Trong các chuẩn IEEE 802.16 còn một số chuẩn khác liên quan trong Wimax, sau đây là một số chuẩn đó [E10], [E15].
a). IEEE 802.16f
Nhóm nghiên cứu quản lí mạng - NMSG (Network Management Study Group) của IEEE 802.16 được thành lập vào 8/2004. Mục đích của nhóm là định nghĩa thông tin quản lí cơ bản – MIB (Management Information Base) cho lớp MAC và PHY, liên quan tới quá trình xử lí. Nhóm làm việc thực hiện triển khai 802.16f để cung cấp MIB cho hệ thống truy nhập không dây băng rộng vào tháng 9/2005.
IEEE 802.16f cung cấp chế độ quản lí tham khảo cho các mạng 802.16-2004 cơ bản. Chế độ này bao gồm một hệ quản lí mạng – NMS (Network Management System), các node mạng, cơ sở dữ liệu luồng dịch vụ. BS và các node quản lí được lựa chọn theo yêu cầu của thông tin quản lí và cung cấp tới các NMS thông qua các giao thức quản lí, như SNMP (Simple Network Management Protocol) qua kết nối quản lí thứ 2 đã định nghĩa trong 802.16-2004. IEEE 802.16f dựa trên các SNMP phiên bản 2, và có thể hướng về các SNMP phiên bản 1, và hiện này đang lựa chọn hỗ trợ SNMP phiên bản 3.
b). IEEE 802.16i
Dự án IEEE 802.16i được bắt đầu vào tháng 12/2005 trong NMSG để hoàn thiện hoặc thay thế cho 802.16f. Mục đích của 802.16i là cung cấp cải tiến di động trong MIB 802.16 trong tầng MAC, tầng PHY và các quá trình liên quan tới quản lí. Nó sử dụng phương pháp luận giao thức trung bình (Protocol-neutral Methodology)
cho việc quản lí mạng để xác định chế độ tài nguyên và liên hệ thiết lập giải pháp cho quản lí các thiết bị trong mạng di động 802.16 đa nhà cung cấp.
c). IEEE 802.16g
Dự án IEEE 802.16g được bắt đầu vào tháng 8/2004 trong NMSG. Mục đích của 802.16g là tạo ra các quá trình và triển khai dịch vụ của 802.16-2004 và 802.16- 2005, cung cấp hệ thống quản lí mạng để quản lí tương thích và hiệu quả tài nguyên, tính di động và phổ của mạng, và mặt bằng quản lí chuẩn cho các thiết bị 802.16 cố định và di động.
802.16g định nghĩa các lớp con hội tụ gói chung – GPCS(Generic Packet Convergence Sublayer), là lớp con không phụ thuộc vào giao thức lớp trên, nó hỗ trợ đa giao thức thông qua giao diện không gian 802.16. GPCS được thiết kế cho việc quản lí kết nối linh hoạt hơn bằng các thông tin từ các giao thức của lớp trên mà không cần phân tích tiêu đề. Đây là việc thực hiện cho phép các giao thức lớp trên để xác định rõ thông tin tới các điểm truy nhập dịch vụ-SAP(Service Access Point) và hướng dẫn thông tin tới các kết nối MAC riêng. GPCS cung cấp các cách lựa chọn tới để ghép nhiều mức giao thức qua kết nối 802.16. Hiện nay 802.16g vẫn đang được phát triển.
d). IEEE 802.16k
IEEE 802.16k được thành lập vào tháng 3/2006 bởi NMSG để phát triển hàng loạt các chuẩn cho IEEE 802.16 và IEEE 802.1D cho lớp chuyển giao 802.16 MAC. Nhóm nghiên cứu 802.16k làm việc để định nghĩa các quá trình cần thiết và cải tiến lớp MAC để cho phép 802.16-2004 hỗ trợ liên kết các hàm định nghĩa trong 802.1D. Chuyển giao Transparent mà giống như LAN truyền thông của tất cả công nghệ 802.1x, để truyền dẫn một node từ đầu bởi tất cả các node khác trong mạng LAN. Tuy nhiên, các thiết bị của 802.16-2004 có thể truyền dẫn đệm bởi các địa chỉ, tránh việc tập trung chuyển giao từ các địa chỉ đang học. Vấn đề mà các địa chỉ của 802.16k miêu tả, chính là cách mà dịch vụ lớp con bên trong-ISS(Internal Sublayer Service) được hướng dẫn trong lớp con 802 hội tụ và cách mà các gói tin được xử lí ở phía sau mà dịch vụ phía dưới ISS gần như các chế độ LAN hiệu quả hơn, do đó các
liên kết có thể làm việc được. Hơn nữa, 802.16k cung cấp hỗ trợ cho 802.1p đầu cuối tới đầu cuối ưu tiên dữ liệu qua hướng dẫn 1-1 ưu tiên người sử dụng.
