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WIMAX – IEEE 802.16: ESTUDO DA TECNOLOGIA E REQUISTOS PARA

MODELAMENTO E SIMULAÇÃO

Sanzio Guilherme Naves

sanzio@inatel.br Rodrigo Adolfo Chan

chan@inatel.br Antônio M. Alberti

alberti@inatel.br

Resumo – Este trabalho apresenta os resultados de

um estudo sobre a tecnologia WiMAX. Trata-se da

primeira fase de um trabalho mais amplo, que visa o

modelamento e simulação de redes WiMAX. Este

artigo fornece uma análise da tecnologia WiMAX,

destacando suas principais características,

componentes, pilha de protocolos, topologias,

camadas e funções. Os resultados deste estudo

servirão de base para a definição dos requisitos para

um modelo de simulação, bem como para a proposta

de um modelo de simulação WiMAX.

Palavras-Chave: WiMAX, IEEE 802.16, modelamento, simulação.

I. INTRODUÇÃO

O padrão IEEE 802.16 veio para consolidar o conceito de WMAN (wireless metropolitan area

network). Para tanto, é necessário ter altas taxas de transmissão numa grande área para um grande número de usuários. Essa tecnologia foi batizada de WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).

Hoje já existe um padrão wireless chamado Wi-Fi (Wireless Fidelity, IEEE 802.11) mas este fora projetado para pequenas redes locais. Mesmo tendo algumas soluções engenhosas para extender sua área de cobertura, ainda existia diversos problemas, tais como: conexão entre Access Points (AP’s) de diferentes fabricantes; segurança (embora tenha melhorado); oferecer QoS; custos elevados de backhaul; serviços limitados, pois não tendo QoS, fica difícil distinguir tráfego, dentre outros problemas. A QoS existente nos equipamentos de hoje é proprietária, firmando ainda mais a incompatibilidade entre fabricantes diferentes.

É neste contexto em que o WiMAX entra, para suprir uma necessidade percebida pelas WISPs (Wireless Internet Service Providers) com custos menores e qualidade superior em praticamente todos os aspectos, quando relacionado à solução de última milha ou longos enlaces. Ele promete concretizar o velho sonho de uma plataforma comum padronizada para o transporte de vídeo, voz, imagens e dados com segurança e QoS num ambiente wireless.

Assim sendo, neste artigo apresentaremos os resultados de um estudo sobre a tecnologia WiMAX. Na seção II, descreveremos as principais características desta tecnologia. Estas características servirão de base para definir quais aspectos são fundamentais de ser considerados em um modelo de simulação. Na seção

III, apresentaremos as atividades em andamento atualmente no projeto. Finalmente, na seção IV, apresentaremos algumas considerações finais sobre o WiMAX.

II. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

O padrão especifica duas faixas no espectro de freqüência: 2 a 11 GHz (ou sub-11 como é chamado em algumas publicações) para condição NLOS (non line of

sight, sem visada direta) com alcance de até 8 quilômetros, e 10 a 66 GHz para condição LOS (line of

sight, com visada direta) com alcance de até 50 quilômetros, cabendo aos fabricantes e órgãos regulamentadores (Ex. Anatel) decidir quais serão as freqüências utilizadas. O padrão possui a camada física (PHY) adaptativa, ou seja, ele altera a modulação (Ex: 16 QAM, QPSK, 64 QAM) e codificação (Reed

Solomon) do equipamento de acordo com as condições do canal. Permite correção de erro (FEC), com tamanhos de blocos variáveis e oferece suporte para antenas inteligentes adaptativas. Pode operar com TDD ou FDD no uplink e no downlink.

II.1. Arquitetura

Existem duas arquiteturas para o 802.16: Fixa e Móvel.

II.1.1. Rede fixa

A arquitetura fixa é voltada para o acesso em redes metropolitanas. Ela possui duas possibilidades de implantação, dependendo do local onde a rede WiMAX termina: backhaul quando constitui várias ligações ponto-a-ponto entre BSs; e rede de última milha, quando um sinal WiMAX chega no ponto de acesso do assinante final.

