پیراده در اساسری مشرکلا از یکری

هرا کابر ایر از اسرتفاده ولری هسرتنگ کرامویوتری هرای شربکه اصلی اجزای از شبکه یکی کاب البته

کرردن تغییرر و دیوارهرا کرردن سرورا بره تروان مری جملره آن از دارد کره همرراه بره را مشرکلاتی

مشرکلاتی هرا کابر نیرز تنری و علمری نظرر نقطره از همچنری .کررد اشراره اشریا تیزیرک و شررایط

کابر حرا بررای کره گونراگونی هرای ترلا رو همری از .دارنرگ را برودن گرران و شنوایی هم ماننگ

هرای گرترت شربکه نرام سریم بری هرای هرا شربکه ترلا ایر نتیجه که گرتت انجام شبکه محیط از

.هستنگ برتوردار نیز ای های ویژه قابلیت از مناسب شرایط کردن تراهم ضم سیم بی

فهرست

مقدمه

شبکه های بی سیم و وایمکس : 1فصل

1...........................................................................................................تعریف شبکه بی سیم

1..............................................................................انواع شبکه های بی سیم .......................

8..................................................................................پروتکل های شبکه های بی سیم ......

4 802.16پروتکل

6..................................................................................................................................مخترع

6.........................................................................................تاریخچه وایمکس .......................

9...................................................................................وایمکس چیست ...............................

802.16IEEE ...............................................................................14مشخصات استاندارد

18..................................................................س ..............................................اتحادیه وایمک

11....................................................................استاندارد های پر کاربرد وایمکس ................

Wi-Fi ...............................................................................................13و WiMaxتفاوت

فناوری وایمکس و دیگر سرویس ها : 2فصل

42..............................................................راه های دسترسی به شبکه جهانی اینترنت .......

42........................................................................انواع فناوری ها با وایمکس ..........مقایسه

Dial up ..............................................................................................................41سرویس

ADSL ................................................................................................................41سرویس

Wireless ............................................................................................................42فناوری

Wi-Fi ................................................................................................................43سیستم

Wi-Fi ..............................................................82و WiMaxتفاوت های فنی و کاربردی

مزیت ها، کاربرد ها و ویژگی های وایمکس : 3فصل

82.....................................................مزیت های فناوری ارتباطی وایمکس...........................

22..................................................................مزیت های فنی وایمکس..................................

وایمکس شبکه معماری و افزاری سخت قطعات فیزیکی، لایه مشخصات بررسی : 4فصل

22..................................................................................................802.16 لایه فیزیکی در

OFDM ..............................................................................................................29سیستم

OFDM .......................................................................................18 دمدولاتور و مدولاتور

12....................................................در شبکه وایمکس ........... OFDMمزیت ها و معایب

11....................................................در شبکه وایمکس .................................... MACلایه

PMP وMesh ................................................................................................................13

61................................( .......................................................QoSکیفیت خدمات سرویس )

68...............................................................دو نوع سرویس بی سیم وایمکس .....................

66...............................................................معماری شبکه مرجع ..........................................

21.......................................................پیاده سازی وایمکس ..................................................

24.............................................موثر بر کیفیت وایمکس ........................................... عوامل

دسترسی به اینترنت توسط وایمکس : 5فصل

26.....................................................................ترسی به کانال ................کار های دس و ساز

22..............................................................برخی از روش های به کارگیری وایمکس ...........

23............................................................سرویس های کاربردی وایمکس ...........................

29..............................................زم برای استفاده از سرویس وایمکس .............تجهیزات لا

34................................................................استقبال از وایمکس در ایران و جهان ..............

شبیه سازی سیستم مخابراتی وایمکس : 6فصل

91.....................................................................شبیه سازی ..........................................مدل

91...................................................................نتایج شبیه سازی ...........................................

