Сообщения централизованного конфигурирования CSCF формируются БС и транслируются по сети для информирования всех ее узлов о текущем состоянии. CSCF включает такую информацию, как число доступных логических каналов и их перечень, перечень узлов в сети с указанием числа дочерних узлов для каждого из них, а также профили восходящих/нисходящих пакетов для каждого дочернего узла.

Стандарт IEEE 802.16e был утвержден в конце 2005 года и, по сути, является набором исправлений существующего стандарта 802.16-2004 с дополнением «Физический и канальный уровни для совместной мобильной и фиксированной работы в лицензируемых диапазонах». Именно эти дополнения (из-за которых стандарт IEEE 802.16e называют «мобильный WiMAX») и открывают путь стандарту 802.16 в мир мобильных приложений. В результате этого он становится конкурентом технологий сотовой связи третьего и последующих поколений, равно как и других перспективных технологий беспроводного доступа.

Понятие «мобильность» относят к двум категориям абонентов - к так называемым номадическим («кочующим») и к собственно подвижным. Номадические абоненты могут перемещаться в пределах действия сети, но в момент сеансов связи они локализованы (находятся в зоне одного и того же сегмента базовой станции) - например, пользователи ноутбуков, которые могут включить их дома, в офисе, на скамейке в парке и т.п. Подвижные абоненты должны иметь доступ к сети непосредственно в процессе движения (тот же пользователь с ноутбуком в движущемся автомобиле). Если для номадических абонентов важна быстрая регистрация в любой точке сети (в идеале - сети любого провайдера), то обеспечить подлинную подвижность гораздо сложнее. Прежде всего, необходимы процедуры передачи абонента от одной БС к другой (или между различными сегментами одной БС) так, чтобы сам абонент этого не ощущал. Это - функции так называемой эстафетной передачи (хэндовер).

Кроме того, мобильность абонентов диктует совершенно иные требования к управлению ресурсами сети и к возможности их оперативного перераспределения. Ужесточаются и требования к вторичному использованию частотного ресурса сети. Именно поэтому в новой редакции стандарта значительное внимание уделено возможности пропорционального уменьшения частотной полосы канала, а также технологиям многоканальных антенных систем (MIMO). Для мобильных устройств очень важно снизить энергопотребление, чему способствуют специальные режимы и процедуры нового стандарта.

Помимо собственно мобильности, особое внимание IEEE 802.16e уделяет проблемам качества предоставляемых услуг (QoS). Ведь IEEE 802.16 рассматривается как стандарт предоставления услуг операторского класса, в том числе - и для мобильных абонентов. Поэтому вопрос QoS для этой технологии играет первостепенную роль.

Кроме того, мобильность автоматически подразумевает усложнение сетевой архитектуры. Если при фиксированном доступе АС общается с единственной назначенной ей БС, то мобильная станция (МС) должна знать свое окружение, общаться одновременно с несколькими БС, переключаться с одной на другую и т.п. Эти требования обусловили появление в стандарте IEEE 802.16e понятий «сервисной БС» и «соседней БС». Сервисная БС для определенной МС - это базовая станция, на которой МС последний раз выполнила процедуру регистрации, при начальном вхождении в сеть и при хэндовере. С сервисной БС абонентская станция работает в обычном режиме. Соседняя БС - это базовая станция, отличная от сервисной, трансляцию с которой (нисходящий поток) способна принять МС.

На канальном уровне нововведения и изменения связаны с QoS. Понятие «соединение» логическая связь на канальном уровне между передающей и приемной станцией для передачи сервисного потока. заменено на «транспортное соединение». Сервисный поток поток данных, связанный с определенным приложением. Характеризуется набором требований к каналу связи. (со всеми его свойствами) определяется не для всей сети, а только для обмена между конкретной парой БС-АС. Особо отмечено, что каждому сервисному потоку с идентификатором SFID ставится в соответствие единственное транспортное соединение с уникальным идентификатором CID.

Поскольку мобильность предполагает миграцию абонента между различными сетями, вводится понятие «глобальный сервисный класс». От существовавшего понятия сервисного класса устойчивый набор параметров канала связи. его отличает то, что имя глобального сервисного остается единым и постоянным для всех БС, и никакая отдельная БС не может его изменить. Таким образом, глобальный сервисный класс - это инструмент управления QoS в рамках глобальной сети и/или объединения нескольких сетей. Имя глобального сервисного класса представляет собой набор из восьми параметров (плюс один резервный) длиной 32 бита (см. таблицу 4).

Помимо сервисных классов новый стандарт вводит понятие типов служб доставки данных. В отличие от сервисных классов, тип службы доставки не подразумевает присвоения параметрам соединения каких-либо значений, а лишь обозначает список нормируемых для каждой службы параметров. Названия служб ассоциируются с типом планирования запросов на предоставление ресурсов, более того, у восходящих соединений их названия совпадают. Всего предусмотрено пять типов служб доставки:

- доставка без требования (UGS Unsolicited Grant Service);

- доставка в реальном времени с переменной скоростью (RT-VR);

-доставка вне реального времени с переменной скоростью и расширенными возможностями (ERT-VR);

- доставка вне реального времени с переменной скоростью (NRT-VR);

- доставка по мере возможности (BE Best Efforts).

