Ban đầu đặc tả PHY đƣợc định nghĩa cho 10–66 GHz là :Truyền lan LOS (line-of-sight - tầm nhìn không bị vật cản), kiến trúc “điểm- đa điểm”,và sử dụng điều biến sóng đơn mang. Để khắc phục hạn chế truyền LOS trong dải 10-66 GHz, lớp vật lý 2–11 GHz đƣợc thiết kế do nhu cầu theo hƣớng hoạt động NLOS (non- line-of-sight) và mỗi đặc tả đều đƣa ra tính hoạt động cùng nhau.
Về cơ bản, BS truyền một tín hiệu TDM với những trạm thuê bao riêng lẻ đƣợc định vị những khe thời gian theo chu kỳ. Sự truy cập theo hƣớng đƣờng lên cho bởi TDMA. Tiếp theo những thảo luận mở rộng về duplexing, một thiết kế “burst” đƣợc chọn cho phép cả TDD (timedivision duplexing), tại đó đƣờng lên và đƣờng xuống dùng chung một kênh nhƣng không truyền cùng lúc và FDD (frequency-division duplexing), tại đó đƣờng lên và đƣờng xuống hoạt động trong những kênh riêng biệt. Thiết kế “burst” này cho phép cả TDD lẫn FDD đƣợc xử lý theo cách tƣơng tự. Những lựa chọn một trong hai TDD và FDD hỗ trợ những “burst” thích ứng, trong đó những tùy chọn điều biến và mã hóa có thể đƣợc gán động trên cơ sở từng “burst” một.
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/
a\ Định dạng khung
Đặc tả PHY đƣợc định nghĩa cho 10 – 66 GHz sử dụng điều biến sóng mang đơn dạng “burst” với burst-profiling thích ứng, ở đó những tham số truyền, bao gồm các kế hoạch điều biến và mã hóa, có thể đƣợc điều chỉnh riêng cho mỗi trạm thuê bao (subscriber station, SS) trên cơ sở từng khung (frame) một.
Hệ thống sử dụng một khung 0.5, 1 hoặc 2 ms. Khung này đƣợc chia ra thành những khe vật lý cho mục đích cấp phát và nhận biết dải thông thuộc các chuyển tiếp PHY.
Một khe vật lý đƣợc định nghĩa cho 4 ký hiệu QAM (quadrature amplitude modulation). Trong phƣơng án TDD của PHY, khung con của đƣờng lên kế tiếp theo khung con của đƣờng xuống trong cùng một tần số sóng mang. Trong phƣơng án FDD, các khung con của đƣờng lên và đƣờng xuống cuối cùng cũng trùng khớp nhƣng chúng đƣợc mang trên những tần số riêng biệt.
Khung con của đƣờng xuống bắt đầu với một đoạn điều khiển khung có chứa DL-MAP cho khung đƣờng xuống hiện hành cũng nhƣ UL-MAP cho thời gian định rõ trong tƣơng lai. Khung con đƣờng xuống có chứa một TDM-portion (đoạn TDM) ngay tiếp theo đoạn điều khiển khung. Dữ liệu đƣờng xuống đƣợc truyền tới mỗi SS khi sử dụng một burst-profile thỏa thuận.
Mào đầu khởi đầu khung là dãy 32 ký hiệu đƣợc tạo ra bằng lặp một dãy 16 ký hiệu. Khung điểu khiển chức năng đƣợc sử dụng để chuyển thông tin điều kiểm cho kênh tới tất cả các SS, và dữ liệu này không đƣợc bảo mật.
Trong các hệ thống, sau đoạn TDM là một đoạn TDMA có chứa một đoạn mở đầu (preamble) phụ tại điểm xuất phát của mỗi burst-profile mới. Đặc tính này cho phép hỗ trợ tốt hơn các SS bán song công.
Trong một hệ thống FDD đƣợc hoạch định hiệu quả với nhiều SS bán song công, một số có thể truyền sớm hơn trong khung hơn là chúng nhận. Vì bản chất bán song công, các SS này mất sự đồng bộ hóa với đƣờng xuống. TDMA-preamble cho phép chúng lấy lại sự đồng bộ hóa đó.
Type PHY Synchronization
DCD
Count BS_ID low BS_ID high
Element count
Hình 2.8: Khuôn dạng thông điệp DL_MAP
- Type(8 bit) :kiểu thông điệp quản trị.có giá trị mặc định là 2. - PHY Synchronization (32 bit):trƣờng đồng bộ vật lý
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ - DCD Count (8 bit): bộ đếm DCD.
- Base station _ID low (32bit): mã nhận dạng BS thấp. - Base station _ID high (16bit): mã nhận dạng BS cao. - Element count (16 bit) số lƣợng phần tử DL_MAP.
DL-MAP của đoạn điều khiển khung cung cấp tới các SS các đặc tuyến của đƣờng xuống luôn có thể ứng dụng cho khung hiện thời và luôn có độ dài tối thiểu là hai block FEC. Sự chuyển tiếp PHY đầu tiên đƣợc biểu thị trong block FEC đầu tiên, cho phép thời gian xử lý thích ứng. Trong cả hai hệ thống TDD và FDD, UL- MAP cung cấp các định vị bắt đầu không muộn hơn khung đƣờng xuống tiếp theo. Tuy vậy, UL-MAP có thể định vị sự khởi đầu khung hiện thời miễn là những thời gian xử lý và những độ trễ toàn phần (round-trip delay) phải đƣợc giám sát.