e). IEEE 802.16h
Nhóm làm việc được miễn đăng kí – LETG(License-Exempt Task Group)) của IEEE 802.16 được bắt đầu vào tháng 12/2004 để phát triển chuẩn nhằm cải thiện phương pháp cho hoạt động của phổ miễn đăng kí. Mục đích chính của IEEE 802.16h nhằm phát triển cải thiện các thiết bị 802.16-2004 và tồn tại linh hoạt với các hệ thống khác mà sử dụng cùng băng tần. Việc cải tiến trong xử lí với mục đích nhằm áp dụng các phổ tần số đã định nghĩa trong 802.16-2004.
Việc thiết kế 802.16h một giao thức tồn tại mà được định nghĩa trong mức IP và duy trì trong truyền thông BS-BS. Giao thức tồn tại hướng dẫn các phương pháp cho việc tính toán và thỏa thuận của phổ tài nguyên vô tuyến giữa các BS trong dải nhiễu. Việc xử lí được sử dụng các giao thức tồn tại trong nhiễu nhằm giải quyết dựa trên hoạt động nhiễu trong miền tần số và thời gian. Đầu tiên là hoạt động nhiễu trong miền tần số nhận được, sau đó là hoạt động duy trì nhiễu trong miền thời gian.
f). IEEE 802.16j
Nhóm làm việc chuyển tiếp – RTG (Relay Task Group) của IEEE 802.16 trong việc tập hợp triển khai phát triển các cải tiến để mở rộng IEEE 802.16e - 2005 để hỗ trợ hoạt động chuyển tiếp đa hops. Nhóm nghiên cứu chuyển tiếp đa hops di động – MMRSG (Mobile Multihop Relay Study Group) trong việc chi phí cho dự án IEEE 802.16j kể từ tháng 7/2005. Nhóm nghiên cứu đã giải tán vào tháng 3/2006 và dự án được gán cho nhóm nghiên cứu chuyển tiếp, sẽ tiếp tục để làm việc trong dự án mà vẫn tiếp tục những bản nháp phác thảo đầu tiên.
1.4 LỚP VẬT LÝ
Lớp PHY là lớp chịu trách nhiệm về quá trình truyền của khung, cung cấp kết nối vô tuyến giữa BS và SS. Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa các kỹ thuật khác nhau để truyền thông tin qua môi trường vô tuyến.
Chuẩn IEEE 802.16 hỗ trợ 2 băng tần: băng tần 10-66 GHz và 2-11 GHz.
+ Băng tần 10-66 GHz hỗ trợ cho các môi trường truyền dẫn yêu cầu tầm nhìn thẳng LOS, không có vật cản giữa trạm phát và trạm thu. Đặc tả giao tiếp không gian (air interface) tại băng tần 10-66 Ghz được gọi là WirelessMAN-SC, sử dụng phương thức truy cập TDMA (Time Division Multiplexing Access) cho hướng truyền uplink và phương thức truy cập TDM (Time Division Multiplexing) cho hướng truyền downlink.
+ Băng tần 2-11 GHz (cấp phép và không cấp phép) hỗ trợ môi trường truyền dẫn không có tầm nhìn thẳng NLOS, tín hiệu có thể truyền qua các vật cản theo nhiều cách khác nhau.
Có 5 đặc tả lớp vật lý chuẩn IEEE 802.16 được mô tả trong bảng bên dưới:
Bảng 1.2. Đặc tả vật lý chuẩn IEEE 802.16
Giao diện đầu tiên của nó là WirelessMAN-SC. Nó hoạt động trong dải tần số 10- 66GHz, được thiết kế để ứng dụng trong LOS và thông qua điều chế sóng mang đơn. Nó được chọn bởi vì nó đủ lớn để cung cấp cho mạng viễn thông không dây băng thông rộng. Do tầm quan trọng trong việc quảng cáo ngày càng tăng trong dải tần số 2-11GHz cho NLOS nên một nhóm làm việc trong IEEE 802.16 đã phát triển thêm 3 loại giao diện. Ba loại giao diện mới là: WirelessMAN-SCa, WirelessMAN- OFDM và WirelessMAN-OFDMA.
