Tóm lại, Tầng PHY là nơi mà thiết bị có thể lấy dữ liệu của tầng cao hơn và truyền dữ liệu qua không khí.Với chiều ngược lại của bên nhận, tầng PHY có trách nhiệm thu thập năng lượng ở ngoài không khí và chuyển nó thành dữ liệu, để đẩy lên tầng trên của ngăn xếp để xử lý. Hiện nay, với các dải sóng HDR (High Dynamic Range) tràn ngập thì sử dụng MB-OFDM là phù hợp và có ứng dụng cao.
Thay vì xử lý toàn bộ phổ tần số có sẵn như là một khối. MB-OFDM chia phổ thành các đoạn nhỏ hơn. Các nhóm băng tần ở mức cao nhất được kiểm soát riêng hoặc được tập hợp lại để đạt được các mục tiêu khác nhau. Việc phân chia phổ thành các kênh có dải tần hẹp hơn nhằm để giảm nhiễu và cung cấp tính linh hoạt khi sử dụng.
MB-OFDM sử dụng phổ tần phân đoạn thông qua 2 loại chính là TFI (sử dụng 3 băng tần trình tự khác nhau để truyền dữ liệu) và FFI (truyền dữ liệu ở băng tần đơn). Để tìm hiểu kỹ hơn có thể tham khảo tài liệu [24].
3.2.2 Tầng điều khiển truy nhập MAC
Giao thức của phân tầng điều khiển truy nhập MAC của 802.15.3 được phát hành tháng 11 năm 2003. Giao thức này phù hợp với tốc độ truyền dữ liệu cao của WPAN, tiết kiệm năng lượng, quản lý điều khiển công suất, hỗ trợ QoS và an ninh trong tầng vật lý. Công suất truyền của các thiết bị WPAN phải được điều khiển làm sao để không vượt qua các giới hạn được xác định trong các qui tắc của FCC. Sau đây chúng ta xem chi tiết về tầng MAC.
Hình 25: Tầng MAC điều khiển dòng dữ liệu truyền vào môi trường không khí và thực hiện các quy tắc công bằng để điều chỉnh giữa các giao thức
tranh chấp sử dụng đường truyền không dây
Tầng MAC ngay phía trên tầng PHY như hình vẽ 25, tầng MAC sử dụng sóng vô tuyến điện sẽ kết nối các điểm truy nhập dịch vụ - SAP (Service Access Point). PHY SAP tựa như cổng giao tiếp thông qua đó luồng dữ liệu (gói tin) từ tầng MAC chuyển qua PHY và ngược lại. Khi dữ liệu cần truyền đi từ thiết bị này đến thiết bị khác, chúng phải bắt đầu từ đỉnh của 1 ngăn xếp giao thức (WUSB, Bluetooth, …) và đi xuống từng tầng, đi ra ngoài thông qua phương tiện kết nối (RF hoặc có dây).
vào sóng điện từ truyền trong không khí ở bên truyền và thực hiện ngược lại ở bên nhận. MAC chịu trách nhiệm xử lý cấp đầu tiên của tiến trình chuyển dữ liệu.
Chẳng hạn như, kênh vô tuyến điện về bản chất của nó là tương đối không tin cậy. Không giống như các kênh truyền có dây, môi trường không dây có rất nhiều lỗi xảy ra khi truyền. Tầng MAC có trách nhiệm sửa lỗi. Đôi khi điều này thực hiện thông qua yêu cầu truyền lại. Khi truyền lại, trận tự của dữ liệu có thể bị đảo lộn. Các gói truyền lại thường không theo thứ tự lúc đầu . Do đó, trách nhiệm của MAC hiệu chỉnh lại thứ tự của dữ liệu. MAC sử dụng mẫu thứ tự của gói để khôi phục trận tự của dữ liệu.
Chức năng quan trọng khác của MAC là đặt địa chỉ. Nếu liên kết mạng có nhiều hơn 2 đối tác giao tiếp thì việc cần thiết là truyền đến đúng địa chỉ nơi nhận. Điều này đòi hỏi việc đặt địa chỉ. MAC SAP cung cấp việc đặt địa chỉ và chèn nó vào luồng giao tiếp dạng bắt buộc.
Để dữ liệu được trao đổi với các đối tác truyền thông được chính xác, nguyên vẹn và theo đúng thứ tự, chức năng tiếp theo của MAC là phải thực hiện quản lý được việc tranh chấp trong cùng môi trường truyền, chẳng hạn ứng dụng video đang sử dụng đường truyền, ứng dụng dữ liệu cũng muốn sử dụng đường truyền như vậy. Các vấn đề đó cần có quy tắc bảo đảm mỗi ứng dụng đều truy nhập vào môi trường truyền. Các giao thức được sử dụng để thiết lập bảo đảm đó gọi chung là QoS (Quality of Service). UWB MAC dùng một số giao thức khác nhau để đặt địa chỉ cho nhu cầu ứng dụng sử dụng sóng vô tuyến điện đó.
Trách nhiệm cuối cùng của MAC là điều khiển thông minh đối với các sóng vô tuyến điện cùng tồn tại. Chẳng hạn nếu ta tưởng tượng tình huống có 2 nhóm mạng, mạng các thiết bị UWB trong phòng khách và mạng khác trong phòng ngủ và ngăn cách 2 mạng này bởi cánh cửa khép kín. Kết hợp trong mỗi mạng sử dụng phổ độc lập và thời gian truyền được đồng bộ.