Uma rede WiMAX é mostrada na Figura 1, onde é utilizada como backhaul para uma rede Wi-Fi (IEEE 802.11). Neste caso, o WiMAX é utilizado para interligar os Hot-Spots da rede Wi-Fi. É a rede Wi-Fi que fornece acesso aos clientes finais. Esta provavelmente será uma das primeiras aplicações do WiMAX. A Figura 1 mostra também o WiMAX sendo utilizado diretamente no acesso dos clientes finais utilizando as topologias, ponto a ponto, ponto multiponto (PMP) e mesh.

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Figura 1- Arquitetura de uma rede WiMAX.

II.1.2. Rede móvel

Esta arquitetura segue a norma IEEE 802.16e, que acrescenta portabilidade e o suporte a clientes móveis. Provavelmente, as subscriber stations serão bastante semelhantes as estações Wi-Fi podendo chegar até a telefonia móvel.

II.2. Pilha de Protocolos

O modelo de referência de protocolos da norma IEEE 802.16 possui três planos: plano do usuário, plano de controle e plano de gerência, conforme a Figura 2. A camada MAC (Medium Access Control – Controle de Acesso ao Meio) é dividida em três sub-camadas: CS (Service-Specific Convergence Sublayer – Sub-camada de Convergência Específica), CPS (Common Part Sublayer – Sub-camada de Convergência Comum) e Sub-camada de Segurança (Security Sublayer). Abaixo da camada MAC, existe a camada PHY (Physical Layer – Camada Física).

Figura 2 – Pilha de protocolos.

II.3. Camada de controle de acesso ao meio -

MAC

As principais funções da camada MAC são: suporte à qualidade de serviço, adaptação do tráfego de outras tecnologias para a rede WiMAX, suporte ao

ajuste adaptativo das técnicas de transmissão digital em função do meio de transmissão, multiplexação de fluxos de tráfego em conexões, escalonamento e alocação dinâmica de recursos de transmissão, suporte à segurança da comunicação, controle de acesso e transmissão de informações, suporte à topologia da rede.

A seguir apresentamos alguns detalhes das 3 subcamadas da camada MAC.

II.3.1. Sub-camada de convergência

específica

Esta subcamada inclui as funcionalidades específicas de adaptação necessárias aos possíveis clientes da rede WiMAX. Estas funcionalidades são ditas específicas, porque diferem para cada tecnologia cliente. Atualmente, apenas 2 especificações da subcamada de convergência (CS) estão disponíveis: a ATM CS e a Packet CS.

A ATM CS é uma interface lógica que associa diferentes serviços ATM com a subcamada de convergência comum da MAC. A ATM CS foi especificamente definida para dar suporte a convergência dos PDUs gerados pelo protocolo da camada ATM de uma rede ATM.

A Packet CS é usada para o transporte de todos os protocolos baseados em pacotes, tais como: IP, PPP e Ethernet.

II.3.2. Sub-camada de convergência comum

Esta subcamada inclui as funcionalidades comuns de adaptação necessárias aos possíveis clientes da rede WiMAX. Estas funcionalidades são comuns, porque são as mesmas para todas as tecnologias cliente. Dentre as principais funções desempenhadas pela sub-camada CPS estão: escalonamento e alocação dinâmica de recursos de transmissão, estabelecimento e manutenção de conexões, construção do MAC PDU, suporte à camada física, suporte ao ajuste adaptativo das técnicas de transmissão digital em função do meio de transmissão (ABPs – Adaptive Burst Profiles), inicialização das estações, suporte ao multicast e

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suporte à qualidade de serviço. A seguir apresentaremos maiores detalhes sobre algumas destas funções.