91.................................................................................................................................. بعمنا

1

فصل اول

شبکه های بی سیم و وایمکس

:میس یب شبکه فیتعر( 1-1

ونيمدولاسب يهب روش و )RF( 1ييويبراه يهب فرکب س از اسبفا ه بب کب يا شبکه

هر يسب يبب يسب ز شبکه . ههبد يمب اسفقب يوتريکب م يهب سبف يس نيرا ب اطلاع ت ،اسف سداره

و ارسب جهب ييويبراه امبوا از اسبفا ه بب شبکه کيب جب هيو ا وتريکب م چند ي هو اتص واقع

يبب شبکه هر هب وتريکب م . ب شبد يمب اسفقب ياصبلالاا سبرو يب هب هاه و اطلاعب ت فب يهر

يفبواسب کب شبوه يمب ب عب امبر نيبا نبد کب يسم يمب منفقل را ه هاه ييويراه اموا توسط يس

اشبفرا بب موجبوه هرشبکه وتريکب م هبر بب را نفرسب يا بب يهسفرسب و هب چب گرر و هب ليبف

.گذاش

( انواع شبکه های بی سیم:1-2

Wireless Local Area Network = WLAN

هب ي هاسگبر هي يب ازم يگبر اين سوع شکه ببراي کب ربران می بي از جم ب میبيط

هبب کبب سيبب ز ببب اسببفا ه از اينفرسبب هارسببد مايببد مببي ب شببد هر ايببن ا بب ب يسببفي از

Access Point ، اسفا ه سموه هر ايبن ا ب مبي تبوان بب اسبفا ه از اسبفن هب ي من سب

مس ف ارتک طي ک ربران را ب شرط عدم وجوه م سع ت ادي طولاسي تر سموه

Wireless Personal Area Networks = WPANS

1 Radio Frequency

2

و Infra Red: هو تهنو ببو ي مببوره اسببفا ه بببراي ايببن شببکه هبب عک رتنببد از

Bluetooth مفببر را مببي ههنببد ا کفبب هر 09کبب مجببوز ارتکبب ط هر میيلاببي اببدوهInfra

Red سي ز ب ارتک ط ب هيد ک ملا مسفقي بوه و میدوهي مس ف وجوه هاره

Wireless Metropolitan Area Networks = WMANS

توسط اين تهنو و ي ارتکب ط ببين چنبدين شبکه يب سب دفم ن هر يبک شبهر برقبرار

ان مببي تببوان از دلاببوط اجبب ر اي و فيکببر سببوري اسببفا ه Backup 2مببي شببوه و بببراي

سموه

Wireless Wide Area Networks = WWANS

هب بب کب ر مبي ببين شبهر هب و کگبوربراي شکه هب يي بب فواصبل زيب ه هم بون

روه اين ارتک ط از طريق م هوار ه صورت مي گذيره

شماتیکی از انواع شبکه های بی سیم

:پروتکل های شبکه های بی سیم ( 1-3

گگفيک ن 2

3

IEEE 3هبب مهنببد )اسجمببن مهندسببين بببرک و ا هفروسيببکا ببب اتهبب ببب هاسبب فنببي صببد

هبب را بببراي شببکه بببي سببي ايجبب ه سمببوه اسبب کبب شبب مل هعضببو دببوه، طيببی کبب م ي از اسببف سدار

ا، LANببببراي شبببکه هببب ي می بببي ) 802.11ا، PANببببراي شبببکه هببب ي ش صبببي ) 802.15

ا WANبببراي شببکه هبب ي گسببفره ) 802.20ا و MANبببراي شببکه هبب ي شببهري ) 802.16

مي گرهه

مببي ب شببد کبب فنبب وري 802.20IEEEهبب ي بببدون سببي ، يهببي از موفببق تببرين اسببف سداره

ا هر امب کن عمبومي و شبرک هب مبي ب شبد و WLANمنف اکثر شبکه هب ي می بي ببي سبي )

کبب ترجمبب تیبب ا انببي ان سقلابب ها مببي ب شببد، اصببلالااي اسبب کبب ببب HotSpotايجبب ه

برقراري ارتک ط ک ربران ب شکه بي سي هر مه ن ه ي عمومي اطلاک مي گرهه

)مببثلا يببک رسببفوران يبب فروهگبب يبب فروشببر ا ببب HotSpot 4يببک کبب ربران ببب اضببور هر

