精品文檔-下載后可編輯MAC層支持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)電子

IEEE802.16的MAC層支持兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)對多點(diǎn)（PMP）和多點(diǎn)對多點(diǎn)（mesh）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

1．PMP

PMP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描繪的是一個基站（basestatlon，BS）服務(wù)多個用戶站（subscriberstatlon，55）。IEEE802．16標(biāo)準(zhǔn)的無線鏈路由一個中心基站和一個扇區(qū)天線操作，扇區(qū)天線負(fù)責(zé)同時處理多個獨(dú)立扇區(qū)。在一個頻段頻道及扇區(qū)內(nèi)，BS集中控制下行方向的發(fā)送，以TDM方式將消息發(fā)送給服務(wù)范圍內(nèi)的55，除了TDD系統(tǒng)外，不需要與其他BS進(jìn)行同步。用戶站在下行鏈路進(jìn)行偵聽，檢查接收到的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（protocoldataunlt，PDU）中的CID，只接收發(fā)送給自身的PDU。在上行方向，用戶站在請求帶寬的基礎(chǔ)上，根據(jù)基站的調(diào)度信息共享上行鏈路，根據(jù)其服務(wù)類型，55可能被BS授權(quán)進(jìn)行持續(xù)發(fā)送；或者，BS收到55的帶寬請求后，55被授權(quán)后才能進(jìn)行發(fā)送。在每個扇區(qū)，用戶堅(jiān)持一個發(fā)送協(xié)議，該發(fā)送協(xié)議控制用戶之間的競爭以及使服務(wù)能夠適應(yīng)每個用戶應(yīng)用的延遲和帶寬請求，該過程通過主動授予服務(wù)（uns。licitedgrantservlce，UGS）、實(shí)時輪詢業(yè)務(wù)（realtlmep。tlingservice，rtPS）、非實(shí)時輪詢業(yè)務(wù)（nonreal－timepollingservice，nrtPS）、盡力傳輸業(yè)務(wù)（besteffort，BE）四種不同類型的上行鏈路調(diào)度模式完成。它們采用主動帶寬授權(quán)、輪詢和競爭機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。協(xié)議中定義的機(jī)制允許設(shè)各廠商采用不同帶寬分配技術(shù)的融合，同時保持互操作性定義，來優(yōu)化系統(tǒng)性能。

IEEE802.16的MAC層是面向連接的，即將服務(wù)映射到SS以及與此相關(guān)的QoS要求，都是通過連接來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中出現(xiàn)SS時，服務(wù)流就被提供了。簡而言之，一個SS注冊后，連接就與服務(wù)流一一對應(yīng)，從而可讓各端知道是誰申請了此帶寬。此外，當(dāng)一個用戶的業(yè)務(wù)需要改變時，新的連接將被建立。一個連接標(biāo)識了BS和55的MAC層中對等實(shí)體之間的連接信息，同時映射到一個服務(wù)流，服務(wù)流為該連接上傳輸?shù)腜DU定義了QoS參數(shù)。因此，服務(wù)流實(shí)際上提供了上下行QoS管理的機(jī)制，并且和帶寬分配的進(jìn)程緊密聯(lián)系。一個SS以基于每個連接（也即基于不同服務(wù)流）的方式請求上行帶寬。BS在某個時間調(diào)度間隔內(nèi)，或者對一個SS的所有請求總的授予一個帶寬，或者按每個連接來授予帶寬。連接一旦建立，需要對其進(jìn)行動態(tài)維護(hù)，維護(hù)需求根據(jù)業(yè)務(wù)連接類型的不同而有所改變。，當(dāng)用戶的業(yè)務(wù)改變時，連接有可能被中斷，由BS或55發(fā)起解除連接請求。