Suporte à Topologia da Rede

A CPS provê o suporte a duas topologias [2]: Ponto-Multiponto (PMP – Point-Multipoint) e Malha (Mesh). A topologia ponto-multiponto permite apenas a comunicação entre a estação base e as estações assinantes. Ou seja, toda comunicação de uma estação de assinante passa sempre pela estação base. Esta foi a primeira topologia desenvolvida para as redes WiMAX. Na topologia em malha, o tráfego pode ser roteado através das estações assinantes, passando diretamente entre elas sem passar pela estação base. A topologia ponto-multiponto é mais barata, pois reduz-se a complexidade e a necessidade de equipamentos mais sofisticados (roteadores e comutadores) nas estações dos assinantes. Em síntese, a topologia PMP é bastante semelhante a uma rede de telefonia celular, com a exceção de que por enquanto os assinantes são fixos. Assim, devido as limitações de linha de visada, em grandes cidades, torna-se díficil atender a todos os clientes em potêncial. Para aumentar a quantidade de usuários, sem acrescentar novas BSs (de custo elevado), a topologia mesh surge como uma alternativa interessante. Na arquitetura mesh, cada estação funciona como um “nó repetidor” distribuindo tráfego para os seus vizinhos.

Estabelecimento e Manutenção de Conexões MAC

As conexões WiMAX são identificadas por identificadores de 16 bits chamados CID (Connection ID) [2]. Assim, podem existir no máximo 64000 conexões dentro de cada canal de uplink e downlink. Na topologia PMP, durante o processo de inicialização de uma SS, dois pares de conexões de gerência (uplink e downlink) devem ser estabelecidos entre a SS e BS [2]: conexão básica e conexão primária de gerência. Um terceiro par pode ser utilizado opcionalmente [2]: conexão secundária de gerência. De acordo com [2], a conexão básica é usada para enviar pequenas mensagens de gerência urgentes entre a SS e a BS. A conexão primária é usada para enviar mensagens de gerência não tão urgentes e maiores, que toleram atrasos maiores. A conexão secundária de gerência é usada para enviar mensagens de outros protocolos padronizados tolerantes ao atraso, tais como DHCP e SNMP. A conexão secundária foi desenvolvida para facilitar a gerências das SSs. Além destas conexões, existem as conexões de dados que são unidirecionais.

Construção e Transmissão do MAC PDU

Os MAC PDUs possuem tamanho variável e são divididos em três porções [2]: um cabeçalho genérico MAC de tamanho fixo (6 bytes); um payload de tamanho variável e um código de redundância cíclica (CRC) opcional de (4 bytes). O tamanho máximo de uma MAC PDU é 2048 bytes (2 Kbytes). O payload

pode estar vazio ou preenchido com sub-cabeçalhos, MAC SDUs ou fragmentos de MAC-SDUs.

Existem dois tipos de cabeçalhos das MAC PDUs: genérico e de negociação de banda [2], que não possui payload e serve exclusivamente para solicitar banda de uplink para uma determinada conexão.

Existem seis tipos de sub-cabeçalhos que podem estar presentes no payload da MAC PDU [2]: � Mesh – É utilizado na topologia mesh para

informar o node ID. � Fragmentação – É utilizado para controlar o

processo de fragmentação de MAC SDUs, uma vez que cada MAC SDU pode ser fragmentado e transmitido independentemente. A fragmentação pode ser utilizada tanto da BS quanto na SS.

� Grant Management (Requisição de Banda Piggyback) – Consiste de outra forma (opcional) de solicitar banda no uplink. Evita a transmissão de um quadro completo para a solicitação de banda, aproveitando um quadro de dados para fazer a requisição. Daí o nome Piggyback.

� Empacotamento – É usado para encapsular várias MAC SDUs e uma única MAC PDU. É o processo oposto da fragmentação. Também é chamado de agregação de pacotes no nível MAC. O empacotamento pode ser utilizado tanto da BS quanto na SS.

� Retransmissão (ARQ) – É utilizado para requisitar a retransmissão de um ou mais MAC SDUs caso haja algum erro de transmissão.

� Fast-Feedback Allocation – Utilizado em conjunto com a camada física para acelerar a troca de informações na camada física.

Os cabeçalhos e os sub-cabeçalhos definidos acima nos levam a três tipos de quadros: � Quadro de Dados – Utilizam o cabeçalho genérico

(HT = 0). Podem levar sub-cabeçalhos junto do payload. São transmitidos nas conexões de dados.

