Senin, 24 September 2007

Teori Dasar mengenai WiMAX

1. Pengenalan Teknologi Wi-MAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah sebuah tanda sertifikasi untuk produk-produk yang lulus tes cocok dan sesuai dengan standar IEEE 802.16. WiMAX merupakan teknologi nirkabel yang menyediakan hubungan jalur lebar dalam jarak jauh [12].

Jaringan nirkabel Metropolitan Area Network (MAN) pada IEEE 80216-2004 sudah distandardisasi sampai 2004 [1]. Transmisi OFDM-based sudah terpecahkan dalam kerjasama dengan standar ETSI yang disebut HiperMAN [3][4]. Keduanya merupakan standar baku suatu dasar teknologi bersertifikasi WiMAX.

WiMAX Forum (Worldwide Interoperability for Microwave Access) merupakan salah satu industri, organisasi non-profit yang dibentuk untuk mempromosikan dan menjamin keserasian dan interoperabilitas pada produk-produk broadband nirkabel [5]. Untuk meningkatkan solusi-solusi Broadband Wireless Access (BWA), kelompok kerja IEEE 802.16e melihat kelebihan dari mobilitas media nirkabel. Dengan menyediakan peningkatan-peningkatan untuk mendukung Subscriber Station (SS) yang bergerak dengan kecepatan berkendara (vehicular speed), sistem tersebut dapat menghubungkan jarak antara kecepatan data LAN nirkabel yang tinggi dengan sistem selular yang memiliki mobilitas tinggi. Amandemen IEEE 80216e-2006 untuk suatu kombinasi operasi tetap (fixed) dan bergerak (mobile) pada pita yang berlisensi dibawah 6 GHz telah dipublikasikan pada tahun 2006[2].

2. Standar Dasar IEEE 802.16

Ruang lingkup dari standar IEEE 80216 meliputi layer MAC dan layer PHY seperti yang digambarkan pada gambar 1.

MAC termasuk di dalamnya Sublayer Sevice Specific Convergence (CS) yang menghubungkan layer yang lebih tinggi. MAC Common Port Sublayer (CPS) menyimpan fungsi utama seperti akses sistem, alokasi bandwidth, dan manajemen koneksi. Di bawah CPS terdapat sublayer keamanan (security). Quality of Service (QoS) diberlakukan bagi transmisi dan penjadwalan data melalui layer PHY.

Gambar 1: IEEE 802.16 protocol layering [1]

IEEE 80216 dioptimalkan untuk konfigurasi point to multipoint di mana beberapa SS dihubungkan ke suatu Central Base Station (BS). Sistem mendukung suatu transmisi yang berbasis frame, di mana frame tersebut dapat memiliki panjang yang bervariasi. Frame MAC dari suatu BS yang beroperasi dalam mode Time Division Duplex (TDD) terdiri atas sebuah subframe downlink (DL) dan sebuah subframe uplink (UL) yang dipisahkan oleh waktu. Dalam Frequency Division Duplex (FDD), subframe tersebut dialokasikan pita frekuensi yang berbeda.

Layer PHY meliputi empat spesifikasi yang berbeda. Di samping mode original Single Carrier (SC) untuk 10-66 GHz, juga terdapat mode Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) dan mode yang berdasarkan pada Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) yang telah dispesifikasikan untuk line of-sight (LOS) dan NLOS pada pita frekuensi di bawah 11 GHz [1][2][7].

3. Dukungan Mobilitas 802.16e

Dengan menyediakan peningkatan-peningkatan untuk mendukung Mobile SS (MS) yang bergerak dengan kecepatan berkendara (vehicular speed), sistem tersebut dapat menghubungkan jarak antara kecepatan data LAN nirkabel yang tinggi dengan sistem selular yang memiliki mobilitas tinggi. Amandemen IEEE 80216e-2006 untuk suatu kombinasi operasi tetap (fixed) dan bergerak (mobile) pada pita yang berlisensi dibawah 6 GHz telah dipublikasikan pada tahun 2006[2]. Standar amandemen memuat modifikasi-modifikasi pada layer MAC dan PHY. Modifikasi-modifikasi ini meningkatkan kemampuan dalam membentuk performansi secara efisien dalam perangkat bergerak (mobile device) yang memiliki daya yang terbatas (power-restricted).