Với ví dụ trên khi cánh cửa 2 phòng mở. Khi đó 2 mạng có thể nghe thấy nhau dẫn đến mâu thuẫn giữa chúng về việc chọn mạng và xử lý thời gian
truyền của của các thành viên trong mạng. MAC chịu trách nhiệm phát hiện tình huống đó và tiến hành từng bước để thay đổi thời gian của mạng cho đến khi chúng được đồng bộ.
Sau đây, chúng ta lược qua lịch sử hình thành và tổ chức MAC. Đầu tiên, UWB được khởi xướng bởi nhóm ủy ban IEEE 802.15.3a. Công việc của tổ chức này là nhằm sửa đổi tầng PHY cho tương thích với tầng MAC 802.15.3 đã có. Bởi tầng MAC này chỉ là kế thừa từ mạng 802 (nhất là thiết kế của chuẩn 802.11). MAC của 802.15.3 có thiết kế AP (Access Point) giống với thiết kế AP của 802.11 (WiFi).
Công việc của 802.15.3a chủ yếu hướng tới phân đoạn của tầng PHY, bởi có 1 số thành viên quan trọng trong tổ chức cho rằng MAC hiện tại sử dụng tốt. Chủ yếu là các nhà sản xuất điện tử cho người tiêu dùng cảm thấy bất mãn, họ thấy thiết kế của 802.15.3 hiện tại không đáp ứng được yêu cầu trong các ứng dụng của họ.
Chỉ đến năm 2004, khi tiến trình xử lý của IEEE không đạt được kết quả như mong muốn đối với tầng PHY (có rất ít thay đổi cần thiết đối với MAC), một số thỏa hiệp của IEEE đã được ký kết để hỗ trợ sửa đổi thiết kế MAC, bởi vậy MAC được hỗ trợ phát triển hạ tầng phân cấp. Phát triển ban đầu được tổ chức ngắn hạn là MBOA, họ đã nỗ lực củng cố vấn đề của WiMedia và đưa ra các ý tưởng để tiêu chuẩn hóa ECMA. Trong quá trình sát nhập các tổ chức SIG với MBOA xuất hiện nhiều vấn đề phức tạp. Điều này dẫn đến việc phải thay đổi thiết kế MAC từ lõi của 802.15 thành 1 kiến trúc phân cấp mới.
Trong khi về tổng thể WiMedia và Bluetooth đã rất hoàn hảo với mô hình phân cấp của MAC thì Wimedia lại có vấn đề với mô hình phân cấp của USB. Ngược dòng lịch sử, các giao thức USB được thiết kế với giả định rằng PC chịu được chi phí cao và tính toán lớn, nhưng các thiết bị ngoại vi trên thì không thể. Việc giao thức giao tiếp khá lớn đưa vào trong các thiết bị ngoại vi là không khả thi bởi vì các thiết bị ngoại vi không thể tăng giá chỉ để thích ứng với sóng vô tuyến điện.
Giải pháp cho vấn đề này là xây dựng nơi xử lý tập trung. Nếu PC có thể hoạt động trên mạng ngang hàng với vai trò là người ủy quyền (proxy) cho các thiết bị ngoại vi phía sau nó thì về mặt logic vấn đề trên đã được xử lý. Để làm được điều đó nó cần sửa đổi là MAC cho phép PC tạo 1 khối thời gian trên mạng khi nó giao tiếp với các thiết bị ngoại vi sẽ không bị xung đột với các hoạt động P2P.
Khi nói về Wimedia MAC, nó sẽ bao gồm các thành phần của MAC sử dụng sóng vô tuyến điện phổ dụng. Còn khi nói về WUSB MAC nó sử dụng cùng kỹ thuật của WiMedia MAC và nó phải hoạt động trong suốt chu kỳ đặt trước của Wimedia (tức WUSB sẽ phụ thuộc vào Wimedia MAC và Wimedia là trung tâm điều khiển hoạt động).
Các phân đoạn tiếp theo sẽ trình bày vắn tắt về các tiến trình chính của Wimedia MAC.
a) Lựa chọn kênh.
Giả sử ta có WiMedia sóng vô tuyến điện UWB có đủ năng lượng và sẵn sàng để bắt đầu hoạt động, công việc đầu tiên của Wimedia là dò tìm kênh để hoạt động. Một kênh sẽ bao gồm nhiều nhóm băng tần và Time-Frequency Code (TFC).
Sau khi thông tin này được cung cấp cho PHY, trạm bắt đầu lắng nghe để dò tìm các trạm cần giao tiếp.
WiMedia MAC không thiết lập chính sách khi bắt đầu dò tìm đối tác giao tiếp. Chính vì vậy, thiết lập giao tiếp ban đầu gặp khó khăn nhưng điều này là cần thiết (bắt buộc) bởi vì WiMedia được thiết kế trên nền tảng sóng vô tuyến điện phổ biến. Do đó, nó cần được thiết kế chung để tất cả các SIG đối tác của WiMedia đều sử dụng được.
Ngoài ra, giả sử tồn tại piconet giữa các thiết bị thì thiết bị phát hiện đầu tiên việc cần thay kênh sẽ thực hiện lệnh gửi đến các thành viên khác của piconet thông báo thay đổi kênh đang được khuyến cáo và cũng thông báo rằng chúng nên đổi vị trí. Thay kênh không phải là điều kiện bắt buộc đối với
thành viên nhưng nó được cho rằng hầu hết thiết bị sẽ tuân theo yêu cầu khi chúng có thể làm điều đó. Các hoạt động sẽ tiếp tục lại tại vị trí mới.