شببکه مفصببل مببي شببوسد و مببي تواسنببد از دببدم ت ان هم ببون اينفرسبب اسببفا ه کننببد هر ابب

توسبب Wi-Fiکننببد و فببراه کننببد دببدم ت موسببوم ببب ا ضببر تگببه ي از شببرک هبب ي تو يببد

بببراي 802.16IEEEد گروتهببل را هسکبب مببي کننبب 802.11 هسببف وره هبب ي تجبب ري ا صببل از

ت کيبب شببد اسبب ايببن اسببف سداره از WMANي سببي شببهري يبب اصببلالاا بببشببکه هبب ي ببب ر

ا ببب شببکه هبب ي شببهري طببر Broabband)ابفببدا بببراي ارايبب هسفرسببي بببي سببي هر ب سببد گهببن

مبي ADSLو مبوهم هب ي 1Eاسفقب ان ق ببل قيب بب دلابوط م ب براتي گرهيد اس و ظرفيب

گب مي ب نبد هر WiMAX Forumشبد هر ايبن زمينب شبرک اينفبل بب ايجب ه سب زم سي بب سب م ب

جهبب هم هنببه و همرببرا کببرهن ف يبب هبب و هم نببين سبب د تجهيبب ات مببوره سيبب ز هر زمينبب

برهاشف اس 802.16اسف سداره

:802.16 پروتکل ( 1-4

3 Institute of Electrical and Electronics Engineers نقاط داغ 4

4

سسبب جديببدي از فنبب وري هبب ي بببي 802.16aببب اسفگبب ر IEEE، 2992هر اسويبب سبب

گيربب هرتبب کبب ر مببي کنببد و ايببن هر 11ا ببي 2سببي را ارايبب سمببوه کبب هر طيببی فرکبب س راهيببويي

بب ر گيرب هرتب طبر گرهيبد ببوه 66 بيا 19ا ي اس ک اسف سداره او ي ببراي کب ر هر طيبی

مي ب شد "میدوهي هيد مسفقي "ترين سفيج اين تغيير، رفع مگهل

گيرب هرتب 19لازم ب ي هاوري مي ب شبد کب دصوصبي ت امبوا راهيبويي بب فرکب س بب لاي

ب ع جبذ ايبن امبوا توسبط مواسبع طکي بي و مصبنوعي )ببراي مثب هردب هب و سب دفم ن هب ا

مببي گببرهه و لازم اسبب ببب سصبب اسببفن هبب ي فرسببفند و گيرسببد بببر روي سقبب ط مرتاببع و بببر هبب ي

ببب رفببع ايببن میببدوهي ، 802.16مسببفقي بببين مکببدا و مقصببد ايجبب ه شببوه م بب براتي، سببوعي هيببد

ه ين ه ي ايج ه شکه بي سي شهري را ب طرز ق بل توجهي ک ه مي ههد

مفگببهل از يببک يبب چنببد ايسببفر گ يبب 802.16سبب دف ر يببک شببکه مکفنببي بببر اسببف سداره

يبک هر يبک قلاب ع جداگ سب قبرار مي ب شد ک از طريبق ت بداهي اسبفن فرسبفند و گيرسبد کب هبر

0تبب 6تقريکببي هارسببد، سببروي ارتکبب طي مگببفرکين دبب سري و تجبب ري را هر يببک میببدوه ببب شبب ع

کي ومفر برقرار مي کند

کي بومفر سيب افب اي ي ببد ايسبفر گ يب 44ا کف ايبن ف صب بنب بب شبرايط مبي تواسبد تب

از سق ط شکه م هر مفصل مي ب شد دوه از طريق يک دط گر ظرفي م براتي، ب يهي

مرب 29هر ايسفر گ يب هاراي يبک يب چنبد قلاب ع راهيبويي اسب کب بب فبرا اسبفا ه از

مرب ب يب هر 54هرت گهنب ي ب سبد، هبر يبک از ان هب ظرفيب تکب ه اطلاعب ت بب سردبي هر ابدوه

بب ر بب ظرفيب هسفرسبي مگبفر 49ايبن بب طبور تقريکبي ارايب دبدم ت بب ث سي را هاره بن بر

