Mối quan hệ của các thành viên trong một piconet phụ thuộc vào chế độ bảo mật của piconet đó. Đối với các piconet không có chế độ bảo mật mối quan hệ giữa chúng sẽ được thiết lập ngay sau khi xử lý liên kết. Đối với piconet thực hiện bảo mật mối quan hệ sẽ được thiết lập sau khi nhận được MLME- MEMBERSHIP-UPDATE.request với biến Membership-Status được đặt là MEMBER.
4.5.5.1 Quá trình liên kết
Trước khi xử lý liên kết, DME sẽ phát ra yêu cầu MLME-SYNC.request và nhận phản hồi MLME-SYNC.Confirm. Trước khi DEV hoàn thành xử lý liên kết, tất cả các khung gửi tới PNC sẽ được trao đổi trong CAP của siêu khung hoặc trong MCTA. Một DEV chưa liên kết khởi tạo quá trình liên kết bằng cách gửi lệnh yêu cầu liên kết đến PNC. Khi PNC nhận được yêu cầu, nó sẽ gửi một khung lệnh phản hồi để thông báo cho DEV biết rằng DEV vừa được liên kết và định danh của DEV đã được khai báo hoặc là từ chối liên kết và nguyên nhân từ chối. Đối với những lúc liên kết sử dụng MCTA thì lệnh phản hồi liên kết được gửi trong MCTA với nguồn là PNCID và đích là ID của DEV chưa liên kết.
PNC sẽ báo nhận cho tất cả những gì nhận được trong lệnh yêu cầu liên kết bằng cách gửi khung báo nhận tức thời. Việc gửi báo nhận cho lệnh yêu cầu liên kết không có nghĩa là DEV đã được liên kết. PNC cần nhiều thời gian để xác định định danh cho DEV và đảm bảo rằng DEV có đủ tài nguyên hỗ trợ tốt cho các DEV khác trong piconet. PNC có thể duy trì một danh sách địa chỉ DEV được phép tham gia vào piconet. Nếu danh sách này được sử dụng, khi PNC nhận được yêu cầu liên kết nó sẽ tra cứu trong danh sách đó, nếu không có nó sẽ gửi lệnh phản hồi chứa mã nguyên nhân được đặt giá trị tương ứng với trạng thái từ chối liên kết. Nếu PNC quyết định rằng hiện tại nó có đủ tài nguyên để hỗ trợ cho thiết bị mới này, nó sẽ gửi lệnh phản hồi chứa mã nguyên nhân có giá trị tương ứng với trạng thái liên kết thành công.
Một số giá trị của mã nguyên nhân: 0 –> Thành công
1 –> Sẵn sàng phục vụ với số lượng DEV tối đa. 2 –> Thiếu thời gian kênh để phục vụ DEV 3 –> Kênh không sẵn sàng để phục vụ DEV
4 –> PNC đang tắt không có DEV có nhiều tiềm năng trở thành PNC trong piconet
5 –> piconet hàng xóm không cho phép 6 –> Xử lý thay đổi kênh
7 –> Xử lý chuyển vùng PNC 8 –> Từ chối liên kết
9–255 –> reserved
Khoảng thời gian khác nhau giữa lúc PNC gửi báo nhận tức thời cho lệnh yêu cầu liên kết của DEV và lúc PNC gửi lệnh phản hồi liên kết sẽ không được vượt quá mAssocRespConfirmTime. Lệnh phản hồi yêu cầu liên kết không phải là khung gửi trực tiếp nghĩa là báo nhận tức thời không được yêu cầu cho lệnh này, nếu nó được yêu cầu thì khi có nhiều DEV cố gắng liên kết trong khoảng thời gian giống nhau, tất cả đều gửi ACK và sẽ đụng độ. Vì thế, trường ACK Policy trong lệnh phản hồi liên kết sẽ được đặt là no-ACK. Mỗi DEV khi thử liên kết sẽ so sánh địa chỉ DEV của nó với trường địa chỉ DEV trong lệnh phản hồi liên kết, nếu đúng thì DEVID được chấp nhận cho các giao tiếp sau này. Một DEV chưa liên kết nhận được lệnh phản hồi liên kết có địa chỉ DEV trùng với địa chỉ DEV của chính nó, nó sẽ gửi lệnh yêu cầu liên kết thứ 2 trong CAP hoặc trong MCTA liên kết với trường SrcID được đặt là DEVID mới khai báo của nó. Khi PNC nhận được lệnh này nó sẽ gửi báo nhận tức thời với trường DestID được đặt là SrcID trong lệnh nó nhận được. PNC sau khi gửi báo nhận nó sẽ
khởi tạo DEV Association IE có các trường DEVID, DEV address, DEV Capabilities và trường Association Status được đặt giá trị tương ứng với ý nghĩa ―đã được liên kết‖. Khi DEV nhận được báo nhận của PNC, nó sẽ tự liên kết. Các thành viên trong piconet nhận được Beacon chứa DEV Association IE thì chúng sẽ sử dụng IE này để cập nhật danh sách các DEV đã được liên kết trong piconet.