� Quadro de Gerenciamento – Utilizam o cabeçalho genérico (HT = 0). O payload é composto por mensagens de gerência MAC. São transmitidos nas conexões de gerência. Foram especificados 41 tipos de mensagens de gerência. Estas mensagens utilizam o esquema de codificação TLV (Type/Length/Value). Ex.: (type=1, length=1, value=1).

� Quadro de Requisição de Banda – Utilizam o cabeçalho de requisição de banda (HT = 1). Não possui payload. Possui apenas o cabeçalho.

Duplexing

Duas técnicas de duplexing são fornecidas pelo protocolo MAC [2]: TDD (Time Division Duplexing) e FDD (Frequency Division Duplexing). No TDD as transmissões no uplink e no downlink são multiplexadas no tempo e utilizam uma mesma freqüência na camada física. Um quadro TDD tem uma duração fixa e é dividido em duas porções: uma porção de uplink (uplink subframe) e uma porção de downlink

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(downlink subframe). Estes sub-quadros são divididos em um número inteiro de PHY slots (PLs), a fim de facilitar a divisão da largura de banda. A largura de banda alocada para cada uma das direções pode variar. A forma como os PLs são utilizados depende da camada física abaixo da MAC. Para as camadas físicas SC e SCa, vários PLs podem ser agrupados para formar um minislot, que serve de base para as alocações de banda no uplink. Dependendo do tipo de grant, um número inteiro de minislots pode ser alocado para cada conexão de uma SS ou para toda a SS. No TDD não é possível a transmissão contínua de dados no downlink. No FDD as transmissões no uplink e no downlink são multiplexadas na freqüência e utilizam freqüências diferentes. No FDD é possível a transmissão contínua de dados no downlink. Um quadro de duração fixa é usado tanto no downlink quanto no uplink, facilitando o uso de diferentes tipos de modulação. Suporta SSs full-

duplex e opcionalmente half-duplex.

Mapeamento

O mapeamento é a técnica utilizada para controle de acesso e alocação de banda na MAC. Ela difere em função do tipo de camada física utilizada abaixo da MAC [2]: single carrier (SC e SCa) ou OFDM (OFDM e OFDMA). No caso single carrier, para determinar em quais PHY slots uma SS pode transmitir, a BS envia no sub-quadro de downlink um mapa de uplink (UL-MAP) contendo os slots que cada estação está apta a transmitir. Além disto, o sub-quadro de downlink contém um mapa de downlink (DL-MAP), que indica que estação deve receber em qual time slot. A MAC da BS constroi o sub-quadro de downlink iniciando por uma seção de controle, que contém o DL-MAP e o UL-MAP. Todas as estações recebem estes mapas. Assim, o esquema de mapeamento define: a banda alocada para cada estação, através do número de slots disponíveis; os time slots em que cada estação transmite e recebe; e o perfil de transmissão (burst

profile) a ser utilizado. O DL-MAP sempre diz respeito ao quadro atual. Nas camadas físicas baseadas em OFDM, o mapa de alocações de uplink (UL-MAP) utiliza como unidade símbolos e sub-canais OFDM. Maiores detalhes de como é feito este mapeamento são dados na especificação de cada camada física.

Suporte ao Ajuste Adaptativo das Técnicas de Transmissão

O termo usado para descrever os processos de ajuste adaptativo das técnicas de transmissão visando manter a qualidade do rádio enlace é chamado de ranging. Processos distintos são usados no uplink e downlink. E mais, alguns processos são dependentes da camada física utilizada. A principal idéia por de trás do ajuste adaptativo está na troca do perfil de transmissão (burst profile) em função do estado do enlace. Inicialmente, a BS faz um broadcast dos perfis escolhidos para o downlink e uplink. Os perfis são escolhidos em função das chuvas na região, características dos equipamentos e outros fatores que