ا و يب چنبد صبد مگبفر دب سري بب ارتکب طي مگب ب بب مبوهم 1Eبي هر ث سي )م ه دلاوط مر 2

لا ع امه ن گذير اس قهر هر xDSLه ي

5

اس لابب ب ببب لايي هر اسف بب ترکيبب مگببفرکين و سیببو توزيببع ظرفيبب بببين ان هبب وجببوه

سببي هر سببروي ههببي ببب سقبب ط شببهري و هاره کبب ببب فببراه کننببد دببدم ت ازاهي عمببل فراوا

روسف يي را مي ههد

هبب ي اس سببي لازم بببراي کبب ربره اQoSمگ صبب ت امنيبب و کيايبب دببدم ت ) 802.16

هبب ي مگببفرکين هم ببون اسفقبب هم مبب ن صببوت و تصببوير را هر دببوه هاره و ببب ايببن ترتيبب سيبب ز

مگهل گسند ه بر طرب دواهد گرهيد

انجمن مهندسین برق و الکترونیک

:مخترع ( 1-5

اeceemBommunicatios C موسسين از يهي)4 گ و راي اروگي سوامي

فنب وري ايبن توسب هر کب سکبوه کسبي تنهب او ا کفب . هاسنبد مبي WiMax گبدررا او بسبي ري

سبرم ي بب کب کنبد مفق عبد را ان و باروشبد اينفبل بب را کب شبرکف شبد موفبق امب هاشب سقب

دب اسبفن ادفبراع اسیصب ري ابق هارسبد هم نبين او بدهبد اهامب فنب وري اين از گگفيک سي و گذاري

.کنند مي ايا را اص ي سق فن وري اين موفقي هر ک اس WiMax ه ي گيرسد

:مکسیوا خچهیتار( 1-6

سبرع هسب ، و ببوه توجب مبوره همبوار ارتک طب ت عصبر هر کب يازمبواره يهبي

يگب هر همبوار م ف بی، يهب شبکه اقسب م و اسبواع هر برانرکب اطلاعب ت اسب بب يهسفرسب

ياشبفه کب رسبد يمب سنبر بب و هسبفند اطلاعب ت هر اسفقب بب لاتر يهب سبرع بب ي بيهسبف

5 Arogyaswami J Paulraj ب ي امريه يي، کس مدر مفو د کگور هندوسف ن، هارسد ت Ph.D از هاسگر تهنو و ي هه ي هر س

2914هر س Marconi، مدر هاسگر اسفندفوره هر اي ک يارسي ي امريه ، برسد ج ي س لاس 1052

6

نيبا هر گرففب صبورت يهب يبف و هب گبرف يگ .هاره وجبوه نب يزم نيبا هر يريس گبذ رييسب

.اس مس نيا گوا و ش هد ن ،يزم

نيبا کب ربران ت بداه ببر روز بب روز ،يسب يبب يهب شبکه امدن وجوه ب ب رريه يطرف از

از فب ر تب سب زه يمب قب هر را کب ربران کب ريبفراگ و اسب ن يهسفرسب شوه يم ه اف وه شکه سوع

بب يهسفرسب سبرع نيبنب برا. شبوسد مفصبل دبوه ه بوا شبکه بب ک ببل شبکه ، م سنبد ي مس ي

رريهبدي کنب ر هر کب هسبفند يا مسبل هو ،يسب يبب صبورت بب يهسفرسب نيهم نب و اطلاعب ت

يا شبکه دواهب ن کب ربران. شبوسد يمب ملابر من سب بب ببره و سرع گر يس يب شکه ق هر

ثرمبو ببره ان ببر عبلاو و ب شبد هاشبف اسفقب اطلاعب ت ببراي ييبب لا و من سب سرع ک هسفند

.سهند يد ص يي يجغراف وس ويموق ب میدوه را ه ان ک ب شد ياد هر شکه نيا

ان از کب بوهسبد يسب يبب هب ي شبکه از هسبف نياو ب قرمب م هون يس يب يه سف يس

سبرع هب شبکه سبوع نيبا شبد اسبفا ه يوتريکب م يهب طيمیب هر اطلاعب ت اسفقب ببراي هب

