Jaki mobilny standard w przyszłości?

Jaki mobilny standard w przyszłości?

Zasada działania mechanizmu Hybrid ARQ

Warstwa fizyczna standardu 802.20 opiera się na technologii rozwijanej przez grupę roboczą 802.16. Standard 802.20 jest stworzony do pracy w zakresie częstotliwości poniżej 3,5 GHz. Możliwa jest praca w trybie braku linii widoczności NLOS przy wykorzystaniu wyłącznie licencjonowanego pasma. Szerokość kanału może zmieniać się w zakresie 1,25 MHz do 40 MHz. Spodziewana jest obsługa trybu dupleksu FDD oraz TDD. Wydajność widmowa wynosi 1 b/s/Hz, co umożliwia dostarczenie akceptowalnej przepustowości. Używając kanału 1,25 MHz zakłada się dostarczenie prędkości podobnej do łączy ADSL 1Mb/s (w dół) i 300 kb/s (w górę). Aktualne prace nad standardem przewidują wykorzystanie mechanizmu OFDMA. Korzyści z użycia istniejącej technologii są oczywiste, a czas potrzebny na stworzenie końcowego produktu będzie znacznie krótszy.

Niektóre źródła podają, że możliwe będzie użycie OFDMA w połączeniu do klienta oraz CDMA od klienta. Powodem dla którego warto użyć CDMA w kierunku od klienta są problemy z wykorzystaniem przestrzennej multipleksacji oraz MIMO w OFDMA. CDMA może pomóc w zwalczaniu tych ograniczeń - przez przydzielenie takich samych zasobów dla wszystkich użytkowników w sektorze. Pozwoli to także na użycie przestrzennego przetwarzania na stacji bazowej w celu odzyskania sygnału.

Modulacja i kodowanie w 802.20 są identyczne jak w 802.16a/d. Obsługiwane są modulacje od BPSK do 64QAM. Wykorzystywany jest mechanizm TurboCode, który jest skalowalny i dopasowuje się do zmian kondycji kanału i mobilnej prędkości.

Standard 802.20 oferuje wszystkie mechanizmy zaawansowanej transmisji, które definiuje standard 802.16. Zawarte są w tym mechanizmy AAS, STBC i różne formy przestrzennej multipleksacji oraz MIMO. We wstępnych propozycjach jest uwzględniana obsługa SDMA (Spacedivision Multiple Access). SDMA jest techniką transmisji używaną w stacji bazowej, pozwalającą na dostarczenie sygnału wielu użytkownikom przez te same zasoby częstotliwościowo-czasowe. Ta metoda może zwiększyć zagregowaną prędkość transmisji, grupując odbiorców transmisji i wysyłając informację do stref w zakresie danej komórki lub klastra.

Podobnie jak warstwa fizyczna, także warstwa kontroli dostępu do medium (MAC) wykorzystuje rozwój technologiczny w ramach grupy 802.16. Mechanizm ustanawiania połączenia dla 802.20 nie jest w pełni zdefiniowany. Jedyną różnicą w stosunku do 802.16e jest użycie CDMA w połączeniu od klienta.

Standard może się trochę skomplikować w przypadku hybrydy mechanizmów OFDMA i CDMA. Wtedy użytkownik będzie wysyłał dane stosując CDMA, a następnie odbierał ze stacji bazowej przy zastosowaniu OFDMA. Format ramki OFDMA będzie praktycznie identyczny z 802.16. Jako w pełni mobilny standard 802.20 będzie obsługiwał wszystkie mechanizmy przełączania pomiędzy stacjami bazowymi i usługami. "Miękkie" przełączanie będzie obsługiwane przez w pełni zintegrowane mechanizmy MobileIPv4, MobileIPv6 oraz SimpleIP. Ściśle określono także metody oszczędzania energii w mobilnych urządzeniach. Zanim urządzenia wejdą w stan uśpienia, negocjują parametry ze stacją bazową. Następnie w stanie uśpienia "budzą się" jedynie w celu sprawdzenia wiadomości wywołujących w negocjowanych interwałach. W rozszerzonych cyklach uśpienia długość interwału może zostać renegocjowana w celu zapewnienia większej oszczędności energii.