Peningkatan layer PHY yang utama adalah pengenalan tentang suatu area subkanalisasi (subchannelization) DL dalam frame MAC. Area memulai dengan suatu mukadimah (preamble). Seperti frame MAC, area dikendalikan oleh suatu prefix frame DL dan private DL MAP. Pada area ini, akses medium diatur di dalam sebuah cara OFDMA. Sebagai tambahan, open loop power control diperkenalkan. Manajemen mobilitas dan fitur penghematan energi meningkatkan layer MAC pada amandemen standar. Di samping proses handover, dua mode operasi tersebut dapat mengurangi konsumsi daya dari MS dan juga mengurangi pemanfaatan sumber daya operasional: Sleep Mode menggambarkan fase tertentu dalam waktu di mana MS tersebut tidak ada dari air interface BS sehingga tidak terdapat lalu lintas DL atau UL. Idle Mode menghilangkan persyaratan aktif dari suatu MS untuk melakukan handover ketika melintasi suatu kondisi dengan BS yang lebih dari satu. Prosedur-prosedur handover opsional diperbolehkan untuk "Macro Diversity Handover" dan "Fast BS Switching", dimana teknik-teknik untuk meningkatkan mutu link dengan memanfaatkan kombinasi diversity dan seleksi diversity.

4. Prosedur Handover

Handover (HO) mengizinkan MS melakukan handover antar BS yang berdekatan (neighboring BS) ketika bergerak melintasi coverage area yang sesuai. Mekanisme tersebut dapat digunakan oleh BS untuk melakukan trigger suatu HO agar dapat menyeimbangkan secara optimal lalu lintas muatan dalam sel-sel pada suatu jaringan.

Gambar 2 menunjukkan contoh skenario dengan tiga buah BS. Masing-masing BS dihubungkan ke jaringan backbone operator baik dengan koneksi kabel ataupun koneksi nirkabel. Untuk mengoperasikan suatu sistem BWA, jaringan backbone memuat fungsi-fungsi yang diperlukan, seperti otorisasi, autentikasi, perhitungan, dan manajemen. MS berpindah dari BS yang melayani (serving BS), dimana pada awalnya berasosiasi. Sedangkan dua BS yang lain merupakan neighboring BS. Ketika melintasi batas sel, MS memulai HO ke BS yang terbaik atau target BS.

Pada IEEE 80216e, HO dapat dibagi menjadi dua langkah, yang pertama yaitu akuisisi topologi jaringan dan yang kedua yaitu proses HO. Selama akuisisi topologi jaringan, serving BS mengumpulkan informasi tentang neighboring BS melalui backbone dan memberitahukan informasi ini ke MS yang terhubung. MS melihat neighboring BS yang cocok dengan memeriksa (scanning) sesuai dengan pita frekuensi yang diperbolehkan. Dengan melakukan dua metode ini, MS memiliki pengetahuan tentang topologi jaringan dan kualitas yang tercapai pada masing-masing neighboring BS. Berdasarkan informasi ini, kemudian MS melakukan langkah kedua yakni proses HO, memutuskan, memulai, dan melakukan prosedur HO.

Gambar 2. Model Jaringan

4.1 Akuisisi Topologi Jaringan

4.1.1 Network Topology Advertisement

Masing-masing BS secara periodik melakukan broadcast informasi tentang topologi jaringan terbaru menggunakan pesan Mobility Neighbor Advertisement (MOB_NBR-ADV). Sedikitnya 30 hari, pesan berisi informasi kanal dari neighboring BS. BS memperoleh informasi tersebut melalui backbone dengan melakukan pertukaran pesan DCD/UCD masing-masing BS. Gambar 3 memperlihatkan message sequence chart (MSC) dari iklan (advertisement) yang dilakukan.

