2.4 入网与初始化

IEEE802.16的设备入网和初始化也是非常有特点的。为了提高无线网络的容忍度，在入网的控制和网络的管理上设计了很多有效的方法。

在TDD模式下为了有效利用时间资源，BS必须对SS的媒介访问时机进行统一的调度。为了允许SS随机加入，BS在上行开始之初提供了一个竞争周期，在该周期内，所有没有入网的SS可以发起入网过程。SS入网过程可以分为以下步骤：

(1)扫描下行信道，获取DCD、DLMAP、ULMAP，并与BS建立同步。这里的同步是指MAC同步，一旦SS收到DLMAP，就意味着两个MAC实体之间建立了同步关系，接下来的任务就是SS的随机接入。

(2)获取上行链路参数就是SS可以正确解出UCD，以获取发送参数。这一步骤完成之后，SS就知道应该在什么时刻发起上行接入过程，以及用什么样的参数进行上行接入。

(3)初始校准(测距)。初始校准的表层目的是进行时偏校正和功率调整，但是其核心目的实际上是进行初始管理连接建立。当BS收到一个初始校准请求后，就会给该SS分配初始管理连接和第一管理连接。BS和SS开始建立基于连接的传输，而后经过多次校准反复，以使SS的发射参数达到相关指标。

(4)在完成了初始校准后，BS和SS相继进行基本能力协商、认证与密钥交换、注册、建立IP连接、向SS传送配置参数等过程。

值得注意的是，在SS入网后，还要进行周期性的校准操作，以消除无线环境对网络的影响，使SS工作在预期的条件下。

从SS的初始化和入网过程可见，PMP模式下BS管理着所有SS的入网和资源分配，这是和TDD模式的特点紧密相关的。

2.5 资源分配策略

与资源分配策略相关的处理过程包括ARQ和QoS。IEEE802.16的资源分配策略是和连接相关联的。而连接的定义体现了不同的QoS参数，在MSDU进入CS后，首先进行的操作就是对MSDU进行分类，而分类的原则就是服务流的QoS参数。在服务流上定义了3个QoS参数集，分别是ProvisionedQoSParamSet、AdmittedQoSParamSet、ActiveQoSParamSet。这3个参数集描述了不同状态下服务流的QoS参数。同时，服务流有3种状态，分别是：提供(Provisioned)、许可(Admitted)、激活(Active)。不同状态下的服务流有不同的服务流类型，也就有不同的QoS参数。

ARQ是与QoS相关的功能，虽然在IEEE802.16中是作为可选项出现的，但是IEEE802.16的ARQ设计得非常巧妙，同样以连接为基础进行，同时可以和分片子帧、打包子帧相结合，提高效率。在ARQ中引入了一个虚拟概念：ARQ块，而实际上对MPDU并没有按照ARQ块的大小进行分块，而是以分片的大小进行分片，但是分片的大小是ARQ块的整数倍。在分片的子帧头中记录着本分片第一个ARQ块的编号，而不是分片的编号。通过这样的设计，在接收方出现接收错误的时刻，就可以根据ARQ编号定位到分片，进行重传。这样的设计，不仅减少了ARQ管理帧头的开销，更重要的是，充分利用了小区中的传输基础——连接。这也体现了IEEE802.16协议的一致性。

3、WiMAX组网实例

WiMAX基于IEEE802.16技术标准，推荐PMP方式组网。WiMAX论坛给出WiMAX技术的5种应用场景定义为：固定、游牧、便携、简单移动和全移动。这些应用场景的区别在于SS的移动性特征和与移动相关的切换、无线资源管理、QoS、功率控制等方面。

以应用到固定应用场景的IEEE802.16d为例。基于WiMAX的无线城域网(WMAN)接口标准与传统的基站式小区网络非常类似，这种网络使用的就是点到多点的结构。在这种方式下的典型应用有3类：

(1)面向居住区和小型家庭办公室(SOHO)的高速互联网接入。在某些区域，目前的数字用户线(DSL)或有线连接方式已经不能满足顾客对于性能、灵活性和成本的期望。WiMAX是最佳的替代技术。

(2)中小型企业。对于集团应用，WiMAX是最佳的方案，可以低成本提供灵活的接入方式。

(3)WiFi热点回程。随着WiFi热点大范围地布置，高容量、低成本的回程解决方案成为WiFi热点不断增长的一个障碍。这一问题可以通过WiMAX有效地加以解决。由于具备游牧容量，WiMAX可以有效地填充WiFi热点之间的空白区域。

参考通用的无线通信体系结构，WiMAX网络参考架构可以分成终端、接入网和核心网3个部分，如图3所示。WiMAX终端包括固定、漫游和移动3种类型终端;WiMAX接入网主要为无线基站，支持无线资源管理等功能;WiMAX核心网主要是解决用户认证、漫游等功能及WiMAX网络与其他网络之间的接口关系。这是典型的PMP组网方式。

4、结束语

IEEE802.16的媒体访问机制与以太网和无线局域网IEEE802.11不同，为了更好地支持PMP模式的组网，IEEE802.16专门进行了大量的设计和优化，在媒体访问策略、帧结构、核心概念等方面所做的定义和优化可以更好地实现TDD方式下的PMP传输，提高系统的资源利用率和效率。

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