- •Часть 1
- •Основные сведения о радиосистемах передачи информации
- •Роль и значение радиосистем передачи информации. Краткий исторический очерк развития систем передачи информации
- •Информация, сообщение, сигнал
- •Классификация систем передачи информации
- •Основные характеристики
- •Каналы связи
- •Общие сведения
- •Искажения сигналов в непрерывных каналах
- •Помехи в каналах связи
- •Математические модели каналов
- •Аналоговые системы передачи
- •Двусторонняя передача сигналов
- •Каналы связи для аналоговых систем передачи
- •Формирование стандартных групповых сигналов
- •Основные узлы систем передачи
- •Методы организации двусторонних тактов
- •Краткая характеристика аналоговых систем передачи
- •Цифровые системы передачи
- •Особенности построения цифровых систем передачи
- •Иерархии цифровых систем передачи
- •Европейская плезиохронная цифровая иерархия
- •Принципы синхронизации цсп
- •Генераторное оборудование цсп
- •Структуры кадров
- •Синхронная цифровая иерархия
- •Коды линии
- •Основные типы кодов
- •Технологии xDsl
- •Скремблирование
- •Интерфейс g.703
- •Волоконно-оптические системы передачи и перспективы их развития
- •Системы радиосвязи
- •Основные определения
- •Радиопередающие устройства
- •Радиоприемные устройства
- •Антенны и фидеры
- •Радиорелейные системы передачи
- •Тропосферные радиорелейные системы передачи
- •Системы передачи на декаметровых волнах
- •Системы передачи, использующие ионосферное рассеяние радиоволн и отражение от следов метеоров
- •Спутниковые системы связи
- •Стандарт широкополосного доступа ieee 802.16-2004
- •Структура мас-уровня
- •Соединения и сервисные потоки
- •Пакеты мас-уровня
- •Общая структура кадров ieee 802.16
- •Принцип предоставления канальных ресурсов
- •Механизмы подтверждения приема и быстрой обратной связи
- •Физический уровень стандарта ieee 802.16
- •Режим WirelessMan-sc
- •Режим WirelessMan-ofdm
- •Mesh-сеть
- •Режим ofdma
- •Поддержка адаптивных антенных систем
- •Работа с направленными aas
- •Пространственно-временное кодирование
- •Аппаратная поддержка стандарта ieee 802.16
- •Интегральная элементная база
- •Особенности реализации аппаратуры стандарта ieee 802.16
- •Будущее широкополосного беспроводного доступа по стандартам ieee 802.16
- •Оглавление
- •Часть 1
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Соединения и сервисные потоки
Ключевой момент в стандарте IEEE 802.16 — это понятие сервисного потока и связанные с ним понятия «соединение» и «идентификатор соединения» (CID).
Поскольку система IEEE 802.16 лишь транспортная среда, ее инфраструктура фактически формирует коммуникационные каналы для потоков данных различных приложений верхних уровней (сервисов) — передача видеоданных, АТМ- потоки, IP-потоки, передача телефонных мультиплексированных пакетов типа Е1 и тд. Каждое из таких приложений обладает своими требованиями к скорости передачи, надежности (качеству обслуживания, QoS), криптозащите и тд. Соответственно, и данные каждого приложения следует передавать через транспортную среду с учетом этой специфики.
Сервисным потоком в стандарте IEEE 802.16 называется поток данных, связанный с определенным приложением. В этом контексте соединение — это установление логической связи на МАС-уровнях на передающей и приемной стороне для передачи сервисного потока. Каждому соединению присваивается 16- разрядный идентификатор CID, с которым однозначно связаны тип и характеристики соединения. В частности, по запросу предоставления/изменения полосы пропускания со стороны АС базовая станция сразу понимает, с каким сервисным потоком имеет дело и какие условия передачи ему нужно обеспечить. Так, при начальной инициализации в сети каждой АС назначается три CID для служебных сообщений трех уровней. Принципиально, что одна АС может устанавливать множество различных соединений с различными CID. Характерный пример, когда связь крупного офиса с телекоммуникационным узлом организована через систему IEEE 802.16. В этом случае одна АС в офисе может поддерживать совершенно разные приложения — телефонию, телевидение, доступ в Интернет и в распределенную корпоративную сеть и тд. Каждое из этих приложений предъявляет свои требования к QoS и скорости передачи, которые нужно удовлетворить. Посредством CID базовая станция узнает, с чем имеет дело, и предоставляет необходимый ресурс.