Type DL Ch_ID CCC PTR
Hình 2.9: Khuôn dạng thông điệp DCD
- Type: (8 bit) kiểu thông điệp quản trị có giá trị =1.
- DL Ch_ID: Downlink Channel ID (8 bit) chỉ thị kênh đƣờng xuống. - CCC (8 bit): Bộ đếm thay đổi cấu hình.
- PTR (16 bít): Trƣờng con trỏ định dạng cấu trúc đặc trƣng vật lý cho kênh đƣờng xuống.
DCD là thông điệp mô tả kênh đƣờng xuống một bộ nhận dạng BS 48 bit có thể lập trình trong DL_MAP. Bộ nhận dạng này và DCD dùng để nhận dạng kênh, đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp khi SS nằm trên đƣờng bao vùng phủ sóng.
Type UL Ch_ID UCD count
Element count
Allocation start time
Hình 2.10: Khuôn dạng thông điệp DL_MAP
- Type: (8 bit) kiểu thông điệp quản trị có giá trị = 3.
- UL Ch_ID: Uplink Channel ID (8 bit) chỉ thị kênh đƣờng lên. - UCD count: (8 bit) bộ đếm UDC.
- Element count: (16 bit) số lƣợng phần tử UL_MAP. - Allocation start time(32 bit) :thời điểm bắt đầu phân phối.
Type UL Ch_ID CCC RngBS RngBE ReqBS ReqBE PHY_Ptr List_Ptr
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ - Type: (8 bit) kiểu thông điệp quản trị có giá trị =0.
- UL Ch_ID : Uplink Channel ID (8 bit) chỉ thị kênh đƣờng lên. - CCC (8 bit): Bộ đếm thay đổi cấu hình.
- RngBS (8bit) điểm bắt đầu sắp xếp. - RngBE (8bit) điểm kết thúc sắp xếp. - ReqBS (8bit) điểm bắt đầu gửi yêu cầu. - ReqBE (8bit) điểm kết thúc gửi yêu cầu.
- PHY_Ptr (16 bít): Trƣờng con trỏ định dạng cấu trúc đặc trƣng vật lý cho kênh đƣờng xuống.
- List_Ptr (16 bít):trƣờng mô tả kiểu con trỏ định dạng các loại burst.
UDC đƣợc sử dụng để cung cấp cho các SS thông tin về yêu cầu cơ chế cụm đƣờng lên. Thông tin UL_MAP nhận đƣợc bằng việc sử dụng bộ nhận dạng kết nối CID. Thông điệp này cung cấp một mã sử dụng xung nhịp đƣờng lên UIUC đƣợc SS sử dụng để truyền lên. Thông điệp UL_MAP và UCD đƣợc mô tả nhƣ hình trên.
Khung con đƣờng lên
Không giống nhƣ đƣờng xuống, UL-MAP cấp giải thông cho các SS cụ thể. Các SS truyền trong vùng cấp phát đƣợc ấn định có sử dụng burst-profile chỉ rõ bởi UIUC (Uplink Interval Usage Code) trong mục vào (entry) UL-MAP cấp dải thông cho chúng. Khung con đƣờng lên có thể cũng chứa những định vị trên cơ sở cạnh tranh cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu và “broadcast” hay “multicast” các yêu cầu dải thông. Những cơ hội truy cập cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu đƣợc xác định độ lớn để cho phép thêm thời gian bảo vệ các SS mà chúng đã không đƣợc giải quyết thời gian truyền cần thiết để bù lại độ trễ toàn phần (round-trip delay) cho BS.
Có 3 loại cụm có thể hiện diện trong bất kỳ khung con đƣờng lên nào:
- Cụm tranh chấp :dựa trên duy trỳ ban đầu hoắc các cơ hội truy nhập ban đầu - Cụm tranh chấp dựa trên cơ hội mắc dịnh bằng khoảng thời gian yêu cầu để
đáp ứng truyền đa hƣớng hoặc vòng quảng bá
- Không tranh chấp dựa trên định vị khoảng thời gian đƣợc sắp xếp tới SS đặc biệt trong UL_MAP đảm bảo băng thông từ BS.
Các cụm trên đều có thể có trong bất kỳ khung nào. Không giống nhƣ UL_MAP cấp băng thông cho các SS cụ thể. Khung con đƣờng lên có thể chứa các định vị trên cơ sở tranh chấp cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu.
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/
b\Lớp con hội tụ truyền TC (transmission convergence).
Giữa PHY và MAC là một lớp con hội tụ truyền TC (transmission convergence). Lớp này thực hiện sự biến đổi các PDU (protocol data units) MAC độ dài có thể thay đổi vào trong các block FEC độ dài cố định (cộng thêm có thể là một block đƣợc rút ngắn vào đoạn cuối) của mỗi “burst”. Lớp TC có một PDU có kích thƣớc khớp với block FEC hiện thời bị đầy. Nó bắt đầu với một con trỏ chỉ ra vị trí đầu mục PDU MAC tiếp theo bắt đầu bên trong block FEC.
Hình 2.12 Khuôn dạng PDU_TC
Khuôn dạng PDU TC cho phép đồng bộ hóa lại PDU MAC tiếp sau trong trƣờng hợp block FEC trƣớc đó có những lỗi không thể phục hồi đƣợc. Không có lớp TC, một SS hay BS nhận sẽ mất toàn bộ phần còn lại của một “burst” khi một lỗi không thể sửa chữa xuất hiện.