Принципы функционирования общего подуровня MAC PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Monday, 20 August 2012 14:48

В нисходящем канале БС работает в широковещательном режиме по схеме “точка-мультиточка”, т. е. сигналы, излучаемые БС, принимают все абоненты. Каждая БС обслуживает одну соту, причем на БС применяются секторные антенны, каждой из которых может сопоставляться отдельный экземпляр подуровня МАС. В пределах одного сектора и одного частотного подканала все АС принимают один и тот же сигнал (или его часть, в случае, когда абонент находится в плохих условиях для приема). Таким образом, БС не должна координировать свои передачи с какими-либо другими станциями.

В случае, когда в сообщении DL-MAP (см. ниже) в явном виде отсутствует информация о том, кому предназначена та или иная часть нисходящего кадра, каждая АС может ее принимать. В этом случае АС проверяет CID, содержащиеся в переданных PDU и оставляет, только те, которые адресованы ей.

Восходящий канал является общим для всех абонентов, доступ к восходящему каналу предоставляется по запросу. В зависимости от класса обслуживания абоненту могут быть присвоены права на постоянную передачу данных или на передачу только порции данных по запросу от пользователя.

В ходе сеанса связи БС и АС обмениваются служебными и информационными сообщениями. Между БС и АС может быть установлено несколько соединений с различными параметрами QoS, поэтому необходимо осуществлять идентификацию каждого соединения. Обычно АС имеет уникальный 48-битный МАС-адрес, также БС каждому соединению назначает уникальный 16-битный идентификатор соединения (CID).

Когда АС впервые подключается к сети, БС назначает ей две пары управляющих CID. Более того, с помощью специальной процедуры БС может назначать абоненту третью пару управляющих CID, которые позволяют самой сети управлять некоторыми параметрами АС.

Каждая пара управляющих соединений включает в себя два идентификатора (CID) однонаправленных соединений для нисходящего и восходящего каналов соответственно.

Существует три вида управляющих соединений и, соответственно, три типа управляющих CID: основной, главный и дополнительный.

Основное управляющее соединение применяется, когда БС и АС обмениваются короткими, срочными управляющими сообщениями. Главное управляющее соединение применяется, когда БС и АС обмениваются более длинными и менее требовательными к задержке служебными сообщениями. Дополнительное управляющее соединение необходимо для передачи сообщений различных протоколов, не требовательных к временным задержкам (например, DHCP, TFTP, SNMP и т. п.).

Заметим, что по управляющим соединениям не передается полезная информация. Для передачи абонентских данных выделяются специальные соединения.

Помимо индивидуальных сообщений могут также передаваться групповые сообщения (управляющие или потоковое видео) и широковещательные сообщения всем АС.

В каждом секторе пользователи осуществляют передачу данных под управлением специальных протоколов, предотвращающих коллизии и обеспечивающих выделение каждому абоненту необходимой полосы частот в соответствии с требованиями по качеству обслуживания. Это достигается за счет применения четырех различных механизмов планирования для восходящего канала, в которых используются последовательный опрос (поллинг), предоставление полосы частот без предварительного запроса и процедуры разрешения коллизий. Производители могут использовать различные механизмы предоставления полосы частот абонентам при сохранении соответствия оборудования требованиям взаимной совместимости. Например, процедуры разрешения коллизий могут применяться для предотвращения последовательного опроса АС, которая неактивна на протяжении длительного интервала времени. Применение последовательного опроса упрощает процедуру доступа и гарантирует получение приложением необходимых ресурсов сети.

Подуровень МАС стандарта IEEE 802.16 ориентирован на передачу данных по установленным соединениям. С целью поддержки различных уровней QoS вся передача данных осуществляется в контексте транспортных соединений. При подключении абонента к сети ему назначаются сервисные потоки, а с каждым потоком может быть ассоциировано одно транспортное соединение. В каждом сервисном потоке определены параметры QoS для передаваемых в текущем соединении PDU. Также новые транспортные соединения могут устанавливаться в процессе изменения службы, которой пользуется абонент.

Концепция сервисных потоков и транспортных соединений является центральной в подуровне МАС-сетей IEEE 802.16. Сервисные потоки предоставляют механизмы для управления качеством обслуживания в восходящем и нисходящем каналах. Например, они являются неотъемлемой частью процесса выделения пропускной способности. АС запрашивает в восходящем канале необходимую ей полосу частот отдельно для каждого соединения (сервисного потока), а планировщик задач БС в свою очередь принимает решение о выделении АС запрашиваемых ресурсов.

Однажды установленные транспортные соединения могут потребовать активного обслуживания. Требования к обслуживанию изменяются в зависимости от типа использующейся службы. Например, для передачи трафика Т1 без уплотнения не требуется управления соединением, так как для таких каналов выделяется постоянная полоса частот. Для передачи данных по T1 с уплотнением необходимо незначительное управление вследствие того, что необходимая полоса частот может медленно меняться со временем. Для передачи IP-данных требуется активное управление транспортным соединением, так как IP-трафик имеет пульсирующий характер, и высока вероятность фрагментации передаваемых данных. После установления соединения между БС и АС управление соединением осуществляется командами как от АС, так и от БС. Также транспортные соединения могут завершаться по команде от АС или от БС, когда запрашиваемые параметры связи службы, к которой подключен абонент, меняются.

Как упоминалось выше, в стандарте IEEE 802.16 каждая АС должна иметь 48-битный МАС-адрес, который однозначно определяет данную АС. МАС-адрес используется в процессе подключения АС к сети, а также в процессах аутентификации и авторизации абонентов. Каждому соединению ставится в соответствие специальный 16-битный идентификатор соединения (CID). В процессе установления соединения АС назначаются три пары управляющих соединений для поддержки разных уровней QoS.

В каждом соединении для восходящего и нисходящего каналов назначается один и тот же идентификатор. Служебные сообщения подуровня МАС никогда не передаются по транспортным соединениям, тогда как данные различных служб не передаются по каналам управления.

Заметим, что соединением с одним и тем же CID могут пользоваться несколько служб более высоких уровней. Например, в пределах компании множество пользователей передает данные по протоколам TCP/IP различным адресатам, но, так как все TCP-соединения используют одни и те же параметры, трафик всех пользователей объединяется на подуровне МАС сети WiMAX и передается по одному соединению.