Сервисный поток характеризуется набором требований к каналу передачи информации — времени задержки символов, уровню флуктуаций задержек (джиттеру) и гарантированной пропускной способности. Каждому сервисному потоку в сети присваивается идентификатор SFID (32 разряда), основываясь на котором БС (а в ряде случаев и АС) определяют необходимые параметры связанного с данным сервисным потоком конкретного соединения. Для общей стандартизации работы в сети используется понятие сервисного класса - устойчивого набора параметров для стандартных приложений, например для трансляции телефонных каналов Е1. Параметры сервисного потока можно идентифицировать, просто указав его принадлежность к определенному сервисному классу.
Пакеты мас-уровня
Весь поток данных в сетях IEEE 802.16 — это поток пакетов. На основном подуровне MAC формируются пакеты данных (MAC PDU — MAC Protocol Data Unit, блоки данных MАС-уровня), которые затем передаются на физический уровень, инкапсулируются в физические пакеты и транслируются через канал связи. Пакет MAC PDU (далее PDU) включает заголовок и поле данных (его может и не быть), за которым может следовать контрольная сумма CRC (рис. 57). Заголовок PDU занимает 6 байт и может быть двух типов — общий и заголовок запроса полосы пропускания. Общий заголовок используется в пакетах, у которых присутствует поле данных. В общем заголовке указывается идентификатор соединения (CID), тип и контрольная сумма заголовка, а также приводится информация о поле данных (см. табл. 14).
Рис. 57. Пакет MAC-уровня IEEE 802.16
Таблица 14
Структура общего заголовка MAC PDU (от старшего к младшим битам)
Поле |
Длина, бит |
тип заголовка = 0 |
1 |
признак шифрования поля данных |
1 |
тип подзаголовков |
6 |
не используется |
1 |
признак наличия CRC |
1 |
индекс ключа шифрования |
2 |
не используется |
1 |
длина пакета, включая заголовок (байт) |
11 |
идентификатор соединения CID |
16 |
контрольная сумма заголовка (задающий полином g(D) = D8 + D2 + D + 1) |
8 |
Заголовок запроса полосы (также 6 байт) применяется, когда АС просит у БС выделить или увеличить ей полосу пропускания в нисходящем канале. При этом в заголовке указывается CID и размер требуемой полосы (в байтах, без учета заголовков физических пакетов). Поля данных после заголовков запроса полосы нет.
Поле данных может содержать:
-подзаголовки MAC,
-управляющие сообщения и
-собственно данные приложений верхних уровней, преобразованные на CS- подуровне.
МАС-подзаголовки могут быть пяти типов — упаковки, фрагментации, управления предоставлением канала, а также подзаголовки Mesh-сети и подзаголовок канала быстрой обратной связи Fast Feedback.
Подзаголовок упаковки используются, если в поле данных одного PDU содержатся несколько пакетов верхних уровней; подзаголовок фрагментирования — если, напротив, один пакет верхнего уровня разбит на несколько PDU.
Подзаголовок управления предоставлением доступа предназначен для того, чтобы АС сообщала БС изменение своих потребностей в полосе пропускания (число байт в восходящем канале для определенного соединения, сообщение о переполнении выходной очереди в АС, требование регулярного опроса со стороны БС для выяснения необходимой полосы).
Подзаголовок Fast Feedback служит для назначения конкретной АС интервала для быстрого ответа на запрос БС (например, в ходе процедур измерения характеристик канала).
Управляющие сообщения — это основной механизм управления системой IEEE 802.16. Всего зарезервировано 256 типов управляющих сообщений, из них используется 48. Формат управляющих сообщений прост — поле типа сообщения (1 байт) и поле данных (параметров) произвольной длины.
Описание профилей пакетов, управление доступом, механизмы криптозащиты, динамическое изменение работы системы и тд. - все функции управления, предоставления доступа, запроса и подтверждения реализуются через управляющие сообщения. Рассмотренные ниже карты входящего/нисходящего каналов (UL-/DL-MAP) также являются управляющими сообщениями.