Мобильные телекоммуникации

Структура субкадра нисходящего канала для TDD показана на рис. 8.23, то же для FDD – на рис. 8.24.

Рис. 8.23. Структура субкадра нисходящего канала для TDD

Рис. 8.24. Структура субкадра нисходящего канала для FDD

Возможность передачи определяется наличием свободного минидомена, который может быть использован SS для передачи сообщений или данных. Число возможностей передачи связано с конкретным информационным элементом (IE), размером интервала и объемом передачи.

BS контролирует восходящий канал с помощью сообщений UL-MAP и определяет, какие из минидоменов являются объектами столкновений. Столкновения могут произойти в периоды установления соединения и при запросах, определяемых их IE. Потенциальные столкновения при запросах зависят от CID в соответствующих IE.

Когда SS имеет данные для передачи и хочет войти в процесс разрешения конфликтов, она устанавливает исходное значение ширины окна отсрочки равным отсрочке начала запроса в сообщении UCD. SS случайным образом выбирает число в пределах окна отсрочки. Это случайное число указывает на разрешенное число попыток передачи, которые SS должна пропустить до начала посылки. SS рассматривает только допустимые возможности передачи, которые определяются IE запроса в сообщениях UL-MAP. Каждый IE может содержать много конфликтных возможностей передачи.

ID канала используется в процессе диспетчеризации для идентификации ресурсных запросов и откликов. Так как такие сообщения являются широковещательными, узлы-получатели могут определить порядок использования как ID узла отправителя в сеточном подзаголовке, так и ID канала в поле MSH-DSCH. Структура ID соединения (CID) описана в таблице 8.36.

Поле Приоритет/Класс определяет класс сообщения.

Поле Приоритет отбрасывания определяет вероятность отбрасывания сообщения в случае перегрузки.

Значение поля Xmt Link ID присваивается узлом отправителем каналу до узла приемника.

Может присутствовать четыре типа подзаголовков. Подзаголовки PDU (сеточный, фрагментации и управления предоставлением доступа) могут размещаться в PDU MAC сразу после общего заголовка МАС. Если присутствуют подзаголовки фрагментации и управления предоставления доступа, последний должен быть первым. Если имеется сеточный заголовок, он всегда размещается первым.

Если бит ARQ обратной связи в поле type МАС-заголовка =1, в поле данных транспортируется ARQ-отклик.

Во время AAS части кадра сообщения DL-MAP, UL-MAP, DCD, UCD и CLK-CMP должны посылаться с использованием базового CID.

AAS – Adaptive Antenna System.

В сеточном (Mesh) режиме узел-кандидат на регистрацию генерирует сообщения REG-RSP, включающие следующие параметры:

1. SS MAC-адрес (SS – Subscriber Station);
2. версия MAC (используемая в узле-кандидате);
3. HMAC Tuple (дайджест сообщения, вычисленный с помощью HMAC_KEY_U).

Сообщение REG-REQ может, кроме того, содержать следующие параметры:

1. IP-версия;
2. возможности кодирования SS;
3. идентификатор поставщика кодировщика.

В сеточном режиме при регистрации узел генерирует REG-RSP сообщения, содержащие следующие параметры:

1. Node ID (идентификатор узла);
2. MAC Version (MAC-версия, используемая в сети);
3. HMAC Tuple (дайджест сообщения, вычисленный с помощью HMAC_KEY_D).

Сообщение REG-RSP может, кроме того, содержать следующие параметры:

1. IP-версия;
2. возможности кодирования SS.

Возможности, указанные в REG-RSP, не устанавливаются выше того, что указано в REG-REQ.

Механизм ARQ (Automatic Repeat Request) является опционной частью МАС-уровня и может быть активирован перед формированием соединения. Параметры ARQ согласуются на фазе формирования соединения или изменения его характеристик. В соединении не могут смешиваться трафики, поддерживающие и не поддерживающие ARQ. Информация обратной связи ARQ может быть послана в виде управляющего МАС сообщения. Такое сообщение не может быть фрагментировано.