每個連接都是由一個16b的CID來標(biāo)識的。在SS初始化時，在BS和SS之間將建立起兩對管理連接（上行和下行），第三對管理連接是可選產(chǎn)生的。這三對連接表明在一個SS和BS之間存在固有的三種不同級別QoS的管理流?；具B接用于BSMAC和SSMAC之間交換短的、時間緊急的MAC管理消息；管理連接用于BSMAC和qqMAC之間交換長的、延遲容忍度稍大的MAC管理消息；第二管理連接用于BS和55之間傳輸延遲容忍度大，基于DHCP、TFTP和SNMP等標(biāo)準(zhǔn)的消息。連接除了區(qū)分業(yè)務(wù)優(yōu)先級外，還提供重要的尋址消息。每個BS和SS都有一個48b的MAC地址，該地址在SS初始化建立連接的過程中使用，連接建立以后，就不再使用MAC地址。

2．Mesh

PMP和可選Mesh模式的主要區(qū)別是：在PMP模式中，業(yè)務(wù)流僅僅在BS和55之間進(jìn)行傳輸；在Mesh模式中，業(yè)務(wù)流可以通過其他55路由在55之間傳送，而不需要通過BS路由，不存在明確的上下行鏈路。根據(jù)所采用的傳輸協(xié)議算法，Mesh網(wǎng)絡(luò)可采用分布式調(diào)度、集中式調(diào)度兩種調(diào)度方式。

在一個Mesh網(wǎng)絡(luò)中，直接連接到骨干網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)叫作MeshBS，網(wǎng)絡(luò)中的其他系統(tǒng)叫作Mesh55，簡單地說，Mesh網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)以節(jié)點(diǎn)為一個術(shù)語。在Mesh網(wǎng)絡(luò)中有其他三種重要的術(shù)語：鄰居、鄰域和擴(kuò)展鄰域。兩個節(jié)點(diǎn)有直接鏈路時，它們被稱為鄰居，它們之間只有一跳；一個節(jié)點(diǎn)的所有鄰居將形成一個鄰域；擴(kuò)展鄰域又包括鄰近的所有鄰居。

在分布式調(diào)度機(jī)制中，所有節(jié)點(diǎn)包括MeshBS在它們的兩跳鄰域中將協(xié)調(diào)它們的傳輸，并且廣播它們的信息（可用資源、請求和授權(quán)）給它們的所有鄰居。可選地，該機(jī)制也可能通過兩節(jié)點(diǎn)間的直接非協(xié)調(diào)請求和授權(quán)建立。節(jié)點(diǎn)將保證引起的傳輸不會與兩跳鄰域中的任何節(jié)點(diǎn)調(diào)度的數(shù)據(jù)和控制業(yè)務(wù)流產(chǎn)生沖突。分布式調(diào)度通過三次握手過程來建立發(fā)送數(shù)據(jù)前的連接。首先，待發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)使用MSH－DSCH（distributionschedule）消息的請求IF，說明鏈路ID、發(fā)送數(shù)據(jù)包大小和發(fā)送數(shù)據(jù)持續(xù)幀的個數(shù)；其次，授權(quán)節(jié)點(diǎn)根據(jù)請求，尋找適合請求的微時隙，向請求節(jié)點(diǎn)發(fā)出授權(quán)IE（direction＝1，表明是發(fā)給請求方），說明授權(quán)的微時隙的位置；，請求節(jié)點(diǎn)收到授權(quán)IE后，拷貝授權(quán)信息，發(fā)送授權(quán)IE（direction＝o，表明是發(fā)給授權(quán)方）作為確認(rèn)信息完成三次握手過程。分布式調(diào)度可以分為分布式協(xié)同調(diào)度和分布式非協(xié)同調(diào)度，前者是指在控制子幀中使用無碰撞方式調(diào)度傳輸包，后者指部分的基于競爭方式傳輸調(diào)度包。兩者的區(qū)別主要在于，分布式協(xié)同調(diào)度是完全不碰撞的，而分布式非協(xié)同調(diào)度可能發(fā)生碰撞。

在集中式調(diào)度機(jī)制中，MeshBS在一定跳數(shù)范圍中從所有的Mesh55中搜集資源請求。它決定網(wǎng)絡(luò)中每條鏈路（上行鏈路和下行鏈路）的授權(quán)請求數(shù)量，以及傳達(dá)這些授權(quán)給一跳范圍內(nèi)的所