Gambar 3. Network Topology Advertisement

Pengetahuan kanal memudahkan sebuah sinkronisasi yang efisien antara MS dengan neighboring BS dengan cara menghilangkan kebutuhan memonitor transmisi broadcast DCD/UCD neighboring BS. Iklan (advertisement) tersebut berisi informasi yang berguna untuk mengoptimalkan proses HO.

4.1.2 Scanning pada Neighboring BS

Di samping advertisement BS, MS dapat secara aktif melakukan scan untuk mencari neighboring BS dan memperhitungkan kecocokan masing-masing BS yang kemudian akan dijadikan target BS. Gambar 4 memperlihatkan MSC selama interval scanning MS. Sebuah MS memulai proses scanning dengan mengirimkan Scanning Interval Allocation Request (MOB_SCN-REQ). Pesan tersebut berupa durasi scan yang dihitung, waktu multiple scanning, interval inrterleaving, dan jumlah iterasi. Dan MS menghasilkan scanning untuk mendapatkan satu atau lebih neighboring BS yang diharapkan. Kemudian, BS dapat melakukan negosiasi melalui backbone dengan kesempatan jarak yang bersifat unicast (daripada jarak berdasarkan koneksi) untuk neighboring BS yang diharapkan. Kesempatan yang bersifat unicast inilah yang akan diberikan ke MS saat waktu pertemuan tertentu.

Gambar 4. Interval scanning MS

Serving BS merespon permintaan scanning tersebut melalui Scanning Interval Allocation Response (MOB_SCN-RSP), dengan respon mengizinkan (grant) atau menolak (deny) permintaan tersebut. Jika interval scanning tersebut di izinkan, respon serving BS akan berisi waktu mulai interval dan waktu pertemuan pada masing-masing neighboring BS yang direkomendasikan. Scanning dapat dimulai oleh MS ataupun BS. Jika dimulai oleh BS, BS akan menunjukkan interval scanning MS hanya dengan mentransmisikan pesan MOB_SCN-RSP.

Apabila pesan respon memenuhi permintaan tersebut, MS dapat melakukan scan satu atau lebih BS selama interval waktu. Selain BS yang direkomendasikan, MS dapat melihat BS yang lain selama interval scanning. Ketika suatu neighboring BS di identifikasi melalui scanning tersebut, MS berusaha untuk mensinkronkan transmisi downlink neighboring BS tersebut. Gambar 4 memperlihatkan bahwa MS harus berhasil menerima DL preamble, FCH, DL MAP, dan pesan DCD sebelum MS disinkronkan. Selama penerimaan DL preamble di awal frame, MS dapat memperhitungkan kualitas kanal physical DL. Device yang advance dapat menambah simbol penunjuk yang dipasangkan dan preamble yang opsional pada awal burst untuk perhitungan kualitas kanal. Tetapi, kualitas kanal UL tidak dapat di ukur dengan hanya mensinkronkan MS untuk menyesuaikan dengan neighboring BS.

Selama interval scanning, transmisi data dihentikan sejenak. Stasiun harus menahan data yang masuk. Maka, interval scanning harus dilakukan dengan akurat agar throughput MS tidak menurun lebih dari yang dibutuhkan. MS dapat memutuskan scanning dengan mentransmisikan PDU atau sebuah permintaan BW selama interval contention ke BS.

Disamping interval scanning, intverval sleep dapat digunakan oleh MS untuk melakukan scan terhadap neighbor BS. Interval sleep dijadwalkan dalam mode sleep yang opsional. Untuk pemilihan target BS yang tepat, MS perlu memperoleh dan merekam informasi ketersediaan layanan yang baik. Selain kualitas kanal DL, MS secara opsional dapat berasosiasi dengan neighbor BS dengan pengukuran jarak awal. Parameter pengukuran jarak untuk sebuah BS yang diasosiasikan direkam oleh MS dan bisa digunakan lebih lanjut untuk mengatur nilai pengukuran jarak awal pada proses pengukuran jarak selanjutnya selama terjadinya HO.

