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宽带无线接入系统和IEEE 802.16.1标准( 二 )

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802.16.1系统一般是一个频率重用的多小区系统，类似于蜂窝网系统，但不支持移动性 。无线覆盖范围受发射功率和30GHz频段视线(LOS)传输的限制，一般在5km以下 。BTS是分扇区独立工作的，采用宽方位角波束的扇区成形天线，覆盖多个用户站，要求宽频带的用户使用窄的扇区，而窄带用户则使用宽的扇区 。STS采用指向BTS的窄波束定向天线 。所有数据流通过BTS，STS间不能直接通信 。
STS根据QOS要求申请使用频带，由BTS控制频道的分配 。在下行信道中采用无竞争的广播总线方式，上行方向协议提供对多个STS信息流的竞争分解和复用 。
2.2 协议
图2 IEEE802.16.1标准的分层协议
图2示出802.16.1分层协议 。801.16.1协议除802系列的LLC、MAC和PHY各层外，还传输对应于承载服务要求的各种上层协议，每个特定上层协议设定一会聚子层(CL) 。会聚子层的功能包括：将上层的PDU帧封装在本地的802.16.1 MAC/PHY PDU中；上层地址与802.16.1地址间的映射；将上层服务等级(COS)/服务质量(QOS)参量转换为802.16.1 MAC格式；将上层信息流的时间关联性转变到等效的MAC服务中 。

MAC协议的主要目的是共享无线信道资源 。它定义了如何和何时一个BTS或STS开始在信道中发送信息，定义了向上层提供有保证服务的接口和手续，对上行方向的传输还提供竞争解决和频带分配 。
传输会聚子层(TC)将MAC层的要求转变为物理层的服务 。
保密子层采用国际采用的强保密算法，保证系统的安全性 。
在分层协议系统中，在各层之间传递的信息流由原语来定义 。基本的通信过程为：首先由会聚子层(CL)向MAC层发起请求，发起端的MAC层通过空中连接将请求送到目的端MAC层，目的端MAC层向它的CL层发出指示，该CL层做出应答，这个应答信号再传送到起始MAC，起始端的MAC向最初的请求实体发出确认信息 。
2.3 性能和容量
802.16.1协议适用于不同性能和容量的系统，从要求大通信量和高COS/QOS要求的商业用户到小规模的用户；可向一个STS提供2～155Mbit/s的峰值速率，今后还将提供高于155Mbit/s的速率；上/下行方向可提供对称和不对称的带宽和COS/QOS要求的应用 。
802.16.1系统能在99.99％时间内以低于10－8误码率传输所有业务，这相当于失效率为53秒/年 。引起802.16.1系统失效的最主要原因是下雨引起的衰减 。协议采用快速灵活的增加无线带宽、缩小传播距离和提高发射功率来满足下雨和气候变化情况下的通信要求 。
系统容量定义为用户数、要求的峰值带宽和QOS保证的乘积，容量会随系统工作条件而变，因此必须仔细规划以满足QOS保证和误码性能的要求 。
协议还要对3类延迟进行规定：介质访问延迟、信息在BNI和SNI之间的传输延迟、端到端延迟 。其中后者包括前者 。
2.4 支持的应用和服务
802.16.1标准的目的是提供一个第3方或公共实体运营的城域无线网，向用户提供签约的服务 。作为公众网，它必须有机制验证通信流是否源于合法用户，并能防止用户越限使用资源 。任何违约企图都不应损害其他用户的正常服务，必须可以测量用户使用资源的情况作为服务资费的依据，必须通过加密保证用户的通信秘密 。
作为有线网络的替代或补充，BWA网必须能传输各种有线和光接入网的高质量的通信业务，包括数据、话音、音频和视频通信流 。
802.16.1 BWA系统最适用于商业和多住户住宅楼，将来的802.16系列将包含单个家庭住宅 。BWA的要害是“接入”到其他网络，如互联网、专用网、电话网等，而不是直接构成一个通信系统 。BWA系统一个接入点的STS可支持多个用户，也就是说用户接入点对多个“零售”用户提供“批发”连接 。

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