Nguồn năng lượng và chuyển giao là hai vấn đề then chốt cho ứng dụng di
động. Mobile WiMAX hỗ trợ Chếđộ Ngủ (Sleep Mode) và chế độ rỗi (Idle Mode)
để nguồn của trạm MS hoạt động hiệu quả. Mobile WiMAX cũng hỗ trợ chuyển giao liền mạch khi MS chuyển từ một BS này sang một BS khác với tốc độ di chuyển mà không bị ngắt kết nối.
Quản lý nguồn năng lượng
Mobile WiMAX hỗ trợ hai chế độ sử dụng nguồn hiệu quả - Sleep Mode và Idle Mode.
- Sleep Mode là trạng thái mà MS ở trong giai đoạn trước khi có bất cứ trao
đổi thông tin gì với trạm gốc qua giao diện vô tuyến. Nhìn từ phía trạm gốc, những giai đoạn này có đặc điểm là không khả dụng với MS cho cả hướng xuống (DL) hay hướng lên (UL). Chếđộ Sleep Mode cho phép MS tối thiểu năng lượng tiêu thụ và tối thiểu tài nguyên vô tuyến của trạm gốc. Chế độ
Sleep Mode cũng cung cấp khả năng linh hoạt cho MS để dò các trạm gốc khác để thu thập thông tin hỗ trợ chuyển giao (handoff) trong chế độ Sleep Mode.
- Idle Mode cung cấp một cơ chế cho MS để sẵn sàng một cách định kỳ nhận các bản tin quảng bá hướng xuống (DL) mà không cần đăng ký với một trạm gốc xác định nào khi MS di chuyển trong một môi trường có đường truyền vô tuyến được phủ sóng bởi nhiều trạm gốc. Chế độ Idle Mode làm lợi cho MS bằng cách loại bỏ yêu cầu chuyển giao (handoff) và các hoạt động bình thường khác và làm lợi cho mạng và trạm gốc bằng cách loại bỏ giao diện vô tuyến và lưu lượng chuyển giao (handoff) của mạng từ các MS không hoạt
động trong khi vẫn cung cấp một phương pháp đơn giản để báo cho MS về
lưu lượng DL đang xử lý.
Chuyển giao
Có ba phương pháp chuyển giao được chuẩn 802.16e hỗ trợ - Chuyển giao cứng (Hard Handoff – HHO), Chuyển trạm gốc nhanh (Fast Base Station Switching – FBSS) và Chuyển giao phân tập vĩ mô (Macro Diversity Handover – MDHO).
- Hard Handoff - đây là chức năng chuyển vùng dạng “phá vỡ trước khi thực hiện” "break before make" khi các thiết bị đầu cuối khách hàng không kết nối với bất kỳ trạm gốc nào trước khi kết nối với trạm gốc tiếp theo.
- FBSS - mạng chuyển vùng thuê bao giữa các trạm gốc trong khi vẫn duy trì sự kết nối mạng lõi với trạm gốc
- MDHO (Macro-diversity handover) - thuê bao duy trì một kết nối với đồng thời 2 hoặc nhiều trạm gốc để tạo sự chuyển vùng không bị gián đoạn với chất lượng kết nối cao nhất.
Trong đó, chuyển giao HHO là bắt buộc còn FBSS và MDHO là hai chế độ
tuỳ chọn. Diễn đàn Wimax đã phát triển một vài công nghệ chuyển giao cứng rất thích cực trên nền tảng chuẩn 802.16e. Những cải tiến này được phát triển với mục
đích giữ cho trễ chuyển giao lớp 2 ít hơn 50 ms.
Tại chếđộ chuyển giao cứng HHO, MS chỉ duy trì kết nối với chỉ một BS duy nhất trong cùng một thời điểm. Kết nối của MS với trạm BS cũ sẽ được phá vỡ
trước khi kết nối mới được thiết lập. Chuyển giao được thực hiện sau khi cường độ
tín hiệu ở các cell kế cận vượt quá cường độ tín hiệu tại cell hiện thời. Phần ranh giới giữa các cell được coi như là nơi có sự chuyển giao cứng xảy ra.