Scan/Asosiasi tanpa koordinasi (tingkat 0)

Ketika tipe asosiasi ini dipilih, target BS tidak mempunyai pengetahuan tentang MS. Target BS hanya mengetahui kesempatan pengukuran jarak berdasarkan muatan (contention-based). Akses berdasarkan muatan ini bisa mengakibatkan collision dalam packet delay.

Asosiasi dengan koordinasi (tingkat 1)

Dalam asosiasi tingkat 1, serving BS mengkoordinasikan asosiasi antara MS dan neighboring BS dengan neighboring BS yang di inginkan dan menyediakan parameter asosiasi terhadap MS. Masing-masing neighboring BS akan menyediakan sebuah kesempatan pengukuran jarak yang bersifat unicast pada sebuah waktu pertemuan.

Network assisted association reporting (tingkat 2)

Seperti pada tingkat 1, serving BS mengkoordinasikan prosedur asosiasi dengan neighboring BS yang diminta untuk tingkat asosiasi ini. Namun jaringan membantu tingkat asosiasi ini. Sehingga, MS dibutuhkan hanya untuk mentransmisikan permintaan pengukuran jarak ke neighbor BS. MS tidak perlu menunggu respon, tetapi masing-masing neighbor BS mengirimkannya ke serving BS melalui backbone. Serving BS menjumlahkan seluruh informasi pengukuran jarak yang berhubungan kedalam sebuah single report (MOB_ASC_REPORT) dan mentransmisikannya ke MS ketika interval scanning berakhir. Asosiasi tipe ini mengurangi lalu lintas pensinyalan melalui antar muka udara (air interface) dan membuat interval scanning yang lebih pendek.

Serving BS dapat meminta sebuah report dari MS pada akhir interval scanning. Hal ini terlihat dalam pesan MOB_SCN-RSP. Report bisa berisi Carrier to Interference plus Noise Ratio (CINR), Received Signal Strength Indicator (RSSI), delay yang relatif, dan atau Round Trip Delay (RTD).

4.2 Proses Handover

4.2.1 Keputusan & Pemulaian Handover

HO Pemrakarsa (HO Initiator)

Informasi dikumpulkan melalui Network Topology Advertisement dan atau proses scanning yang berguna untuk MS. Sehingga MS dapat memutuskan dan memulai HO (mobile-controlled HO). Di samping kualitas kanal yang murni, informasi kemampuan jaringan diperlukan dalam suatu mobile-controlled HO untuk memilih suatu target BS yang optimal. Prediksi tingkat layanan yang kumpulkan oleh MS melalui asosiasi yang opsional merupakan kriteria dalam keputusan.

Jika serving BS meminta suatu laporan scanning dari MS, kualitas kanal sangat berguna bagi serving BS itu sendiri. Dalam hal ini, BS dapat memutuskan dan memulai HO berdasarkan pada pengukuran MS (mobile-assisted HO). Tipe HO ini dapat mempertimbangkan status jaringan yang tersedia untuk menyeimbangkan antar BS. Selama pesan MOB_SCN-REP tidak berisi prediksi kualitas layanan, informasi ini tidak ada dalam serving BS. Informasi tersebut bias dikumpulkan melalui backbone. Tetapi, mobile-assisted HO memiliki kerugian dalam HO yang inter-domain. Dalam domain yang berbeda dalam operator atau administratif, MS dapat mempunyai QoS yang berbeda pula. Hal ini tidak terlihat pada serving BS karena laporan scanning hanya berisi informasi kualitas kanal tetapi bukan prediksi kualitas layanan. Memperoleh prediksi QoS melewati batas administratif tidak dimungkinkan. Dan juga, mobile-assisted ­HO membutuhkan suatu overhead pensinyalan yang lebih besar karena laporan scanning di transmisikan melalui udara. BS yang lebih baik yang berada pada suatu domain yang berbeda, kemungkinan besar tidak akan diperhatikan oleh keputusan HO.