В таблице 8.39 определен формат информационного элемента обратной связи ARQ. Элемент используется получателем для сообщения положительного или отрицательного подтверждения. Несколько таких IE может быть помещено в одно поле данных (PDU).

FSN

If(тип ACK == 0х0): значение FSN соответствует наиболее значимому биту первого 16-битового кода соответствия ARQ (mapping).

If(тип ACK == 0х1): значение FSN указывает, что соответствующие его фрагменты с меньшими значениями окна передачи успешно получены.

If(тип ACK == 0х2): комбинирует ситуации типов 0х0 и 0х1.

ACK Map

Каждый бит, равный 1, указывает, что соответствующий фрагмент ARQ получен без ошибки. Бит, соответствующий значению FSN в IE, является наиболее значимым битом в первой записи соответствия. Биты для успешно доставленных номеров фрагментов присваиваются слева направо в пределах карты соответствия. Если тип ACK равен 0х2, старший бит первой записи соответствия будет установлен равным 1 и IE будет интерпретироваться как совокупный ACK для значения FSN в IE.

Сообщение запроса ключа

При работе в сеточном режиме используются следующие атрибуты Таблица 8.40.

Формат сообщения обратной связи ARQ. Таблица 8.41:

8.3. Широкополосный канал для подключения периферийных устройств UWB

Расширение многообразия периферийных устройств ЭВМ требует новых широкополосных интерфейсов. Одним из таких решений стал последовательный интерфейс USB (Universal Serial BUS), порт IEEE-1394 (FireWire) и некоторые другие. Эти интерфейсы позволяют объединить несколько внешних устройств в сеть. Еще одной тенденцией в подключении внешних устройств является исключение проводов (вспомним беспроводные клавиатуры и мыши, а также стандарт Bluetooth ). Но Bluetooth может гарантировать скорость обмена не более 232 Кбит/c, USB 2.0 – до 480 Мбит/c.

Малая пропускная способность современных беспроводных стандартов является следствием узости используемой частотной полосы. В 2004 году компания Intel объявила о разработке набора микросхем, предназначенного для реализации стандарта широкополосной связи UWB (Ultra-WideBand, IEEE 802.15.3a).

UWB использует диапазон частот 3-10ГГц. Стандарт позволяет осуществлять обмен со скоростью 110Мбит/c для расстояний вплоть до 10 м. Проблемы здесь связаны, кроме всего прочего, с тем, что этот частотный диапазон занят военными для целей радиолокации. Использование широкой полосы позволяет теоретически UWB обеспечить скорость обмена до 480 Мбит/c при расстоянии 3 м.

Рис. 8.25. Зависимость пропускной способности UWB от расстояния

Для расстояния 10 м пропускная способность интерфейса составляет всего 110 Мбит/c. Сопоставление этих данных с быстродействием IEEE 802.11a/g 54 Мбит/c для расстояний до 100м может удивить. Все дело в том, что на частотах UWB дисперсия радиосигнала в воздухе существенно больше, чем на частоте 2,4 ГГц.

Есть предложения разделить частотный диапазон UWB на ряд субдиапазонов по 528МГц и использовать технологию мультиплексирования сигналов по ортогональным несущим OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Разбиение на субдиапазоны позволяет снизить искажения в каждом из субдиапазонов и немного увеличить дальность связи.

Разработчики Motorola предлагают использовать весь спектр, что, по их мнению, позволит достичь быстродействия 1Гбит/c (DS-UWB).

Задачей стандарта UWB является обеспечения широкополосных обменов в пределах одной комнаты или офиса.

Несмотря на значительный прогресс в беспроводных телекоммуникационных технологиях, в области скоростных каналов первенство навечно закреплено за оптоволоконными средствами.