Poziom obsługi QoS w 802.20 jest na razie niewiadomą. Z pewnością będzie obsługa mechanizmu DiffServ (DS) oraz RSVP w relacji "od końca do końca". Specyfikacja zakłada także wykorzystanie pewnej formy UGS (Unsolicited Grant Services), która pozwoli określić wymaganą prędkość danych, opóźnienia, transfer błędnych pakietów oraz zmienność opóźnienia. Dane przesyłane przez urządzenia 802.20 będą szyfrowane publicznym kluczem generowanym przez 128-bitowy algorytm AES. Mechanizmy zapewnienia integralności danych są włączone w standard. Kolejne opcje bezpieczeństwa będą zawierały uwierzytelnianie w celu ochrony przed podszywaniem się pod użytkownika lub stację bazową oraz mechanizmy zapobiegania atakom DoS. Oryginalna specyfikacja zakłada obsługę Hybrid ARQ (HARQ).

Sytuacja na rynku

Jaki mobilny standard w przyszłości?

Adaptacyjne dostosowanie modulacji do kondycji kanału w technologii OFDMA

Standard 802.16e jest przystosowany do wymagań ostatniej mili przy użyciu technologii bezprzewodowej, podczas gdy 802.20 obsługuje w pełni mobilny dostęp szerokopasmowy. Warto zauważyć, że mobilna wariacja WiMAX jest nadal tylko rozszerzeniem stacjonarnego standardu.

Draft specyfikacji 802.20 został zatwierdzony 18 stycznia 2006 r., ale 8 czerwca zawieszono pracę grupy IEEE tego mobilnego standardu. Jak poinformowała IEEE, do grupy roboczej skierowano prośby od jej członków o czasowe zawieszenie działalności. Drugim powodem miał być zbyt duży wpływ na prace grupy firm próbujących przeforsować własną wersję standardu.

Przeglądając wypowiedzi twórców 802.20 staje się oczywiste, że funkcje mobilnego WiMAX-u to zapewnienie nowego publicznego następcy Wi-Fi. To nie pokrywa się z obszarem zastosowań 802.20, na co zwracają uwagę pionierzy czwartej generacji bezprzewodowych technologii IP - Qualcomm Flarion i Navini, rozwijający standard 802.20. Niestety także w ich działaniach nie brak niejasności i prób przeforsowania własnej koncepcji standardu. Navini preferuje modulację CDMA i oferuje system o nazwie Smart WiMAX - mobilny WiMAX z formowaniem wiązki. Ich ambicją jest jednak usytuowanie się na czele stawki w rozwiązaniach 802.20. Firma Qualcomm, inny ważny gracz na rynku 802.20, która przejęła Flarion Technologies w styczniu br., jest dostawcą pierwszych bezprzewodowych rozwiązań opartych na mobilnej wersji OFDM - FlashOFDM. Qualcomm Flarion promuje technologię FlashOFDM jako podstawową modulację dla 802.20. Analitycy przewidują, że praca konsorcjum 802.20 będzie stanowić fuzję propozycji wymienionych producentów. Na taki rozwój spraw nie zgadza się m.in. Alvarion, główny dostawca systemów 802.16d, który swoje ambicje kieruje w stronę rynku mobilnego.

Podsumowanie

Jaki mobilny standard w przyszłości?

Optymalizacja transmitowanej mocy przez formowanie wiązki

Aktualnie IEEE rozwija kilka mobilnych standardów: 802.16e, 802.20, 802.22. Każdy z tych standardów opiera się na podobnych technologiach. Obsługują takie mechanizmy, jak: adaptacyjna modulacja/kodowanie, przestrzenne systemy antenowe itp. Podobieństwa wynikają głównie z faktu, że 802.20 jest rozwijany na bazie 802.16. W rezultacie twórcy nowego standardu mogą uczyć się na błędach swoich poprzedników i wprowadzać najlepsze rozwiązania do własnej implementacji. 802.16 jest jedynym aktualnie dostępnym systemem w warunkach rynkowych. Zatwierdzona specyfikacja mobilnego standardu 802.16e zdobędzie niedługo wsparcie branży. Pierwszych stacji bazowych pracujących w standardzie IEEE 802.16-2005 można spodziewać się w pierwszym kwartale 2007 r. Opóźnienia w rozwoju specyfikacji 802.20 mogą wywołać większe inwestycje w mobilny WiMAX. Wybiegając jeszcze dalej w przyszłość, można pokusić się o stwierdzenie, że problemy z szybkim rozwojem 802.20 mogą przysporzyć mu nowego konkurenta - standard 802.22.


TOP 200