2. 25.2.3. Канальное кодирование

На рис. 25.1 приведена схема стадий канального кодирования на физическом уровне в OFDM и OFDMA.

3. 

Рис. 25.1. Схема стадий канального кодирования в OFDM и OFDMA

Канальное кодирование на физическом уровне кодирование данных включает скремблирование, помехоустойчивое кодирование, перемежение и модуляцию.

Входной поток данных скремблируется, то есть умножается на псевдослучайную последовательность. Скремблер (блок 1) исключает длинные серии символов 1 и 0, что улучшает работу синхронизации. Кроме того, скремблер выполняет функцию шифрующего устройства. Схемы скремблирования в OFDM и OFDMA практически идентичны. Блок 2 осуществляет помехоустойчивое кодирование потока данных. Применяются несколько типов кодов, среди которых обязательным стандартом для OFDM является каскадный код с внешним кодом Рида-Соломона и внутренним свёрточным кодом. Для OFDMA обязательным являются только свёрточные коды. Блок 3 осуществляет перемежение для преобразования блоков данных в последовательность, обеспечивающую возможность исправлять с помощью кодера одиночные ошибки. Схемы скремблирования в OFDM и OFDMA практически идентичны. Блок 4 осуществляет модуляцию – QAM-16, QAM-64, QPSK, BPSK. В OFDM все они являются обязательными. Для OFDMA обязательными являются QAM-16 и QPSK со скоростями кодирования ½ и ¾. Квадратурная амплитудная модуляция QAM-64 является опцией. Аналогично сетям GSM, Wi-Fi и др. WiMAX предусматривает канальную адаптацию, т.е. в зависимости от качества канала используется соответствующая модуляция и схема кодирования. Оценку качества канала в WiMAX выполняют пилотные поднесущие режима OFDM, как было отмечено выше. Функция канальной адаптации выполняется на MAC-уровне. WiMAX осуществляет выбор модуляции и схемы кодирования MCS (Modulation and Coding Scheme).

3. 25.3. MAC-уровень WiMАХ

Структура MAC-уровня стандартов WiMАХ подразделяется на три подуровня: подуровень преобразования сервиса CS (Convergence Sublayer), основной подуровень CPS (Common Part Sublayer) и подуровень безопасности (Security Sublayer). На уровне CS производится трансформация потоков данных протоколов верхних уровней (IP, Ethernet и др.) для передачи через WiMАХ.

Подуровень CPS выполняет следующие функции:

• распределение полосы пропускания;

• установление соединения;

• поддержка соединения между двумя сторонами.

Подуровень безопасности выполняет между базовой станцией и абонентской станцией функции аутентификации, обмена секретными ключами, шифрования и контроль целостности.

1. 25.3.1. Классы качества обслуживания

В стандарте мобильного доступа 802.16e-2005 предусмотрены вопросы, связные с обеспечением качества обслуживания QoS. Сервисный поток определен для обмена между базовой станцией (БС) и абонентской станцией (АС). Поскольку мобильность АС предполагает возможность перемещения, вводится понятие “глобальный сервисный класс”. Это означает, что показатель качества обслуживания в WiMAX остается единым для всех БС. Этот глобальный сервисный класс представляет собой набор из нескольких параметров (максимальная задержка в диапазоне от 2 мс до 10с, максимальная и минимальная скорости, приоритет трафика и др.).

Кроме этого стандарт вводит понятие типов служб доставки данных, в которых приводит список нормируемых параметров, не указывая на значения. Всего предусмотрено пять типов служб доставки:

• доставка без требования, при которой нормируется максимальная задержка, минимальная гарантированная скорость передачи и другие параметры. Примером такой службы может быть VoIP [95].

• доставка в реальном времени с переменной скоростью, при которой гарантируются скорость и время задержки. Примером такой службы может быть сжатое видео по стандарту MPEG [95].

• доставка вне реального времени с переменной скоростью, при которой гарантируется минимальная скорость передачи. Примером такой службы может быть передача файлов по протоколу FTP[95].

• Доставка по мере возможности (Best Effort). Эта служба подразумевает остаточный принцип предоставления ресурса.