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WiMAX, IEEE 802.16 3 Subcamada MAC O protocolo de acesso ao
meio do padrão IEEE 802.16 foi criado para funcionar sob aplicações
ponto-a-multiponto e para suportar taxas muito altas tanto em direção à
estação base, quanto da direção oposta. Por isso, os algoritmos de alocação
de taxa de dados devem acomodar centenas de terminais por canal. Como os serviços requeridos por estes usuários finais terão natureza variada (dados, VoIP, vídeo, etc.), o protocolo MAC deve acomodar tanto tráfego contínuo quanto em rajadas e garantir a qualidade destes serviços (QoS). Para isso as subcamadas de convergência o tornam flexíveis o suficiente para suportar qualquer tipo de tráfego. As funções fundamentais de alocação de banda passante e transporte de dados da MAC são executadas na parte comum da camada. Logo abaixo dela, existe uma subcamada de privacidade que garante autenticação e encriptação dos dados. Entre as camadas física e a MAC, também existe outra subcamada que garante eficiência no transporte dos quadros, fazendo ajustes adaptativos a realidade de cada estação cliente. O MAC PDU é a unidade de dados responsável pela troca de informações entre
as camadas MAC da estação base e da estação cliente. O quadro consiste em um
cabeçalho de tamanho fixo, um payload de tamanho variável e um campo opcional
de checagem cíclica de redundância (CRC). A verificação de
erros é opcional devido à existência de correção de erros na camada física e
ao fato de não serem feitas tentativas de retransmissão de quadros em uma
transmissão tempo real.
Figura 3.2.1 - Cabeçalho MAC Genérico O campo EC(Encryption Control) indica se o payload está criptografado. Por sua vez o campo Type indica a presença de compactação e fragmentação, determinando o tipo do quadro. O bit CI (CRC Indicator) aponta a presença da checagem cíclica de redundância no fim do quadro, o campo EKS (Encryption Key Sequence) informa se há chaves de criptografia sendo utilizadas. Os campos LEN (Lenght) indicam o tamanho do quadro, com o cabeçalho incluso. O CID (Connection ID) identifica a conexão relativa a este quadro. O HCS (Header Check Sequence) é utilizado na detecção de erros no próprio cabeçalho. O cabeçalho de requisição de banda é mostrado em seguida na figura 3.2.2.
Figura 3.2.2 - Cabeçalho MAC para requisição de bandwidth Na solicitação de banda o campo HT é definido como 1 e o EC como 0, visto que não haverá carga útil para ser encriptada. No campo Type é descrito o tipo do cabeçalho e no campo BR (Bandwidht Request) é especificada a banda passante que vai ser requisitada pela estação cliente. Os campos CID e HCS possuem funções idênticas as já detalhadas no parágrafo anterior. Existem três tipo de subcabeçalhos especificados pela norma IEEE 802.16 e o uso destes cabeçalhos é indicado pelo campo Type. O subcabeçalho gerência de concessão é utilizado pelas estações clientes para informar a estação base a quantidade de banda passante necessitada. O subcabeçalho de fragmentação contém informações que orientam a fragmentação do conteúdo dos quadros. O subcabeçalho de empacotamento é usado para indicar o empacotamento de múltiplos SDUs em um único PDU. A camada MAC do IEEE 802.16 suporta tanto TDD quanto FDD, para tráfegos tanto em rajadas quanto contínuos. Para isso ela constrói um sub-quadro, baseada na seção de controle do quadro, contento as mensagens DL-MAP e UL-MAP. A tecnologia avançada da camada física do IEEE 802.16 requer também o uso de um Radio Link Control (RLC) igualmente capaz de suportar diferentes perfis de tráfego e controlar potência de transmissão e alcance. No IEEE 802.16, a RLC começa com um broadcast periódico, partindo da estação base, determinando quais perfis de tráfego devem ser escolhidos para o uplink e o downlink. A escolha do perfil é baseada em fatores diversos como a capacidade dos equipamentos ou a presença de chuva no ambiente. Para escolher seu perfil de tráfego os nós clientes negociam qual devem ser suas potências de transmissão com a estação base através de mensagens RNG-REQ, durante suas primeiras transmissões. A estação base, então, responde estas requisições com RNG-REP indicando qual perfil de tráfego deve ser usado por cada um dos clientes. Caso um fator externo, como uma chuva repentina, venha a prejudicar a qualidade de transmissão do meio, outro RNG-REQ é enviado para que se possa adotar um perfil de tráfego mais robusto. Alternativamente, caso o tempo melhore, pode-se adotar um perfil mais eficiente. 3.4 Requisições de Banda e Permissões A subcamada de acesso ao meio do IEEE 802.16 acomoda duas classes de permissões para requisições de banda de estações clientes. Em uma a requisição é identificada pela conexão (GPC - Grant per Conection) e na outra pelo nó cliente (GPSS - Grant per Subscriber Station ), ou seja, a banda é garantida para todas as conexões do cliente. Com a permissão GPSS depende-se mais do nós clientes para que eles administrem a QoS se seu tráfego, por sua vez, se é alocada banda para cada conexão, o controle mais centralizado permite uma gerência mais eficaz. O protocolo MAC também possui um procedimento de inicialização designado para eliminar a necessidade de configuração manual. Após a instalação uma estação cliente varre uma lista de freqüências afim de encontrar um canal operacional. Depois de decidir por qual canal ele irá se comunicar, a estação cliente se sincroniza com a estação base detectando os preâmbulos dos quadros. Uma vez sincronizada a camada física, a estação base aguarda as transmissões periódicas das mensagens DCD e UCD para aprender a modulação e os esquemas FEC usados na portadora. Assim não existe nenhuma necessidade de configuração prévia para que um nó possa entrar na rede WiMAX. Seção Anterior | Topo da Página | Próxima Seção
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