por ventura venham a degradar a qualidade do sinal. Durante o acesso inicial de uma a SS, é feita uma medida da potência e de alcance do sinal. Estas medidas são transmitidas para a BS usando a janela inicial de manutenção através de uma mensagem de requisição de ranging (RNG-REQ). Os ajustes de sincronismo e de potência são retornados para a SS através de uma mensagem de resposta de ranging (RNG-RSP). Posteriormente, a BS monitora a qualidade do sinal de uplink recebido da SS. A BS comanda a SS para usar um determinado perfil de uplink simplesmente incluindo o perfil adequado na UL-MAP. A SS pode solicitar um determinado perfil de downlink transmitindo a sua escolha para a BS. A piora nas condições do downlink pode forcar a SS a requisitar um perfil mais robusto. Uma vez que as condições sejam reestabelecidas, a SS requisita um perfil mais eficiente. Isto permite que seja feito um balanço entre a robustez e a eficiência da transmissão. No downlink, a SS monitora a qualidade do sinal recebido determinando quando o perfil de downlink deve ser alterado. A BS, entretanto o controle desta mudança cabe a BS.

Resolução de Contenções

A BS controla a alocação de banda no uplink através das mensagens de UL-MAP [2]. Mesmo assim, é possível que hajam colisões em um determinado minislot. Colisões podem acontecer durante a fase de inicialização e nos intervalos de requisição de banda. Uma vez que uma SS pode ter vários fluxos de tráfego de uplink, cada qual com o seu CID, as decisões para contornar uma colisão são feitas por CID ou por classe de serviço. O método obrigatório para a resolução de contenções é baseado no truncated binary exponential

backoff. A BS controla o tamanho das janelas de backoff.

Suporte à Retransmissão

O suporte a retransmissão na MAC é opcional [2]. Quando implementado, pode ser ativado para cada conexão (por CID) no momento de criação da conexão. Uma conexão não pode misturar tráfego ARQ com tráfego não ARQ. A informação de feedback do ARQ pode ser enviada como uma mensagem individual de gerência MAC, em uma conexão básica de gerência apropriada, ou via piggyback em uma conexão de dados existente. O ARQ não pode ser usado em conjunto com a camada física SC.

Escalonamento

É utilizado para definir a prioridade de transmissão de MAC SDUs através das conexões existentes. Cada conexão (definida pelo CID) se encaixa em uma classe pré-definida de escalonamento [2]. Cada classe possui um conjunto de parâmetros que quantifica os seus pré-requisitos de QoS. Estes parâmetros são gerenciados através das mensagens de gerência do tipo DSA (Dynamic Service Addition) e

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DSC (Dynamic Service Change). Quatro classes de serviço são suportadas [2]: � Unsolicited Grant Service (UGS) – É voltada para

tráfego em tempo real com fluxo de taxa constante (pacotes de tamanho fixo), tais como emulação de circuitos e ATM CBR.

� Real Time Polling Service (rtPS) – É voltada para tráfego em tempo real com fluxo de taxa variável (pacotes de tamanho variável), tal como vídeo MPEG.

� Non-real-time Polling Service (nrtPS) – É voltada para tráfego armazenado tolerante a atraso com fluxo de taxa variável (pacotes de tamanho variável), tal como vídeo armazenado MPEG.

� Best Effort (BE) – É voltada para tráfego de dados de taxa variável (pacotes de tamanho variável), tal como TCP/IP.

Alocação de Recursos de Transmissão

A requisição de banda é o processo no qual uma SS indica para uma BS que ela precisa de alocação de largura de banda. Uma requisição podem vir como um pedido isolado (MAC PDU com cabeçalho de requisição de banda) ou inband (através do piggyback

request sub-header). As requisições de banda podem ser incrementais ou agregadas [2]. As requisições agregadas substituem a informação de banda necessária para a conexão, enquanto que as incrementais acrescentam a banda necessária a já existente. Requisições via piggyback são sempre incrementais. A natureza de auto coreeção do protocolo de requisição/consessão de banda requer que as SSs estejam periodicamente enviando requisições de banda. O período das atualizações é uma função do classes de serviço e da qualidades dos enlaces.

O processo pelo qual uma BS aloca banda para uma SS especificamente para que ela possa fazer a suas requisições de banda é chamado de polling. Estas alocações podem ser por SS ou por grupos de SSs, e visam oferecer largura de banda para que uma SS possa negociar banda para as suas conexões.