Hình 3.17 thể hiện mức tín hiệu khi chuyển giao cứng HHO.
Hình 3.17: Chuyển giao cứng HHO
Khi được hỗ trợ FBSS, MS và BS duy trì một danh sách các BS mà liên quan
đến FBSS với MS. Tập này gọi là một tập tích cực (Set Active). Trong FBSS, MS tiếp tục theo dõi các trạm gốc trong tập Active Set. Khi hoạt động trong FBSS, MS chỉ trao đổi với Anchor BS cho các bản tin đường lên và đường xuống chứa các kết nối lưu lượng và quản lý.
Việc chuyển từ một Anchor BS đến trạm khác (chẳng hạn chuyển giao BS)
được thực hiện mà không cần có sự hiện diện của các bản tin báo hiệu HO. Các thủ
tục cập nhật “mỏ neo” được thực hiện bởi cường độ tín hiệu giữa trạm gốc phục vụ
thông qua kênh CQI. Một chuyển giao FBSS bắt đầu một quyết định dựa trên MS nhận hoặc phát dữ liệu từ trạm anchor BS mà nó có thểđược thay đổi trong tập tích cực. MS dò tìm các BS lân cận và lựa chọn trạm nào thích hợp nhất trong tập tích cực.
Hình 3.18 mô tả việc một MS chuyển giao trạm gốc nhanh.
Hình 3.18: Chuyển trạm gốc nhanh (FBSS)
MS gửi báo cáo cho BS được chọn và thủ tục cập nhật tập tích cực được thực hiện bởi BS và MS. MS tiếp tục theo dõi cường độ tín hiệu của các BS trong tập tích cực và lựa chọn một BS để trở thành anchor BS. MS gửi báo cáo đến BS lựa chọn trên kênh CQICH hoặc MS khởi tạo bản tin yêu cầu HO. Một yêu cầu quan trọng của FBSS là dữ liệu sẽ được truyền đồng thời đến tất cả các phần tử của tập các BS hoạt động sẵn sang phục vụ MS.
Đối với các MS và BS hỗ trợ MDHO, MS và BS duy trì một tập các BS hoạt
động mà có chế độ MDHO với MS, được gọi là tập phân tập (Diversity Set) . Tập này được định nghĩa cho mỗi MS ở trong mạng. Trong số các BS của tập các trạm gốc hoạt động, một BS mỏ neo được định nghĩa.
Chếđộ thông thường để hoạt động chính là một trường hợp cụ thể của MDHO với tập các trạm gốc hoạt động chỉ gồm một BS đơn lẻ. Khi hoạt động trong chếđộ
MDHO, MS trao đổi với tất cả BS trong tập các trạm gốc hoạt động thông qua các bản tin đơn hướng cả hướng lên và hướng xuống. Một phiên MDHO bắt đầu khi một MS quyết định truyền và nhận lưu lượng và bản tin đơn hướng từ nhiều BS trong cùng khoảng thời gian.
Hình 3.19 mô tả việc một MS chuyển giao phân tập.
Hình 3.19: Chuyển giao phân tập MDHO
Đối với MDHO đường xuống, có hai hoặc nhiều hơn BS cung cấp khả năng truyền đồng bộ cho dữ liệu đường xuống MS và như vậy kết hợp phân tập được thực hiện ở MS. Đối với đường lên MDHO, việc truyền dẫn từ MS được thu bởi nhiều BS ở đó thông tin phân tập lựa chọn nhận được thực hiện. Trạm BS cũng có thể nhận được tín hiệu kết nối giữa các MS với các trạm BS khác, tuy nhiên khi đó cấp độ cường độ tín hiệu không đủ đểđược coi như là một BS kế cận.