Kriteria HO

Dua tipe kriteria keputusan diprediksikan oleh IEEE 802.16 bagian management message. Pertama adalah ukuran kualitas kanal seperti SINR dan kekuatan sinyal yang dapat dipertukarkan. Agar dapat menghilangkan fluktuasi yang cepat akibat sifat multipath dari kanal nirkabel, pengukuran kualitas link harus dirata-ratakan dari waktu ke waktu. Panjang dan bentuk proses perata-rataan window adalah suatu hal yang efektif untuk beradaptasi pada proses HO. Pada kondisi LOS, dimana variasi kualitas link rata-ratanya sangat kecil, proses perata-rataan window menghindari efek “ping-pong“. Pada kondisi NLOS, kekuatan sinyal dapat turun dengan cepat akibat proses shadowing yang berat dan tiba-tiba. Hal ini akan menuntut suatu proses perata-rataan window yang singkat, sehingga menghasilkan HO yang cepat. Kedua, QoS ditandai oleh prediksi kualitas layanan. Prediksi kualitas layanan pada tingkat layanan MS dapat diwujudkan dari BS ini. Nilai yang berbeda menandakan bahwa tidak ada layanan yang mungkin, beberapa layanan yang diminta dapat tersedia, masing-masing koneksi dapat diciptakan dengan QoS yang spesifik, atau tidak ada prediksi yang tersedia. Bergantung pada ketersediaannya, kriteria lain dapat digunakan dengan strategi. Dalam kasus mobile-controlled HO, beberapa layanan harus bisa diakses oleh MS. Dalam kasus mobile-assisted HO, hal tersebut memerlukan kriteria pada serving BS. Nilai kriteria bisa berupa bit error rate (BER), delay paket/jitter, penetapan harga layanan, kecepatan MS, dan lokasi MS.

Pemulaian dan Strategi Keputusan HO

Strategi HO memulai suatu proses HO dan hal tersebut dilakukan untuk target BS. Strategi tidak dijelaskan oleh standar IEEE 802.16. Referensi [9] menjelaskan secara detail tentang strategi HO klasik, yaitu:

  • Kriteria HO dibandingkan langsung dan suatu HO dimulai ketika ukuran suatu neighboring BS melebihi ukuran suatu serving BS.
  • Perbandingan bersama secara langsung dengan suatu threshold dapat menghindari HO yang tidak berguna dengan mengizinkan suatu pemulaian HO hanya jika kriteria turun dibawah threshold.
  • Perbandingan dengan suatu histerisis menghindari “ping-pong” pada HO dengan mengizinkan pemulaian HO hanya jika neighboring HO lebih cukup kuat dari serving BS. Tetapi, suatu histerisis memperlambat pemulaian HO.
  • Suatu pengatur waktu tunda dapat membatasi waktu minimum antara dua HO. Seperti suatu histeresis, hal tersebut menghindari efek “ping-pong”.
  • Teknik prediksi memprediksikan nilai yang akan datang dan kecenderungan dari kriteria. Strategi memulai HO berdasarkan pada prediksi.

Suatu kombinasi dari strategi dasar yang berbeda, yaitu suatu perbandingan dengan histeresis dan threshold, bersifat mungkin. Lebih lanjut, suatu strategi HO dapat didasarkan pada kriteria yang multiple, seperti informasi SINR dan lokasi.

Suatu strategi HO yang canggih memanfaatkan logika fuzzy untuk memulai HO. Suatu sistem berdasarkan pada logika fuzzy mampu beroperasi pada pengukuran tidak jelas dengan kompleksitas yang sembarang. Sistem fuzzy dapat dipengaruhi dengan mengadaptasikan aturan-aturan fuzzy, sehingga strategi HO tersebut cukup fleksibel [11].

Manajemen HO

Dalam hal suatu keputusan HO yang positif, serving BS dan MS saling memberitahukan. Dalam suatu mobile-controlled HO, MS mentransmisikan suatu pesan MOB_MSHO-REQ ke serving BS. Serving BS merespon dengan suatu pesan MOB_BSHO-RSP. MS mentransmisikan final indication (MOB_HO-IND) untuk mulai melakukan HO (atau tidak). Gambar 5 menunjukkan MSC dari mobile-controlled HO.