Quanto as consessões elas podem ser de dois tipos [4]: por CID (GPC – Grant Per Connection) ou por SS (GPSS – Grant Per SS). Porém, em ambos os casos, as requisições por banda são feitas por CID, permitindo assim um melhor controle por parte da BS da largura de banda alocada no uplink. No GPC a banda é concedida para uma conexão específica, enquanto o GPSS ela é concedida para a SS, que decide como melhor utilizá-la.

II.3.3. Subcamada de segurança

Essa sub-camada fornece privacidade aos assinantes da rede wireless através da encriptação das conexões entre a SS (suscriber station) e a BS (base

station) [2]. Ela provê também uma forte proteção contra roubo de serviços. A BS protege contra acessos não autorizados aos serviços de transporte de dados forçando a encriptação dos serviços de fluxo através da

rede. Nessa sub-camada são empregados um protocolo de encapsulamento, para encriptação dos pacotes de dados (este protocolo também define as criptografias suportadas), o pareamento dos dados encriptados, algoritmos de autenticação, e regras de aplicação destes algoritmos no MAC PDU payload. Também é utilizado um protocolo de gerenciamento de chaves (Key

Management Protocol - PKM). Esse protocolo é utilizado pela SS para obter autorização e tráfego dos dados da chave da BS, reautorização periódica e atualização de chave. O PKM utiliza certificação digital X.509, algoritmo de encriptação RSA de chave pública (PKCS #1) e fortes algoritmos de encriptação para atuar na troca de chaves entre a SS e a BS. Este protocolo foi criado através do conceito de security

associations (SAs), que são um conjunto de métodos de criptografia e dados da chave associados. As SAs contêm as informações sobre quais algoritmos devem ser utilizados, qual chave utilizar, etc.

II.4. Camada Física - PHY

As principais funções da camada física são: transmissão dos MAC PDUs, definição das técnicas de transmissão digital: modulação e codificação, definição de espectro, correção de erro direta, definição da técnica de duplexing, construção dos frames e sub-frames de transmissão. A seguir discutiremos um pouco sobre as interfaces aéreas da camada física (PHY).

II.4.1. WirelessMAN-SC PHY

Opera na faixa de 10-66GHz. Suporta TDD e FDD. Permite utilizar vários perfis de transmissão adaptativos (ABPs – Adaptive Burst Profiles), nos quais os parâmetros de transmissão podem ser ajustados individualmente, para cada estação, quadro por quadro. O uplink é baseado em uma combinação de TDMA e DAMA (Demand Assigned Multiple Access) [2]. O downlink é TDM, fazendo o broadcast da informação destinada as estações de um mesmo setor. FDD suporta full-duplex e half-duplex, justamente porque utiliza duas freqüências distintas. Cada freqüência pode usar modulações diferentes. No TDD o quadro possui um tamanho fixo, sendo possível se ajustar a porção do quadro destinada a downlink (Downlink Subframe) e a uplink (Uplink Subframe). Desta forma, é possível se ajustar a capacidade de transmissão em ambas as direções.

II.4.2. WirelessMAN-SCa PHY

É baseada em transmissão de portadora simples (SC – Single Carrier), projetada para sistemas sem visada direta (NLOS) e para operar na faixa de sub 11 GHz. Suporta TDD e FDD. Downlink é TDM ou TDMA. Uplink é TDMA. Suporta ABP e FEC, tanto no uplink, como no downlink. Acrescenta melhorias na estrutura dos quadros visando contornar as condições do meio de transmissão NLOS.

