18. Логика предоставления канальных ресурсов в протоколе 802.16. Почему в этом протоколе не используется прямое взаимодействие между станциями?

Доступ к каналу предоставляется по запросу. Пока БС не разрешила передачу ни одна абонентская станция (АС) не может передавать ничего, кроме запросов на регистрацию и предоставление канала. В стандарте существует 2 режима предоставления доступа – для каждого отдельного соединения или для всех соединений определённой АС. Запросы полосы м.б. случайными для БС и планированными. Случайные запросы реализуются с помощью пакетов, состоящих из заголовка запроса, передаваемых на конкурентной основе в специально выделенном для них интервале восходящего канала. Такие запросы спонтанны, поэтому возможны коллизии из-за одновременной работы передатчиков 2х и более АС. Процедура плановых запросов полосы в восходящем канале называется опросом – БС как бы запрашивает у АС их потребности в канальных ресурсах. Это означает, что БС предоставляет конкретной АС интервал для передачи запроса о предоставлении/изменении полосы, т.е. конкуренции уже нет.

Опрос м.б. в «реальном времени» - интервалы для запроса предоставляются АС с тем же периодом, с каким у неё может возникнуть потребность в изменении условий доступа. Второй вариант опроса – вне «реального времени». В этом случае БС предоставляет АС интервал для запроса также периодически, но период этот существенно больше.

Для приложений, у которых периодичность и размер пакетов фиксированы, предусмотрен механизм доступа к каналу без требования. В этом случае БС предоставляет АС для передачи данных интервалы фиксированного размера с заданным периодом, соответствующим скорости потока данных.Стандарт 802.16 разработан для предоставления доступа массовым пользователям в масштабах города. Клиенты между собой не взаимодействуют, им предоставляется доступ только в глобальную сеть к общим ресурсам.

19. Формат пакету логічних даних у протоколі 802.16. . Пояснити принцип безперервної передачі на прикладі частотного та часового рознесення дуплексних каналів.

802.16 (WIMAX) – чисто станционный способ доступа, предназначенный для обслуживания массовых абонентов (населения). Логически реалзует каждому абоненту свой канал в общем эфире.

Формат пакетов стандарта 802.16 на уровне МАС (Media Access Control).

Управляющая секция

Дескриптор канала – это список профилей. Каждый дескриптор состоит из точки начала и профиля.

Точка начала указывает условное расстояние от начала кадра до этого профиля.

Профиль – это набор параметров, определяющих вид модуляции, кодирования и отношения сигнал/шум, при котором эта модуляция и кодирование могут применяться.

Для организации информационного обмена с БС задействован двунаправленный канал радиосвязи — uplink(передачи данных от АС к БС)/downlink(передачи данных от БС к АС).

Передача обоих каналов (по принципу частотного разделения) начинается одновременно, но каждый на своей частоте (F1,F2). Кадр download содержит две управляющие секции для своего канала и для канала upload. В этой секции указан вид модуляции. Канал upload ждёт, пока в канале download передастся управляющая секция для upload и лишь тогда

начинает передавать свои пакеты. Размеры пакетов в каналах могут быть различными.

Система, определяемая стандартом IЕЕЕ 802.16 двуна­правленная, поэтому необходим дуплексный механизм. Он предусматривает как частотное (FDD – frequency division duplex), так и временное (TDD – time division duplex) разделение восходящего и исходяще­го каналов. Формат физического кадра протокола 802.16:

При временном дуплексировании каналов кадр делится на нисхо­дящий и восходящий субкадры (их соотношение в кадре может гибко изменяться в процессе работы в зависимости от необходимой полосы пропускания для нисходящих и восходящих каналов), разделенные специальным интервалом.

В нисходящем канале информация от базовой станции передается в виде последовательности пакетов (метод временного мультиплек­сирования ТDM – time division multiplex). Данные о параметрах пакета, его длине, моменте начала передачи, а также о его принадлежности к определенному соединению (со­ответственно об адресации определенной АС) содержатся в карте нисходящего канала DL-МАР. Точка начала отсчитывается в так на­зываемых физических слотах.

В нисходящем субкадре пакеты выстраиваются в очередь в за­висимости от типа их кодирования и модуляции так, что самые помехозащищенные передаются первыми (управляющая секция всегда передается посредством QPSK-модуляции). Если этого не сделать, абонентские станции с плохими условиями приема, которым предна­значаются наиболее защищенные пакеты, могут потерять синхронизацию в ожидании своей порции информации. Пакеты в нисходящем субкадре следуют друг за другом без интервалов и предваряющих их заголовков и идентифицируются абонентскими станциями на основе информации в DL -МАР.

Абонентские станции получают доступ к среде передачи посред­ством механизма временного разделения каналов (ТDМА – time division multiple access). Для этого в восходящем субкадре для каждой передающей АС базовая станция резервирует специаль­ные временные интервалы — тайм-слоты. Информация о распределе­нии тайм-слотов между АС записывается в карте восходящего каната UP-МАР, транслируемого в каждом кадре. UP-МАР функционально аналогична DL-МАР в ней сообщается, сколько слотов в субкад­ре, точка начала и идентификатор соединения для каждого из них, а также типы профилей всех пакетов. Скорость модуляции (часто­та символов) в восходящем канале должна быть такой же, как и в нисходящем. Отметим, что, в отличие от нисходящих ТDМ-пакетов, каждый пакет в восходящем канале начинается с преамбулы – синхропоследовательности длиной 16 или 32 QPSK-символа.