- WirelessMAN-SCa: đây là giao diện sử dụng điều chế sóng mang đơn. - WirelessMAN-OFDM: sử dụng ghép kênh phân chia theo tần số trực giao với 256 sóng mang.
- WirelessMAN-OFDMA: sử dụng truy cập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao với 2048 sóng mang để cung cấp nhiều hơn một sóng mang trên một trạm thuê bao SS.
Ngày nay, do FFT cho phép làm việc với số lượng sóng mang lớn nên WirelessMAN-HUMAN đã ra đời.
Lớp vật lý chuẩn IEEE 802.16 sử dụng phương pháp điều chế OFDM, băng tần được chia thành nhiều sóng mang con trực giao với nhau nhằm đạt được thông lượng dữ liệu và khoảng cách truyền tối đa, chống nhiễu hiệu quả.
Ngoài ra, lớp vật lý còn cung cấp một số phương thức điều chế nhiều mức như BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM…cho phép truyền nhiều đơn vị thông tin trên một đơn vị thời gian. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lớp vật lý hỗ trợ cả 2 phương thức truyền song công: song công phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplex) và song công phân chia theo tần số FDD (Frequency Division Duplex). Chế độ TDD sử dụng các khe thời gian, mỗi một SS được BS cấp cho các khe thời gian sử dụng để truyền và nhận dữ liệu, cho phép dữ liệu truyền không đồng thời trên cả hai hướng uplink và downlink nhưng có thể sử dụng chung tần số. Chế độ song công FDD phân chia thành hai kênh uplink và downlink hoạt động trên hai tần số riêng biệt, cho phép truyền dữ liệu đồng thời trên cả hai hướng.
Các quá trình Ranging và DFS (Dynamic Frequency Selection) được thực thi tại lớp vật lý.
- Ranging là quá trình thực hiện điều chỉnh công suất phát của trạm BS đến trạm SS phù hợp với vị trí của trạm SS.
- DFS là quá trình tự động quét dải tần dành riêng cho SS để tìm một tần số hoạt động phù hợp.
1.5 LỚP MAC
Lớp MAC chuẩn IEEE 802.16 cung cấp giao diện hoạt động độc lập với lớp vật lý do giao diện lớp vật lý là giao diện vô tuyến. Phần chủ yếu của lớp MAC tập trung vào việc quản lý tài nguyên trên airlink (liên kết vô tuyến). Giải quyết được bài toán yêu cầu tốc độ dữ liệu cao trên cả hai kênh downlink và uplink. Các cơ chế điều khiển truy cập và thuật toán cấp phát băng thông hiệu quả có khả năng đáp ứng cho hàng trăm đầu cuối trên mỗi kênh.
Lớp MAC chuẩn IEEE 802.16 được xây dựng dựa trên kiến trúc tập trung, hỗ trợ mô hình Point-to-Point, Point-to-Multipoint (PMP) và Mesh. Trạm BS đóng vai trò trung tâm với một sectorized anten có khả năng điều khiển đồng thời nhiều sector độc lập.
Các giao thức lớp MAC chuẩn 802.16 là hướng kết nối. Vào thời điểm truy nhập mạng, mỗi SS sẽ tạo một hoặc nhiều kết nối để truyền tải dữ liệu trên cả hai hướng (downlink và uplink). Đơn vị lập lịch lớp MAC sẽ sử dụng tài nguyên airlink để cung cấp các mức QoS phân biệt. Lớp MAC cũng thực hiện chức năng tương thích liên kết (link adaption) và truyền lại tự động ARQ (Automatic Repeat Request) nhằm duy trì thông lượng dữ liệu đối đa với tỉ lệ lỗi bit BER (Bit Error Rates) chấp nhận được. Lớp MAC chuẩn IEEE 802.16 cũng điều khiển quá trình truy nhập và rời khỏi mạng của SS, thực hiện tạo và truyền các đơn vị dữ liệu giao thức PDU (Protocol Data Unit). Ngoài ra, lớp MAC chuẩn IEEE 802.16 còn cung cấp lớp con hội tụ đặc tả dịch vụ hỗ trợ lớp mạng tế bào ATM (Asynchronous Transfer Mode) và lớp mạng gói (Packet).
Lớp MAC chuẩn IEEE 802.16 bao gồm 3 lớp con
- Lớp con hội tụ đặc tả dịch vụ (Service-specific Convergency Sublayer - CS). - Lớp con phần chung MAC (MAC Common Part Sublayer – CPS).
Hình1.11 Mô hình lớp PHY và MAC