Мобильные телекоммуникации

Краткие характеристики стандарта 802.16

• Пропускная способность до 135 Мбит/с при полосе несущей 28 МГц.
• Модуляция OFDM – 64-QAM.
• Доступ к среде адаптивный, динамический.
• Управление сетью централизованное.

Стандарт 802.16е предназначен для мобильных систем. Безопасность в сети обеспечивается с помощью протокола 3-DES.

Подуровень конвергенции ( CS ) размещается поверх уровня МАС. Этот подуровень выполняет следующие функции:

• воспринимает данные от вышерасположенного уровня;
• осуществляет классификацию этих данных;
• выполняет (если требуется) обработку данных на основе этой классификации;
• транспортирует блоки данных уровня конвергенции соответствующему сервису МАС;
• получает блоки данных от уровня конвергенции партнеров.

В настоящее время имеются спецификации подуровня конвергенции для асинхронного режима ( АТМ ) и пакетного субуровня конвергенции. Уровень конвергенции АТМ обеспечивает логический интерфейс, между услугами АТМ и сервисами МАС-уровня. Этот уровень осуществляет классификацию и, если требуется, процедуру PHS (подавление заголовков). При АТМ соединении, которое однозначно идентифицирует пару значений VPI (Virtual Path Identifier) и VCI (Virtual Channel Identifier), для этих целей используется либо виртуальный проход (VP), либо виртуальный канал (VC). Классификатором является набор критериев, используемых для каждой ячейки, которая попадает на субуровень конвергенции АТМ. В этот набор входит VPI и VCI, а также ссылка на CID (Connection ID).

C одним и тем же CID может работать несколько сессий высокого уровня. Например, несколько пользователей могут взаимодействовать через TCP/IP с несколькими различными сетевыми объектами. Следует при этом помнить, что IP-адреса инкапсулируются в поле данных транспортных пакетов.

Каждый узел имеет свой 48-битовый МАС-адрес (IEEE Std. 802-2001), который однозначно определяет поставщика оборудования и сам узел (как и в Ethernet). Этот адрес используется в процессе регистрации, чтобы установить соединение для SS. Он также применяется в процессе аутентификации, когда BS и SS идентифицируют друг друга. В процессе инициализации SS устанавливаются три управляющих соединения для каждого направления между SS и BS.

В процессе авторизации в сети узел-кандидат получает 16-битовый идентификатор ( Node ID ), который применяется в дальнейшем во всех операциях. Этот идентификатор используется в сеточном подзаголовке, который следует за общим заголовком кадра. Для обмена с соседями служит 8-битовый идентификатор канала ( Link ID ). Любой узел присваивает такой идентификатор каждому из осуществляемых соединений и передает его как часть CID (Connection ID – 16 бит) в общем заголовке уникастного сообщения. CID присваиваются посредством сообщений RNG-RSP и REG-RSP. Все это дает возможность реализовать три различных QoS между SS и BS. 16 битный CID позволяют осуществить до 64К соединений для нисходящего и восходящего каналов.

Классификация пакетов SS и BS содержит несколько классификаторов. Каждый классификатор включает в себя поле приоритета, которое определяет порядок просмотра классификаторов. Если найден классификатор, все параметры которого соответствуют пакету, последний будет переадресован в направлении места назначения.

В сети, в которой используется общая среда, необходим эффективный механизм обеспечения доступа к радиоэфиру.

Нисходящий канал от базовой станции (BS) до пользователя работает по схеме точка-мультиточка. При этом используется многосекционная антенна, позволяющая осуществлять связь с несколькими клиентами одновременно. В этом режиме BS выполняет простую функцию ретранслятора. В ее задачи при заданной частоте может входить только распределение времени между восходящим и нисходящим каналами. Существует пять различных механизмов диспетчеризации восходящего канала.

Для управления соединениями предусматривается несколько типов примитивов, предназначенных для формирования соединения, его модификации, закрытия и управления передачей данных. Среди этих примитивов содержатся запросы/отклики услуги, подтверждения и индикации.

В противоположном направлении станция пользователя совместно использует восходящий канал к BS на основе запросов. В зависимости от используемого класса услуг SS может быть предоставлена возможность непрерывной передачи или право передачи получается BS после получения запроса от пользователя. Блок данных МАС-кадра содержит заголовок, опционные поля данных и CRC. Формат МАС блока данных (PDU) представлен на рис. 8.11.

Рис. 8.11. Формат МАС-заголовка (бит 0 является старшим)

В случае НТ=1 (тип заголовка) место полей Rsv, CI, EKS, Rsv и LEN занимает поле BR. Таблица 8.5.

Значения поля тип для нисходящего канала представлены в таблице 8.6.

Значения поля тип для восходящего канала представлены в таблице 8.7.

Блок данных (PDU) запроса полосы содержит заголовок запроса полосы пропускания и лишен поля данных. Формат заголовка показан на рис. 8.12.

Запрос полосы имеет следующие свойства:

• Длина заголовка всегда имеет 6 байт.
• Поле ЕС устанавливается равным нулю (при отсутствии шифрования).
• CID указывает на поток, для которого запрашивается полоса восходящего канала (uplink).
• Поле запроса полосы BR определяет число запрашиваемых байт.
• Допустимыми типами для запросов полосы являются 000000 для инкрементации и 000001 для агрегатирования.

Рис. 8.12. Формат заголовка запроса полосы

Поля заголовка запроса полосы определены в таблице. Каждый заголовок кодируются, начиная с полей НТ и ЕС. Кодирование этих полей устроено так, что первый байт МАС-заголовка никогда не должен содержать кода 0xFX. Таблица 8.8.

Могут присутствовать три типа подзаголовков МАС (фрагментации и управления). Если подзаголовки фрагментации и управления присутствуют одновременно, то подзаголовок управления помещается первым. Таблица 8.9.

Описание полей подзаголовка управления представлено в табл. 8.10.