Краткая характеристика радиоинтерфейса IEEE 802.20 – ЧАСТЬ 1

Системы MBWA предназначены для функционирования в сотовой среде с поддержкой уровней микро-, макро- и пикосот, обеспечивая высокомобиль­ному пользователю широкополосный доступ к различным услугам с малым временем задержки доставки информации. Реализуемые в радиоинтерфейсе IEEE 802.20 функции включают оценку качества сигнала и уровней сигналов соседних сот для обеспечения хэндовера, оценку задержки доступа, частоты ошибок и прерываний связи. Результаты измерений используются для по­вышения эффективности управления ресурсами. Например, в IEEE 802.20 предусмотрен автоматический выбор оптимальной скорости передачи дан­ных пользователя в зависимости от загруженности сети и других системных ограничений.

8.3.2.1. Физический уровень IEEE 802.20. Физический и МАС-уровни в архитектуре IEEE 802.20 обеспечивают функции, сервисные по отноше­нию к уровню 3, отвечающему за формирование IP-трафика. Радиоинтерфейс MBWA предназначен для функционирования в лицензируемой части спектра ниже 3.5 ГГц, в парных и в непарных полосах шириной от 1.25 до 5 МГц (под­держиваются режимы FDD и TDD). Это обеспечит возможность совместного развертывания сетей MBWA с существующими сетями WiMAX и сотовыми системами [10].

В стандарте IEEE 802.20 используется OFDM модуляция, одним из глав­ных преимуществ которой считается практическое отсутствие межсотовых помех при высокой емкости сети и коэффициенте повторного использо­вания частот, равном единице. Судя по результатам натурных испытаний, спектральная эффективность MBWA при высокой загрузке сети превышает 1 бит/с/Гц/соту [10]. Применение smart-антенн фактически обеспечило 2-х и более кратное использование полосы частот в сотах и секторах. При этом поддерживаются конфигурации с шестью и более секторами на соту. Систе­ма продемонстрировала устойчивость соединения с пользователями, пере­мещающимися со скоростью до 228 км/час (доплеровский сдвиг частоты до 400 Гц на несущей 2 ГГц).

При разработке IEEE 802.20 значительное внимание уделялось реали­зации процедуры хэндовера, включая межсекторный/межсотовый хэндовер для разных скоростей перемещения абонента. Одной из решаемых задач была минимизация задержки доставки сообщений и вероятности потери пакетов. Реализованный в MBWA режим мягкого хэндовера позволил МС контролировать уровень сигналов ближайших БС и по мере необходимости регистрироваться в новой соте еще до разрыва соединения с обслуживающей базовой станцией.

8.3.2.2. МАС-уровень IEEE 802.20. В архитектуре МАС-протокола IEEE 802.20 предусмотрена четкая иерархия состояний пользователя и возможность их динамического «бесшовного» переключения между ними для повышения емкости сети. Пользователи, не передающие и не принимающие информацию в текущий момент, пребывают в неактивном состоянии. Различают состояния On, Hold и Sleep. Находясь в первом из этих состояний, пользователь активно ис­пользует системный ресурс для передачи и приема данных. Пользователь, вре­менно не использующий ресурс, может инициировать состояние Hold, а бездей­ствующий полностью – состояние Sleep. Такое правило обеспечивает механизм экономии канальных ресурсов системы, позволяющий значительно увеличить количество пользователей /на соту и уменьшить удельную стоимость услуг [10]. Основные характеристики МАС-уровня приведены в табл. 8.4.

Предполагается, что радиоинтерфейс IEEE 802.20 способен поддерживать более чем 100 активных пользователей на сектор/’соту (в состоянии On или Hold), задействующих на конкуретной оснозе совокупную пропускную способ­ность 1-2 Мбит/с на сектор (соту). Количество пользователей, находящихся в неактивном состоянии (Sleep), практически неограничено.

Характеристики MAC уровня радиоинтерфейса IEEE 802.20

Параметр

Значение

Количество активных пользователей на сектор/соту

> 100

Время перехода от активного состояния On к активному Hold

< 100 мс

Время перехода от активного состояния Hold к активному On

< 50 мс

Время перехода от активного состояния Hold к неактивному Sleep

< 100 мс

Врямя доступа из неактивного состояния Sleep к активному On

< 200 мс

Периодичность включения поискового сигнала

< 100 мс

Продолжительность (длительность) поискового сигнала

< 1 мс

Время выполнения запроса по обратному каналу

< 10 мс

Продолжительность внутрисекторного/внутрисотового хэндовера

< 200 мс

Для перевода пользователей из неактивного состояния Sleep в активное On в MBWA используется т.н. механизм поисковой связи, позволяющий экономить энергию источника питания мобильного устройства благодаря непрерывности приема им входящих пакетов в состоянии Sleep. Для сокращения задержки, связанной с выходом мобильной станции из состояния Sleep, радиоинтерфейс MBWA обеспечивает передачу сигналов поисковой связи продолжительностью до 1 мс с периодичностью 100 мс. Приняв такой сигнал, мобильная станция воз­вращается в режим Sleep. Эта особенность полезна в работе с приложениями реального времени, когда МС обязана быть готова передать ответ на принятый пакет в любой момент времени [10].

Радиоинтерфейс IEEE 802.20 поддерживает межсекторный и между­сотовый хэндовер в течении времени, сопоставимого с временем измене­ния состояния – 200 мс. Данное требование является критичным исходя из условия минимизации времени задержки и вероятности потери пакета-т.е. обеспечения характеристик, необходимых для бесшовной передачи IP- па­кетов [10].

8.3.2.3. Поддерживаемые приложения и опции QoS. Радиоинтерфейс IEEE 802.20 обеспечивает поддержку следующих видов приложений: передача голоса по Интернет (VoIP), видео, e-mail, полнографический web-браузер, FTP (прием и передача файлов без ограничения по объему) и др. Как уже говори­лось, MAC уровень способен одновременно управлять более чем 100 сеансами связи на сектор (активный сеанс определяется как время, в течение которого пользователь может получать и/или передавать данные с задержкой доставки менее 20 мс (с вероятностью не менее 0.9) [10].

MAC и физический уровень – это первичные компоненты, обеспечи­вающие эффективное управление качеством услуг (QoS), предоставляемых пользователю. При запуске пользователем нескольких приложений с различ­ными требованиями к QoS одновременно (например, web-браузера и видео­конференции с загрузкой видео- и аудио-потоков) система распознает и кате- горирует виды IP-трафика по скорости передачи данных, времени задержки пакетов и частоте ошибок. Время задержки может находиться в пределах от 10 мс до 10 с, а частота ошибок (после их исправления на уровнях MAC и физическом – в пределах 10~8 Ю-1). Затем информационные потоки, «отве­чающие» за предоставление тех или иных услуг, согласуются по пропускной способности и параметрам, обеспечивающим этим услугам заданный уро­вень качества [10].

С ростом скорости перемещения пользователя доступная ему пропуск­ная способность системы снижается. Так, при изменении скорости движе­ния от 3 км/ч до 120 км/ч средняя суммарная пропускная способность (в Мбит/с/сектор) снижается на четверть в обратном канале и вдвое – в пря­мом канале [10].

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100