Warstwa MAC standardu 802.22

Inspiracją dla warstwy MAC standardu 802.22 są rozwiązania standardu 802.16e, takie jak obsługa modelu DiffServ i pełnowartościowa struktura ramki OFDMA. Aby zapewnić koegzystencję z innymi operatorami oraz łączenie kanałów, standard uwzględnia kilka dodatkowych opcji.

Tworzenie połączenia w standardzie 802.22 przebiega trochę inaczej niż w 802.16e lub 802.20, ponieważ częstotliwości, na których znajduje się stacja bazowa, mogą być opcjonalnie używane przez innych użytkowników. W rezultacie stacja bazowa może pracować na dowolnym kanale z pasma UHF/VHF w danym czasie. Znacznie utrudnia to zadanie wydajnego uwierzytelniania i rejestracji użytkowników. Użytkownik rozpoczyna rejestrację przez przeszukanie wszystkich kanałów w celu znalezienia stacji bazowej. Widoczność stacji bazowej jest wyróżniona w stosunku do pozostałych użytkowników pasma UHF/VHF przez preambułę wysyłaną na starcie każdej ramki OFDM. Gdy użytkownik lokalizuje stację bazową, konfiguracja uwierzytelniania i połączenia jest przekazywana przez wstawienie wiadomości do każdej wysyłanej ramki. Dane w sieci 802.22 są transmitowane przez strukturę ramki OFDMA podobną do tej z 802.16e, gdzie stacja bazowa kontroluje cały ruch do klienta. Użytkownik musi zapytać o slot do transmisji w kierunku stacji bazowej zanim podejmie transmisję.

Zobacz również:

• Netgear wkracza z Wi-Fi 7 dla klientów biznesowych
• Wi-Fi 7 - kompendium wiedzy o nadchodzącym standardzie

Głównym dodatkiem, jaki stworzono w specyfikacji 802.22, jest wykrywanie współdziałających stacji i łączenie kanałów. Gdy używana jest opcja łączenia kanałów, początkowo wysyłany jest nagłówek ramki w celu określenia, które kanały obsługiwany klient może użyć do transmisji danych. Do obsługi klientów, którzy nie pozwalają na łączenia kanałów, część ramek OFDMA jest rezerwowana do ostrzegania stacji bazowej o ich ograniczeniach. Stacja bazowa nie próbuje kolejkować transmisji, której użytkownik nie potrafi fizycznie obsłużyć.

Wykrywanie sąsiadów to zarówno unikalna, jak i nowatorska część standardu 802.22. Wiele obcych urządzeń może pracować w tym samym zakresie pasma co sieci WRAN. Do prawidłowego współdzielenia zakresu VHF/UHF z rozsiewczą telewizją muszą zostać zaimplementowane specyficzne rozwiązania. To aktualnie proponowane przez członków komitetu 802.22 używa wielowarstwowej metody do wykrywania, czy zachodzące zjawiska mają choćby minimalny wpływ na wydajność systemu. W proponowanej metodzie wykrywania, zarówno stacja bazowa, jak i użytkownicy będą partycypowali w wykrywaniu interferujących sąsiadów. Pozwoli to rozproszyć zadania wykrywania i umożliwi stacji bazowej w krótszym czasie zlokalizować rozsiewcę, którego może znaleźć wyłącznie użytkownik. W ramach tego procesu stacja bazowa rezerwuje część ramek OFDMA do przekazania użytkownikom informacji, które kanały powinny być monitorowane. Następnie użytkownicy zbierają dane i raportują zwrotnie do stacji bazowej w ściśle określonych interwałach. Gdy wszystkie informacje zostaną zebrane, stacja bazowa tworzy zestawienie zajętych i wolnych kanałów na podstawie powyższych wyników. Zależnie od poziomu wymaganej precyzji śledzenia, zadanie może zostać zrealizowane przez mechanizm "fast" lub "fine". Szybka detekcja "fast" jest wykonywana podczas określonego interwału przy wysyłaniu części ramek OFDMA. Zaawansowanie szybkiego wykrywania polega na uniezależnieniu urządzenia wykrywającego od zmiennych czasowych transmisji.

Wykrywanie "fine" jest wykonywane w tych przedziałach czasu, w których nie jest generowany żaden ruch. Stacja bazowa kolejkuje w odpowiednich przedziałach dane od kolejnych stacji. Ta metoda wykrywania pozwala na osiągnięcie najwyższego stopnia skuteczności, ale redukuje całkowitą przepustowość sieci. W rezultacie detekcja "fine" jest typowo używana tylko wtedy, gdy konieczne jest bardzo szybkie wykrycie zakłóceń. Jeżeli stacja bazowa wykryje, że pracuje na tym samym kanale co inny użytkownik pasma, rozsyła rozgłoszeniową wiadomość do wszystkich użytkowników na tym samym kanale. Użytkownicy tego kanału rozsyłają wiadomość do pozostałych, znanych użytkowników na terenie danej usługi, aby przełączyli się na nowy/wolny kanał w określonym przedziale czasowym.

Warto zaznaczyć, że nadajniki telewizyjne przeważnie nie zmieniają kanałów rozgłoszeniowych. W pewnych przypadkach może wystąpić sytuacja, gdy terminal użytkownika nie potrafi komunikować się ze stacją bazową, ponieważ jest zakłócany przez sąsiadujące urządzenie. W takiej sytuacji stacja bazowa nie widzi obcego nadajnika wysyłającego dane na tym samym kanale. Taki przypadek nazywany jest "problemem ukrytej stacji". Może on zostać rozwiązany przez okresową rozgłoszeniową transmisję stacji bazowej na aktualnie zajmowanym kanale oraz kilku innych, nieużywanych. Gdy blokowany terminal otrzyma sygnał rozgłoszeniowy, może ostrzec stację bazową, że interferuje z innym użytkownikiem i powinna zmienić kanał.