Особенности MAC-уровня

Повышение скорости передачи возможно не только за счет изменений на физическом уровне. МАС-уровень в проекте IEEE 802.11n также модернизирован. Одна из важнейших особенностей IEEE 802.11n - возможность объединения (агрегирования) нескольких МАС-пакетов (MPDU) в один пакет физического уровня PSDU (A-MPDU) (рис.8). У такого объединенного пакета может быть только один адрес получателя. При этом повышается скорость передачи данных, поскольку сокращается удельный объем служебной информации (заголовки и преамбулы пакетов физического уровня). Объединение пакетов - это обязательное требование, и только те MPDU, которые требуют индивидуального подтверждения приема (Ack), могут передаваться как отдельные пакеты. Более того, один MPDU может агрегировать несколько пакетов MSDU (MAC service data unit), принадлежащих различным сервисным потокам (различным приложениям) и обладающих различными требованиями к качеству предоставления услуг (QoS), лишь бы у них был единый адрес приемника. В результате формируется объединенный МАС - пакет A-MSDU (см. рис.8).

Рис. 8. Интегрированные заголовки MAC – уровня стандарта IEEE 802.11n

Для подтверждения приема пакетов физического уровня PSDU используется специальный пакет блочного подтверждения (Block Acknowledge - BA), описанный в недавно принятом стандарте IEEE 802. 11е, посвященном вопросам QoS. Однако в IEEE 802.11n использует "сжатые" BA - в этом пакете предусмотренное стандартом 802.11е поле подтверждения размером 128 байт сокращено до 8 байт, причем каждый бит в этом поле подтверждает прием отдельного MSDU (рис.9). Более того, запрос подтверждения (отдельный пакет BAR - BA request) может не использоваться, вместо этого достаточно задать определенный тип политики подтверждений. По утверждениям разработчиков, приведенный на рис.9 механизм обмена (объединенный пакет и блок подтверждения) более чем в 2,5 раза эффективнее, чем традиционный "данные - подтверждение". Важная особенность проекта IEEE 802.11n - режим PSMP (Power Save Multi-Poll) - энергосберегающий множественный опрос. Он похож на стандартный режим централизованного распределения ресурсов PCF - управляющая станция АР транслирует специальный управляющий пакет PSMP, в котором для каждой станции (из тех, которым разрешен режим PSMP) назначается время и длительность приема и передачи (нисходящего и восходящего соединений) в интервале обслуживания (цикле повторения приема-передачи). Причем длительность интервала обслуживания для каждой станции может быть различной. Для подтверждения приема в режиме PSMP используются специальные пакеты подтверждения (MTBA), следующие немедленно за переданными агрегированными пакетами данных. Электроэнергия экономится благодаря тому, что станции знают, когда им необходимо активизироваться, и могут выключать свои энергоемкие блоки на время бездействия.

Рис. 9. Передача посредством агрегированных пакетов и боков подтверждений

Особенность данного режима - его гибкость. В рамках одного цикла PSMP управляющая станция может передавать дополнительные PSMP (sub-PSMP) - это режим мультифазного PSMP. В чем его удобство? Например, какая-либо станция не успела передать данные в отведенный для нее интервал (рис.10). Тогда в конце этого интервала она посылает АР специальный пакет с указанием необходимых этой станции дополнительных ресурсов (запрос RR). Если есть возможность, АР отправляет в ответ пакет sub-PSMP, в котором данной станции выделен дополнительный интервал передачи. Другой случай - потеря данных. Если передающая станция не получила подтверждения приема, АР также может предоставить ей дополнительные ресурсы для повторной передачи посредством sub-PSMP.

Рис. 10. Выделение окна передачи для досылки информации и повторной отправки данных в режиме мультифазового PSMP

Не менее интересная особенность IEEE 802.11n - режим изменения направления обмена соединения. Пусть станция А передает данные станции Б. Оставаясь в рамках того же соединения, т.е. без дополнительных процедур доступа к каналу, возможно изменить направление передачи - от станции Б к станции А, а затем вновь передать права трансляции станции А.

Разумеется, помимо перечисленных особенностей, МАС - протокол проекта IEEE 802.11n включает поддержку всех изменений физического уровня. Он определяет специальные форматы пакетов калибровки канала передачи, выбора антенн, измерения характеристик канала и передачи матриц параметров канала, формирования диаграмм направленности и т.п. Предусмотрено применение сокращенных до 2 мкс межкадровых интервалов (RIFS) и т.д.

Таким образом, можно утверждать, что проект IEEE 802.11n очень скоро превратится в стандарт. А он остро необходим, поскольку производители элементной базы и аппаратуры уже выпускают WiFi - продукты с отдельными возможностями IEEE 802.11n. Разумеется, еще должна появиться черновая (draft) версия стандарта, она будет обсуждаться и корректироваться, но в целом надежды разработчиков на окончательное утверждение стандарта к апрелю 2007 года не выглядят чересчур оптимистичными.

Дата добавления: 2014-01-20