Служба доставки без требования UGS предполагает, что оговоренные ресурсы предоставляются на периодической основе. Она предназначена для приложений реального времени, транслирующих данные с известной фиксированной скоростью. Причем размеры МАС-пакетов могут быть различными. Для UGS нормируются такие параметры, как толерантность к джиттеру, размер блоков данных (если они

Таблица 4

Формат имени глобального сервисного класса

фиксированы), минимальная гарантированная скорость передачи, максимальная задержка и интервал между сеансами передачи.

Служба RT-VR рассчитана на приложения реального времени, которые требуют передачи данных с гарантированными скоростью и временем задержки. Эта служба предоставляется по запросу, для чего вводится параметр - период запросов. БС регулярно (в соответствии с периодом запросов) выделяет в восходящем канале специальный интервал для запроса дополнительного канального ресурса от конкретной МС. То есть приложению гарантируется не сам требуемый ресурс, а возможность его запросить.

Служба NRT-VR, как и следует из ее названия, необходима для передачи данных с заданной скоростью, но с произвольной задержкой. Для этой службы нормируется минимальная гарантированная скорость передачи данных. Вероятность предоставления запрошенного ресурса зависит от приоритета трафика - от 0 (низший) до 7 (высший). Причем, в отличие от службы реального времени, запрос производится на конкурентной основе.

Служба BE подразумевает остаточный принцип предоставления ресурса. В ней определяется только приоритет трафика.

Служба реального времени с расширенными возможностями ERT-VR - это комбинация служб UGS и RT-VR. Типичные ее задачи - высокоприоритетные приложения, требующие гарантированных значений скорости передачи и времени задержки, но характеризующиеся переменной скоростью - например, IP-телефония. Служба ERT-VR, как и UGS, предоставляется без запроса (по расписанию, через заданный интервал), но использует параметр «приоритет трафика».[3].

- Fixed WiMAX - фиксированный доступ;

- Nomadic WiMAX - сеансовый доступ;

- Portable WiMAX - доступ в режиме перемещения;

- Mobile WiMAX - мобильный доступ.

Fixed WiMAX. Фиксированный доступ представляет собой альтернативу широкополосным проводным технологиям. Стандарт использует диапазон частот 10-66 ГГц. Этот частотный диапазон из-за сильного затухания коротких волн требует прямой видимости между передатчиком и приёмником сигнала. С другой стороны, данный частотный диапазон позволяет избежать одной из главных проблем радиосвязи - многолучевого распространения сигнала. При этом ширина каналов связи в этом частотном диапазоне довольно велика (типичное значение - 25 или 28 МГц), что позволяет достигать скоростей передачи до 120 Мбит/с.

Fixed WiMAX

Рис. 4.1

Nomadic WiMAX. Сеансовый (кочующий) доступ добавил понятие сессий к уже существующему Fixed WiMAX. Наличие сессий позволяет свободно перемещать клиентское оборудование между сессиями и восстанавливать соединение уже с помощью других вышек WiMAX, нежели тех, что были использованы во время предыдущей сессии. Такой режим разработан в основном для портативных устройств, таких, как ноутбуки, КПК. Введение сессий позволяет также уменьшить расход энергии клиентского устройства, что тоже немаловажно для портативных устройств.

Portable WiMAX. Для режима Portable WiMAX добавлена возможность автоматического переключения клиента от одной базовой станции WiMAX к другой без потери соединения. Однако для данного режима всё ещё ограничена скорость передвижения клиентского оборудования - 40 км/ч. Впрочем, уже в таком виде можно использовать клиентские устройства в дороге (в автомобиле при движении по жилым районам города, где скорость ограничена, на велосипеде, двигаясь пешком, т.д.). Введение данного режима сделало целесообразным использование технологии WiMAX для смартфонов и КПК.

Mobile WiMAX был разработан в стандарте 802.16e-2005 и позволил увеличить скорость перемещения клиентского оборудования до более 120 км/ч.

Mobile WiMAX

Рис. 4.2

Основными достижениями мобильного режима можно считать нижеприведённые факторы:

1. Устойчивость к многолучевому распространению сигнала и собственным помехам;

2. Масштабируемая пропускная способность канала;

3. Технология Time Division Duplex (TDD), которая позволяет эффективно обрабатывать ассиметричный трафик и упрощает управление сложными системами антенн за счёт эстафетной передачи сессии между каналами;

4. Технология Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), которая позволяет сохранять устойчивое соединение при резкой смене направления движения клиентского оборудования;

5. Распределение выделяемых частот и использование субканалов при высокой загрузке позволяет оптимизировать передачу данных с учётом силы сигнала клиентского оборудования;

6. Управление энергосбережением позволяет оптимизировать затраты энергии на поддержание связи портативных устройств в режиме ожидания или простоя;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7