Опубликован: 07.08.2007 | Уровень: специалист | Доступ: платный | ВУЗ: Московский физико-технический институт
Лекция 8:

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.
Таблица 8.4. Краткие характеристики семейства стандартов 802.16
Название стандарта 802.16 802.16a 802.16e
Дата принятия декабрь 2001 январь 2003 середина 2004
Частотный диапазон 10-66 ГГц 2-11 ГГц 2-6 ГГц
Быстродействие 32-135 Мбит/с для 28МГц-канала до 75 Мбит/с для 28МГц-канала до 15 Мбит/с для 5МГц-канала
Модуляция QPSK, 16QAM, 64QAM OFDM 256, QPSK, 16QAM, 64QAM OFDM 256, QPSK, 16QAM, 64QAM
Ширина канала 20, 25 и 28 МГц Регулируемая 1,5-20МГц Регулируемая 1,5-20МГц
Радиус действия 2-5 км 7-10 км

макс. радиус 50 км

2-5 км
Условия работы Прямая видимость Работа на отражениях Работа на отражениях

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.

Формат МАС-заголовка (бит 0 является старшим)

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.

Таблица 8.5. Описания полей МАС-заголовка
Имя поля Длина в битах Описание
CI 1 Индикатор CRC

1= CRC добавляется к полю данных

0= CRC отсутствует

CID 16 Идентификатор соединения
EC 1 Управление шифрованием

0= поле данных не зашифровано

1= данные зашифрованы

EKS 2 Последовательность ключей шифрования

Индекс ключа шифрования трафика и вектор инициализации для шифрования поля данных. Поле имеет смысл при EC=1

HCS 8 8-битовая контрольная сумма заголовка. Образующий полином: R(D)=D8+D2+D+1.
HT 1 Тип заголовка. Будет установлен равным нулю.
LEN 11 Длина в байтах поля данных и МАС-заголовка
Тип 6 Поле указывает на тип поля данных, включающего подзаголовки

Значения поля тип для нисходящего канала представлены в таблице 8.6.

Значения поля тип для восходящего канала представлены в таблице 8.7.

Таблица 8.6. Значения поля тип для нисходящего канала
Тип Описание
0х00 Описание
0х01 Зарезервировано
0х02 Подзаголовок упакован
0х03 Зарезервировано
0х04 Имеется подзаголовок фрагментации
0х05-0х3F Зарезервировано
Таблица 8.7. Значения поля тип для восходящего канала
Тип Описание
0х00 Описание
0х01 Имеется подзаголовок Grant Management (основное управление)
0х02 Имеется подзаголовок упаковки
0х03 Присутствуют подзаголовки Grant Management и упаковки
0х04 Имеются подзаголовки фрагментации и Grant Management
0х05-0х3F Зарезервировано

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.
Формат заголовка запроса полосы

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.

Таблица 8.8. Поля заголовка запроса полосы
Имя поля Длина в битах Описание
BR 16 Запрос полосы

Число байтов запрашиваемой SS полосы восходящего канала. Запрос относится к данному CID.

CID 16 Идентификатор соединения
EC 1 Всегда равно нулю
HCS 8 8-битовая контрольная сумма заголовка. Образующий полином: R(D)=D8+D2+D+1.
HT 1 HT =1.
Тип 6 Поле указывает на тип заголовка запроса полосы

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

Таблица 8.9. Структура подзаголовка управления
Синтаксис Размер Описание
Подзаголовок Grant Management ()
{ if(тип службы диспетчеризации=UGS) {
SI 1 бит
PM 1 бит
Зарезервировано 14 бит Устанавливается равным 0
} else {
Комбинированный запрос}} 16 бит

Описание полей подзаголовка управления представлено в табл. 8.10.

Таблица 8.10. Описание полей подзаголовка управления
Имя поля Длина в битах Описание
PBR 16 Комбинированный запрос. Число байт, запрошенных SS для полосы восходящего канала. Запрос полосы относится к CID и не включает поля заголовка физического уровня.
PM 1 Регистрация (poll-me)

0 = никаких действий

1 = используется SS для запроса регистрации полосы.

CI 1 Индикатор смещения (slip)

0 = никаких действий

1 = используется SS для указания смещения возможностей восходящего канала по отношению к длине очереди в этом канале.

Виталий Гордиевских
Виталий Гордиевских

Здравстивуйте, диплом о профессиональной переподготовке по программе "Сетевые технологии" дает право на ведение профессиональной деятельности в какой сфере? Что будет написано в дипломе? (В образце просто ничего неуказано)

Напимер мне нужно чтоб он подходил для направления 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Андрей Осипов
Андрей Осипов

Здравствуйте! Хотелось бы прояснить следующий вопрос: у МТИ приостановлена государственная аккредитация и когда будет восстановлена- неизвестно, а в диплом о профпереподготовке выдается на базе МТИ (как я понял). Как будет обстоять дело с получением диплома?

Вопрос важный и актуальный, потому что необходимо срочно пройти обучение и получить диплом и не хотелось бы тратить время и платить деньги зря (если диплом окажется недействительным и т.п.). Разъясните, пожалуйста, подробнее ситуацию.

Максим Жигай
Максим Жигай
Россия, г. Челябинск
дима щщщщщщщщщщщ
дима щщщщщщщщщщщ
Россия