802.16/WiMax组网关键技术探析

造成的长期竞争不到信道的问题；其次，这样的设计可以避免碰撞的发生，每个SS都只在属于自己的发送时段内才发送数据，可以保证"任何时刻，媒体上只有一个数据传输"；还有，方便于进行QoS、业务优先级等方面的控制，在带宽分配方面也有先天的优势。

1.3　入网与初始化分析

　　为了提高无线网络的鲁棒性，和在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。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（Downlink Channel Descriptor，下行信道描述符）、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（Uplink
Channel Descriptor,上行信道描述符），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。

　　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。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。

　　1.4　资源分配策略分析

　　与资源分配策略相关的处理过程包括ARQ和QoS。802.16/WiMax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、ActiveQosPammset。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802.16/WiMax网络中是作为可选项出现的，但是它的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[5]。

　　1.5　网络安全策略

　　认证、授权和计帐（Authentication，Authorization and Accounting，AAA）是802.16/WiMax网络的重要组成部分，也是网络安全策略的一个组成部分。用户认证过程AAA接入控制的实现为：用户端设备→AAA客户机→AAA服务器→计费系统。AAA客户机到AAA服务器之间通常采用远程拨号用户认证（RADIUS）协议；AAA服务器和计费系统一般集中建设，以支持用户漫游和减少建设成本；用户端设备和AAA客户机（如宽带接入服务器）之间多采用PPPoE、802.1x、Web认证。在单独建网、数据城域网叠加、移动蜂窝网叠加等几种方案中，802.16/WiMax网络的AAA客户机、AAA服务器和计费系统可以借用现有网络的实现技术或直接采用现有网络对应设备，以实现资源共享，降低网络设备投资[1]。

1.6　移动性管理

　　802.16/WiMax网络具备支持漫游、移动业务的能力，其移动性管理方式对于网络结构影响也是比较大的。移动管理主要功能就是在整个服务网络内有效地支持终端站的漫游和移动，涉及位置管理和切换 管理两部分。其中，位置管理主要是确认合法终端所处网络位置，以便在业务启动时，迅速建立业务路由；切换管理则是在终端移动状态下，保障激活业务的服务和质量。

802.16/WiMax终端在漫游、移动情况下实现移动性管理可以采用简单IP（Simple IP）或移动IP（Mobile IP）协议。在Simple IP网络结