宽带固定无线接入网MAC层设计( 二 )


 
2.电路性业务包
宽带固定无线接入网接收的高层电路性业务数据是基于E1帧,其帧结构符合ITU-T G.704 。电路性业务汇聚子层将接收的E1帧数据封装成电路性业务包,在接收端电路性业务汇聚子层将接收到的电路性业务包恢复成E1帧 。电路性业务包长度是18字节,包括2个字节的头和16个字节的净荷 。包头由一个字节的用户站标志和一个字节的时隙标志组成 。用户站标志是宽带固定无线接入网用来区分不同的用户站,时隙标志是用来区分同一用户站不同的时隙 。净荷是由时隙标志对应的那个时隙的连续16帧的数据组成 。电路性业务包结构如图4所示 。CPEID是用户站标志,TSID是时隙标志,F1到F16是时隙中的数据 。
 
四、公共部分子层设计
公共部分子层设计是MAC层设计的核心部分 。公共部分子层要害技术是带宽分配方案、帧结构和用户站注册过程 。带宽分配方案设计的目标既要满足不同业务对QoS的要求,又要有比较高的带宽利用率 。为此,本文提出固定按需混合分配方案的带宽分配方案 。帧结构直接决定着宽带固定无线接入网的一些重要性能,如效率、延时、同步性能等 。帧结构的设计即要使这些性能满足设计要求,又要适应于带宽分配方案 。本文提出了适合宽带固定无线接入网的帧结构 。本文中设计的用户站注册过程,用于实现安全性和链路建立功能 。以下分别讨论这些设计方案 。
1.固定按需混合分配方案
宽带固定无线接入网对数据性业务和电路性业务提供接入功能 。由于这两者业务对QoS的要求是不同的,数据性业务是速率可变的、无连接的和非等时求的,电路性业务是速率恒定的、面向连接的和等时的 。数据性业务的传输不需要建立连接,传输采用“尽力而为”的方式,而电路性业务的传输首先要建立连接,对于已建立连接的电路性业务要保证其传输带宽 。设计的带宽分配方案要满足这两种业务对QoS不同的要求 。
目前带宽分配方案主要有3种,即固定分配方案、随机访问方案和按需分配方案[4] 。固定分配方案就是为每个连接和每次通信固定分配确定的容量;随机访问方案答应终端随机发送信息,假如不同的终端发送的信息在时间上重叠,碰撞的信息按一定的规则延迟一段时间后重新发送,直到成功;按需分配方案是根据终端提出的带宽请求,及时地对无线信道带宽做出分配 。固定分配方案最适合恒定比特率业务 。随机访问方案实现最简单,但带宽利用率比较低 。按需分配方案对可变比特率业务有很好的适应性,可以达到比较高的信道利用率 。从以上分析可以看出,以上三种带宽分配方案均不能很好地满足要求 。根据这两种业务对QoS要求,我们设计固定按需混合分配方案 。在带宽分配时,先用固定分配方案将带宽分配给各用户站的电路性业务,再将剩余的带宽用按需分配方案分配给各用户站的数据性业务 。
2.帧结构
下行广播帧结构如图5所示 。下行广播帧长度为2 170字节,由帧头和净荷组成 。帧头长度是74字节,包括2字节帧同步码和和72字节控制信息 。帧同步码为“0xA4A4”,用于保证用户站和基站之间同步 。控制信息用于传输基站向用户站发送的一些控制消息,如维护消息、带宽分配消息和信令信息等 。净荷长度为2 096字节,分为电路性业务区和数据性业务区 。电路性业务区用于传输电路性业务包,其长度为18n字节,n代表已建立连接的时隙 。每当为一个E1时隙建立连接时,在下行广播帧中为这个时隙分配一个18字节长度的区间传输这个时隙的电路性业务包 。数据性业务区长度为2 096~18n字节,用于传输数据性业务包 。

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