Gambar 5. Mobile-Controlled Handover

Permintaan HO berisi satu atau lebih target BS yang mungkin dengan ukuran kualitas link pada target BS yang sesuai, dan prediksi kualitas layanan yang tersedia. Menurut daftar tersebut, serving BS bisa menghubungi target BS dan bernegosiasi untuk peluang transmisi pengukuran jarak awal yang dedicated untuk MS. Jika MS itu tidak menghubungkan ke target BS selama interval scanning, serving BS meminta prediksi kualitas layanan untuk MS. Lebih lanjut, serving BS dapat mengumpulkan setiap informasi HO yang berhubungan dari jaringan, yakni mengukur kualitas kanal UL selama asosiasi MS atau statistik muatan jaringan.

Respon serving BS berisi daftar BS yang direkomendasikan. Daftar tersebut merekomendasikan target BS pertama dan masukan (entry) terakhir sebagai rekomendasi terakhir. Ada kemungkinan bahwa daftar BS yang direkomendasikan adalah suatu subset dari daftar BS yang mungkin yang diusulkan oleh MS. Lebih lanjut, tanggapan berisi yang disebut tindakan waktu (action time). Action time menggambarkan banyaknya frame sampai semua BS yang direkomendasikan mengalokasikan suatu peluang transmisi yang dedicated untuk pesan RNG-REQ dari MS. Suatu identifier (HO_ID) ditugaskan kepada MS, yang mengidentifikasi MS selama pengukuran jarak awal.

Dengan memiliki daftar BS yang direkomendasikan, MS mengevaluasi target yang mungkin BS berdasarkan pengukuran yang dilaksanakan selama proses scanning dan asosiasi sebelumnya. Hal itu direkomendasikan, tetapi tidak diperlukan, bahwa MS memilih salah satu BS dari daftar tersebut. MS boleh memutuskan untuk mencoba melakukan HO ke suatu BS yang berbeda baik yang berada di daftar BS yang direkomendasikan ataupun tidak. Tetapi, serving BS dapat memaksa MS untuk melakukan handover dengan mengatur mode operasi pada MOB_BSHO-RSP (MOB_BSHO-REQ).

Final indication (MOB_HO-IND) berisi BSID target BS. Setelah menerima indikasi, serving BS memulai resource retain timer. Selama pengatur waktu tersebut tidak berakhir, serving BS mempertahankan koneksi-koneksi, MAC state machine dan PDU berhubungan dengan MS. Koneksi-koneksi tersebut dapat digunakan oleh MS untuk melaksanakan suatu operasi re-entry yang dipercepat dengan serving BS. Setelah pengatur waktu berakhir, MS tidak mendengarkan lalu lintas DL serving BS lagi dan BS dapat mengakhiri koneksi dengan MS. Serving BS dapat mengatur ulang pengatur waktu ketika menerima suatu pesan backbone, yang menandakan adanya asosiasi MS yang sukses pada target BS. Dalam mobile-assisted HO, serving BS meminta HO dengan mentransmisikan suatu MOB_BSHO-REQ. MS melakukan acknowledge dengan pesan MOB_HO-IND.

4.2.2 Sinkronisasi

MS mensinkronkan kanal DL target BS untuk memperoleh parameter transmisi DL dan UL. Proses sinkronisasi telah digambarkan dalam bagian scanning neighboring BS. Jika MS sebelumnya telah menerima suatu MOB_NBRADV atau jika MS telah melaksanakan scanning, MS telah mengetahui informasi DCD/UCD. Dalam hal ini, proses sinkronisasi tersebut diikatkan.

