Структура кадра в режиме временного дуплекса PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Monday, 20 August 2012 14:33

В стандартах IEEE 802.16е-2005, 2009 предусмотрены временной и частотный методы дуплекса. В лицензируемых диапазонах частот может применяться временное или частотное разделение восходящего и нисходящего каналов (АС могут быть полудуплексными). В нелицензируемых диапазонах частот метод дуплекса только временной. Форумом WiMAX сертифицируется только режим работы сети с временным дуплексом, поэтому в настоящем пособии режим с частотным дуплексом не рассматривается.
В режиме временного дуплекса каждый кадр состоит из подкадра базовой станции (нисходящий канал) и подкадра абонентских станций (восходящий канал). Каждый кадр начинается с преамбулы, после которой следуют пакеты данных от БС к АС и пакеты данных от АС к БС. Нисходящий и восходящий подкадры разделяются временным интервалом TTG. В конце каждого кадра вставляется временной интервал RTG.

Структура кадра WiMAX IEEE 802.16е-2005 схематически изображена на рис. 2.6.

В первых четырех логических подканалах первых двух OFDMA-символов, следующих за преамбулой, передается специальное служебное сообщение FCH (Frame Control Header), в котором содержится поле DL_Frame Prefix (в этом поле указываются используемые группы подканалов в режиме PUSC, длина служебного сообщения DL-MAP — карта канала вниз, служебное сообщение МАС-уровня, в котором указываются моменты начала передачи данных для АС — и способ помехоустойчивого кодирования сообщения DL-MAP).

Изменение схемы модуляции и/или помехоустойчивого кодирования может происходить только от слота к слоту во временной области и от логического подканала к логическому подканалу в частотной. Внутри слота схемы модуляции и кодирования не меняются.

Подкадр восходящего канала содержит сервисные подканалы, предназначенные для передачи к БС небольших служебных сообщений, требующих немедленной доставки. В частности, через этот канал передаются сообщения HARQ, а также периодические запросы от АС на выделение ЧВР восходящего канала и подключение к сети. С помощью сервисного канала происходит подключение абонентских станций к сети и их передача от одной БС к другой при выходе пользователя за пределы действия соты. Все запросы представляют собой 144-разрядные CDMA коды, передаваемые посредством ФМ-2. В результате для передачи одного такого кода достаточно шести подканалов. Сам код формируется в генераторе ПСП — 15разрядном сдвиговом регистре с задающим полиномом х15 + X1 + X4 + X1 + 1.

Каждый кадр WiMAX в частотной области может делиться на сегменты, а во временной — на зоны (рис. 2.7 и 2.8).

Зоны отличаются друг от друга способом формирования логических подканалов. Различают зоны PUSC, FUSC, TUSC1,2 AMC, существуют также модификации этих зон при их совместном использовании с пространственно-временным кодированием, а также в зависимости от направления передачи данных. Применение зон повышает эффективность работы БС с различными типами пользователей. Например, абонентам, передвигающимся с высокой скоростью недалеко от БС, и медленным мобильным станциям на границе соты выделяются области данных в различных зонах. Границы зон указываются в сообщении DL-MAP в поле Zone_switch_IE. Максимальное количество зон в нисходящей части кадра равно восьми.
В частотной области кадр WiMAX может разделяться на сегменты. При формировании сегментов поднесущие группируются в логические подканалы, подканалы в свою очередь объединяются в группы, которые далее назначаются различным сегментам. Каждому сегменту может назначаться отдельный экземпляр МАС-уровня различных БС для реализации WiMAX сети в одной полосе частот (на основе одной несущей) (рис 2.8 и 2.9).
На рис 2.9 представлены схемы сети WiMAX, использующей сегменты для повышения емкости и снижения затрат на полосу занимаемых частот. В обоих вариантах сети соседние БС работают в одном и том же диапазоне частот, но за счет использования в различных секторах не перекрывающихся по частоте сегментов межстанционные помехи отсутствуют. Во втором способе построения сети для повышения емкости и увеличения скорости передачи для абонентов, расположенных недалеко от БС, выделяются все три сегмента.