PNC khởi tạo bộ đếm thời gian ATP khi nó gửi lệnh phản hồi liên kết cho DEV mới. DEV cần gửi lệnh yêu cầu lần 2 trước khi hết giờ. Nếu PNC nhận được lệnh yêu cầu thứ 2 sau khi đã hết giờ thì nó sẽ gửi lệnh yêu cầu phân tách đến DEV để thông báo rằng liên kết bị lỗi
Hình 4.20: Quá trình liên kết với PNC
4.5.5.2 Quá trình phân tách
Khi PNC cần loại bỏ một DEV ra khỏi piconet, PNC sẽ gửi lệnh yêu cầu phân tách đến DEV đó. Khi DEV muốn rời khỏi piconet thì nó cũng gửi lệnh yêu cầu phân tách tới PNC. Các lệnh phân tách sẽ được báo nhận tức thì. Nếu các DEV không nhận được Beacon của PNC trong khoảng thời gian của đồng hồ ATP, DEV sẽ tự nó xem xét phân tách khỏi piconet và có thể sẽ thử liên kết
lại. DEV thông báo cho DME biết rằng thời gian đồng hồ ATP đã hết bằng cách sử dụng MLME-ATP-EXPIRED.ind.
Khi PNC nhận được lệnh yêu cầu phân tách hoặc đồng hồ ATP hết giờ thì nó sẽ thông báo trong Beacon. PNC sẽ thực hiện thủ tục kết thúc luồng dữ liệu cho mỗi CTA đã được đăng ký với DEV phân tách. Các DEV thành viên của piconet sẽ sử dụng các thông tin trong thủ tục này để cập nhật danh sách các DEV liên kết và để quyết định xem có nên lắng nghe và truyền trong CTA này không. Các DEV đã phân tách sẽ mất DEVID.
Hình 4.21: Quá trình thiết bị khởi tạo phân tách
Kết luận chung:
- So sánh 802.15.3 với 802.15.4:
+ Giống nhau: 802..15.4 và 802.15.3 là hai chuẩn cho mạng cá nhân vì vậy nó có một số điểm giống nhau như sau:
Cả hai chuẩn đề là chuẩn dùng cho mạng các nhân có phạm vi hoạt động hẹp.
Hai chuẩn thiết kế nhằm mục tiêu: chi phí thấp, tiêu tốn ít năng lượng Sử dụng giải tần 2.4GHz
Sử dụng cấu trúc siêu khung để điều khiển môi trường truyền. Sử dụng kỹ thuật CSMA/CA để truy cập kênh truyền
+ Khác nhau:
802.15.4 802.15.3
- Là mạng cá nhân tốc độ thấp: 20, 40 hoặc 250 kbps
- Ứng dụng cho truyền thông với các thiết bị không dây có tốc độ dữ liệu thấp
- Sử dụng 16 kênh trong dải 2450MHz, 10 kênh trong dải 915 MHz, 1 kênh trong dải 868 MHz. - Tầng MAC:
+ Không đợi một khoảng thời gian cố định trước khi truy cập kênh truyền. + Kích thước cửa sổ tranh chấp không tăng theo hàm mũ.
+ Thủ tục backoff được thực hiện không quá 6 lần.
+ Sử dụng kỹ thuật Slotted CSMA/CA và Unslotted CSMA/CA
- Là mạng cá nhân có tốc độ dữ liệu cao: 11, 22, 33, 44 hoặc 55 Mbps - Ứng dụng cho truyền thông đa phương tiện, đòi hỏi đảm bảo chất lượng dịch vụ
- Sử dụng 4 kênh trong dải 2.4GHz.
- Tầng MAC:
+ Đợi một khoảng BIFS
+ Kích thước cửa sổ tăng theo hàm mũ (tối đa là 26
) + Không quá 3 lần
+ Có sử dụng thêm kỹ thuật TDMA để truy cập kênh truyền trong CTAP.
- So sánh giữa 802.11 và 802.15.3
802.11 802.15.3
- Sử dụng kỹ thuật CSMA/CA + RTS/CTS
- Sử dụng cho mạng doanh nghiêp - Tốc độ dữ liệu: 1- 2Mbps
- Đợi một khoảng DIFS trước khi truy cập kênh truyền.
- Sử dụng các chức năng của tầng MAC để điều khiển truy cập môi trường truyền - Sử dụng kỹ thuật trải phổ: DSSS, FHSS,… - Sử dụng CSMA/CA - Sử dụng cho mạng cá nhân - Tốc độ dữ liệu: 11, 22, 33, 44 hoặc 55 Mbps
- Đợi một khoảng BIFS trước khi truy cập kênh truyền.
- Sử dụng cấu trúc siêu khung để điều khiển truy cập môi trường truyền. - Sử dụng các phương phá điều chế: QPSK, DQPSK
CHƢƠNG 5: ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT CÁC GIAO THỨC MAC 802.11, 802.15.4 VÀ 802.15.3