Struktur und MAC von Wireless MESH-Networks nach IEEE 802.16a

Die IEEE 802.16a-MAC

Der wesentliche Unterschied zwischen den PMP-Knoten, die so arbeiten, wie die Knoten nach IEEE 802.16 im Bereich 10 bis 66 GHz, und den optionalen Maschen-Knoten ist, dass bei ersteren der Verkehr nur zwischen SSs und BS abläuft, währende im Maschen-Modus Verkehr durch andere SSs geroutet werden und direkt zwischen SSs auftreten kann.

Abhängig vom für das Übertragungsprotokoll benutzten Algorithmus kann dies auf einer gleichberechtigten Basis mit verteiltem Scheduling oder mittels einer die Maschentopologie kontrollierenden Mesh-BS mit zentralisiertem Scheduling oder in einer Kombination beider Möglichkeiten geschehen. Eine Station in einem Maschen-Netz, die eine direkte Verbindung zu nachgelagerten Diensten außerhalb des Maschen-Netzes hat, heißt Mesh-BS. Alle anderen Systeme sind Mesh-SSs.

Andere Arten von Knoten gibt es nicht. Die Begriffe Uplink und Downlink sind in einem Maschen-Netz so definiert, dass sie Verkehr zur Mesh-BS und Verkehr, der von der Mesh BS abgeht, beschreiben. In einem Maschen-System kann somit nicht nur die Mesh-BS senden, ohne sich mit anderen Knoten koordinieren zu müssen.

Zentralisiertes und verteiltes Scheduling

Mit verteiltem Scheduling können alle Knoten einschließlich der Mesh-BS ihre Sendungen in der erweiterten „Zwei-Hop“-Nachbarschaft koordinieren, indem sie ihre Schedules (verfügbare Ressourcen, Requests und Grants) zu all ihren Nachbarn kommunizieren. Optional kann der Schedule auch durch gerichtete, unkoordinierte Requests und Grants zwischen zwei Knoten aufgebaut werden.

Die Knoten müssen sicherstellen, dass die resultierenden Übertragungen keine Kollisionen mit Daten- und Kontrollverkehr aus irgendeinem anderen Knoten der erweiterten Nachbarschaft (Zwei Hops) haben. Es gibt keinen Unterschied hinsichtlich des Mechanismus für das Scheduling von Up- und Downlink. Bei zentralisiertem Scheduling werden die Ressourcen von der Mesh-BS vergeben. Sie sammelt Ressource Requests von allen Mesh-SSs innerhalb eines bestimmten Hop-Bereiches. Sie berechnet die erforderlichen Zuteilungen für Up- und Downlink-Verbindungen und kommuniziert sie an alle Mesh-Sss des Hop-Bereichs.

Diese Zuteilungs-Nachrichten enthalten nicht den aktuellen Schedule. Den kann jede SS mit den gegebenen Parametern selbst berechnen. Die gesamte Kommunikation ist im Kontext eines Links zu sehen, der zwischen zwei Knoten etabliert wird. Dieser muss für die gesamte Kommunikation zwischen zwei Knoten benutzt werden. Über die Links wird QoS auf der Grundlage der Nachrichten realisiert. An einen Link selbst werden keine Service- oder QoS-Parameter gebunden aber jede Unicast-Nachricht hat diese Informationen in ihrem Header.

Die Klassifikation nach unterschiedlichen Verkehrsarten und die Flusskontrolle werden an jedem Knoten, bei dem Nachrichten eingehen, durch ein Klassifikations- und Regulations-Protokoll einer höheren Schicht vorgenommen. Die dazu notwendigen Service-Parameter müssen am MAC-SAP übergeben werden. In Maschen-Netzen werden üblicherweise omnidirektionale 360-Grad Rundantennen oder Sektorantennen benutzt. An den Rändern eines Maschen-Netzes, an denen nur die Kommunikation zu einer einzigen Station benötigt wird, können auch Richtantennen benutzt werden.

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