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II.4.3. WirelessMAN-OFDM PHY

É baseada na modulação OFDM (Ortoghonal

Frequency Division Multiplexing), projetada para sistemas sem visada direta (NLOS) e para operar na faixa de sub 11 GHz. Possui 256 subportadoras ao total. Destas, somente 200 levam dados. Possui 55 portadoras de guarda. Suporta TDD e FDD. Suporta ABP e FEC, tanto no uplink, como no downlink. Um frame também consiste de um Downlink Subframe e um Uplink Subframe. Um Downlink Subframe consiste de um único PHY PDU. Um Uplink Subframe consiste de um ou mais PHY PDUs. O PHY PDU inicia com um grande preâmbulo, que é utilizado para fins de sincronização. Após este preambulo, existe um campo de controle chamado FCH (Frame Control Header). Este campo serve para diversos propósitos, incluindo mapeamentos. Depois do FCH existem vários Downlink Bursts, cada qual podendo utilizar diferentes ABPs. Esta camada possui estruturas de transmissão diferentes, dependendo se a topologia é PMP (Point-

Multipoint) ou Mesh. A transmissão dos bursts é feita em símbolos OFDM.

II.4.4. WirelessMAN-OFDMA PHY

Utiliza OFDM com 2048 subportadoras. Uma SS pode utilizar mais de uma subportadora, daí o termo Multiple Access. A utilização de 2048 subportadoras torna a FFT mais lenta e aumenta os requisitos de sincronização. Por estes e outros motivos, este sistema atualmente tem despertado menos interesse da indústria do que o de 256 subportadoras.

II.4.5. WirelessMAN-HUMAN PHY

Para faixas de freqüências não licenciadas (High-Speed Unlicensed Metropolitan Area Networks), uma outra especificação de camada física foi proposta, prevendo a operação em conjunto com outros dispositivos na mesma faixa de freqüência. Esta camada física é mais um conceito do que uma implementação em si. Trata de um sistema com 5 MHz de espaçamento entre canais, operando de 5 GHz até 6 GHz. Visa a interconexão com redes Wi-Fi.

III. ATIVIDADES EM ANDAMENTO

Atualmente estamos fazendo um levantamento dos parâmetros necessários mínimos para propor um modelo de simulação da tecnologia WiMAX. Para isso, estamos buscando dados na própria norma do padrão IEEE 802.16, em publicações cientificas, meios eletrônicos e em revistas especializadas. Estamos buscando também outros modelos de simulação com o objetivo de saber o que já foi feito e utilizado nesses trabalhos e qual foi o resultado desses modelos para fins de comparação. Este trabalho é a primeira fase de um trabalho mais amplo, que visa o modelamento e simulação de redes WiMAX. Por se tratar de uma

tecnologia nova, com milhares de parâmetros e de grande complexidade, tal tarefa representa um desafio para os atuais projetistas de redes. Os resultados do estudo e análise da tecnologia apresentados neste artigo servirão de base para as próximas etapas do projeto, que são: comparação de propostas de modelamento e simulação da tecnologia, levantamento dos requisitos para um modelo de simulação WiMAX, proposta de um modelo de simulação WiMAX, implementação do modelos em uma ferramenta de simulação e análise de desempenho da tecnologia.

IV. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Pelo levantamento de informações que fizemos até o momento, observamos que o WiMAX é uma tecnologia promissora, com grande chance de se fixar como um dos principais padrões de redes wireless no mundo. Além disso, ela é uma tecnologia muito nova e utiliza o estado da arte em termos de ambiente wireless e por isso ela é muito complexa e representa um desafio para os atuais projetistas de redes.

V. AGRADECIMENTOS

Gostaríamos de agradecer a FAPEMIG (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais) e ao INATEL (Instituto Nacional de Telecomunicações) pelo suporte a este trabalho.

VI. REFERÊNCIAS

[1] Intel, “Understanding Wi-Fi and Wi-MAX as Metro-Access Solution”, 2004.

[2] IEEE Working Group 16, “IEEE 802.16 Parte 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”, 24 de Junho 2004.

[3] Arunabha Ghosh, David R. Wolter, Jeffrey G. Andrews, Runhua Chen, “Broadband Wireless Access with WiMax/8O2.16: Current Performance Benchmarks and Future Potential”, IEEE Communications Magazine, Fevereiro de 2005.

[4] Carl Eklund, Roger B. Marks, Kenneth L. Stanwood, Stanley Wang, “IEEE Standard 802.16: A Technical Overview of the WirelessMAN™ Air Interface for Broadband Wireless Access”, IEEE Communications Magazine, Junho de 2002.