سداشب وجبوه هب ان ببراي گسبندي کب ربر و من سب ببره ربريه يطرفب از و سداشفند ييب لا چندان

فرامبوش رففب رففب و سداشبفند يچنبداس گبرف يگ و اسبفقک مگب ب ، ليبهلا و ليبه نيهمب بب

.شدسد

واره Wi-Fiعنبوان بب يسب يبب يهب شبکه از يديبجد سسبل ،يلاهيمب 09ههب لاواي هر

يمن سبک ببره و سبرع قرمب ، مب هون يهب شبکه بب سب يمق هر هب شکه از ن هسف يا شدسد ب زار

ان از يا عبد گرففنبد يمب قبرار تمسب ر مبوره کب ربران از ي ريبسب ديباز ه هم نب ن يو ب هاشبفند

را نييگب ببره يب و يبامن سکبوه ربريه يا عبد و يکب ب يهب شبکه بب س يمق هر نييگ سرع ه

.کرهسد يم ملار ه ن شکه يا از سهرهن اسفا ه يبرا ي يه و به س

اسبف سداره امبدن وجبوه بب و هاهسبد اهامب دبوه يصب وه رشبد بب Wi-Fiيهب شبکه ام

شبد گبفريب و گبفريب روز بب روز هب ان کب بران ت بداه شبکه سبوع نيبا از ديبجد يهب سسبل و هب

:دانشجویان محترم

آزمایشگاه پروژه گروه برقو یا کتابخانه دانشکده مهندسیبه ها ایان نامهپمتن کامل جهت دسترسی به .مراجعه فرمایید

94

:سفيج گيري

براي مق يس BERمنیني ه ي عم هره يک سيسف وايمه ي ازتج ي و تی ي بر مکن ي

ک س و FECعم هره تهنيک ه ي م ف ی مدولاسيون روش ه ي کدينه اسفا ه مي شوه ت ثيرات

عم هره سف يج ت ثير طر موره بررسي قرار مي گيره BERه ي م ف ی م براتي سي هر شه ي از

کد ک سو وشني ب اينفر يو شد RSتر مي کند و سگ ن مي ههد ک اجراي يک برجسف مدولاسيون را

2 مج زچه ر ه ي م ف ی عم هره رض ي ب گي را هر مي نهر ک س BPSKهر مدولاسيون ⁄3

مدولاسيون موره سنر ميسر مي کند

تواسد بسي ري ازاهي هر ويژگي ه ي لاي ه ي في يهي امد ک مي ب 802.16IEEEاسف سداره

ک ب صورت ادفي ري مي ب شد مي تواسد BTC125ق بل اجرا براي گيگرف ه ي عم هرهي ايند ب شد

براي اراي تنوع اسفق ب ک ر گرفف سي مي تواسد STBC128را تضمين کند FECبهکوه عم هره ه ي

شوه

127 Block Turbo Coding 128 Space Time Block Code

95

منابع:

تهران راي س ، ار اسفگ رات او ، چ پ سي ، بي ه ي شکه مديري میمدرض ، و مرتضي ککيري، -

1288

1280، سي بي ه ي شکه ا هفروسيهي کف مرتضي، کي ، اهيمي -

1288، سگر ابرين راي ن، تهران وايمه ه ي شکه ،سیر مقدم، گرامي -

www.irexpert.irهسفر هر؛ ک ظ سي ، سيد اسم عيل، امني هر شکه ه ي وايمه ، هر -

www.pdfgozar.comفرهمند، اامد، شکه ه ي بي سي وايمه ، هر هسفر هر؛ -

و www.fa.wikipedia.org ه ي و س ي www.wimax.blogfa.comوبلا ايران وايمه ؛ -

electronics.com-www.radio

- (IJCSIS) International Journal of Computer Science and Information

Security, Vol. 5, No.1, 2009

- Kaveh Pahlavan and Prashant Krishnamurthy, “Principles of Wireless

Networks”, Prentice-Hall, Inc., 2006