4.2.3 Entry/Re-entry Jaringan

Re-entry jaringan diproses menurut standar prosedur yang ditetapkan untuk awal entry jaringan. Sedangkan dalam proses pengukuran jarak, MS memperoleh offset pemilihan waktu yang tepat, mengoreksi offset frekuensi, dan melakukan penyesuaian kehandalan transmisi. Untuk mengoptimalkan re-entry, pertukaran pesan dapat disingkatkan atas bantuan jaringan backbone. Untuk melakukannya, MS mengirim pesan Ranging Request NGREQ kepada target BS. Jika sebelumnya peluang pengukuran jarak awal berdasarkan non-contention dirundingkan melalui backbone, peluang ditandai dalam UL MAP atas pertolongan Fast_Ranging IE. Slot pengukuran jarak yang dedicated menunjukkan alamat MAC MS. Selain hal tersebut, MS mentransmisikan RNGREQ selama slot pengukuran jarak awal berdasarkan contention. BS menanggapi dengan pesan Ranging Response (RNGRSP). Tanggapan tersebut berisi manajemen CID dari MS. Lebih lanjut, tingkat transmit power, offset timing-and frequency dimasukkan. Pertukaran pesan RNG-REQ dan RNG-RSP diulangi sampai BS memberitahu suatu pengukuran jarak yang sukses. Jika MS telah melaksanakan asosiasi yang opsional kepada target BS selama interval scanning terbaru, MS menggunakan parameter pengukuran jarak awal yang terekam untuk mempersingkat jumlah iterasi pengukuran jarak. Hal ini mungkin ketika parameter yang terekam tidak out of date. Dengan demikian, asosiasi yang opsional harus dilaksanakan dekat dengan pemulaian HO sehingga kondisi kanal tidak berubah di pertengahan.

Setelah pengukuran jarak, MS dan target BS bernegosiasi kemampuan dasar mereka, yakni kemampuan modulator/demodulator. Kemudian autentikasi MS dan pertukaran encryption key mengikuti. Setelah otorisasi, MS melaksanakan registrasi di mana MS menginformasikan tentang dukungan ARQ dan CRC. Dan MS masuk kembali jaringan dan meneruskan penetapan koneksi dengan sukses. Target BS dapat meminta serving BS informasi tentang MS melalui jaringan backbone. Entitas jaringan lain bisa dilibatkan juga. Entitas seperti itu adalah sebagai contoh suatu server Authentication and Service Authorization (ASA) untuk meminta informasi keamanan MS. Berkat informasi ini, re-entry jaringan bisa dioptimalkan.

Target BS menandai adanya tingkat optimisasi HO di dalam pesan RNGRSP. Dengan demikian, satu atau beberapa dari langkah-langkah entry jaringan yang berikut bisa dilompati:

  • Bernegosiasi kemampuan dasar/Registration
  • Manajemen privete key/tahap Authentication
  • Tahap penetapan encryption key

Hal tersebut juga memungkinkan untuk melompati keseluruhan prosedur entry jaringan dengan mentransfer seluruh status operasional dari serving BS ke target BS. Status operasional dimasukkan dalam kondisi ARQ dan SAR, pengatur waktu, counter, MAC state machine, CID, informasi arus layanan, dan informasi koneksi lain. Dengan pertukaran informasi ini, target BS dan MS tidak menukar setiap pesan re-entry jaringan setelah operasi handshake pengukuran jarak. Bahkan penetapan koneksi (handshake DSA-REQ/DSA-RSP) dapat dihilangkan. MS dan BS melanjutkan kembali operasi normal secara langsung.

5 Summary dan Conclusions

Beberapa sasaran bersifat penting selagi merancang dan mengevaluasi prosedur-prosedur manajemen mobilitas:

  • Biaya tak langsung isyarat kecil dengan perantaraan radio antar muka
  • Handover rendah latency
  • Kerugian-kerugian paket minimum selama handover
  • Paling sedikit handover kegagalan
  • Penggunaan efisien dari sumber daya jaringan

Semua sasaran ini telah dikerjakan selama spesifikasi prosedur-prosedur HO dari IEEE 80216e. Mekanisme utama yang digunakan oleh patokan untuk mencapai sasaran itu adalah dukungan jaringan tulang punggung.

Pertama-tama, BSs berdekatan berbagi informasi saluran mereka atas pertolongan komunikasi BS-to-BS (di) atas tulang punggung. Hal ini mengizinkan[membiarkan MSs untuk meneliti untuk BSs yang berdekatan secara efisien atau itu bisa bahkan menggantikan kebutuhan akan telusuran. Ke dua, BSS dapat bernegosiasi unicast peluang transmisi untuk suatu puasa asosiasi untuk ramalan kwalitas pelayanan dan untuk jaringan re-entry. Ketiga, jaringan mendukung keputusan HO dengan menyediakan informasi tambahan. Melayani BS boleh mengumpulkan HO informasi yang terkait dari jaringan, seperti ramalan-ramalan kwalitas pelayanan, UL menggali mutu dari BSs yang berdekatan, atau jaringan mengisi?memuat statistika dari kesatuan-kesatuan manajemen jaringan. Keempat, jaringan bantuan dapat mengoptimalkan jaringan re-entry dengan kebutuhan penghapusan untuk melaksanakan fungsi tertentu untuk masuk kembali jaringan. Jadi; Dengan demikian, bantuan jaringan boleh memendekkan atau melalaikan pendaftaran, otorisasi, dan pertukaran kunci keamanan. Lebih lanjut, seluruh status(negara operasional dapat dipertukarkan (di) atas jaringan. Hal ini mengizinkan[membiarkan MSs itu untuk mulai lagi operasi normal dengan cepat. Di samping berkisar, tanpa operasi yang lain harus dilaksanakan. Hal ini mengurangi biaya tak langsung pemberian isyarat di antar muka udara.

Karena kebanyakan dari proses-proses itu bersifat opsional, itu berada di atas kepada pabrikan itu untuk menerapkan satu HO yang efisien. Menghilangkan implementasi mereka boleh memperpanjang HO. Suatu implementasi yang tidak canggih boleh bahkan menjurus kepada biaya tak langsung yang ditingkatkan karena telusuran yang berlebih lebihan dan asosiasi opsional atau inisiasi HO kurang baik dan pemilihan target. Bagaimanapun, patokan menyediakan fitur yang berharga untuk memungkinkan satu HO yang efisien.

Daftar Pustaka

[1] IEEE Std 802.16-2004, IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for

Fixed Broadband Wireless Access Systems, Oct. 2004
[2] IEEE 802.16e, IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed and

Mobile Broadband Wireless Access Systems, Amendment for Physical and Medium Access Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands, Feb. 2006

[3] ETSI Broadband Radio Access Networks (BRAN): HIPERMAN; Data Link Control (DLC) Layer, Standard

TS 102 178, 2003

[4] ETSI, ETSI Broadband Radio Access Networks (BRAN): HIPERMAN; Physical (PHY) Layer, Standard,

TS 102 177, 2003

[5] WiMAX Forum, www.wimaxforum.org

[6] T. Kwon, H. Lee, S. Choi, J. Kim, D. Cho: Design and Implementation of a Simulator based on a Cross-Layer Protocol between MAC and PHY Layers in a WiBro Compatible IEEE 802.16e OFDMA System”, IEEE Communications Magazine, Dec. 2005

[7] C. Hoymann: Analysis and Performance Evaluation of the OFDM-based Metropolitan Area Network IEEE 802.16, Computer Networks, Elsevier, 2005

[8] W. Zhang, J.Jaehnert, K. Dolzer: Design and Evaluation of a Handover Decision Strategy for 4th Generation Mobile Networks, The 57th Vehicular Technology Conference, VTC Spring, Apr. 2003

[9] G.P. Pollini: Trends in handover design, IEEE Communications Magazine, Vol. 34, pp. 82-90, Mar. 1996

[10] D. B├╝ltmann, M. Siebert, M. Lott, Performance Evaluation of Accurate Trigger Generation for Vertical Handover, IEEE PIMRC, Sep. 2005

[11] P.M.L. Chan, R.E. Sheriff, Y.F. Hu, P. Conforto, C. Tocci, Mobility management incorporating fuzzy logic for a heterogeneous IP environment, IEEE Communications Magazine, Vol.39, pp.42-51, Dec. 2001

[12] http://id.wikipedia.org/wiki/WiMAX

Tidak ada komentar: