Chuẩn IEEE 802.16 : Tổng quan giao diện không gian WirelessMAN™
cho truy nhập không dây băng rộng
Công nghệ truy nhập không dây băng rộng cung cấp các kết nối mạng tốc độ
cao đến những vị trí tĩnh đã hoàn thiện đến mức có một chuẩn cho các mạng
vùng đô thị (metropolitan area network, MAN) không dây thế hệ hai. Chuẩn
IEEE 802.16 với giao diện không gian WirlessMAN™ đặt phạm vi hoạt động
cho những triển khai rộng khắp và hiệu quả trên toàn cầu. Bài này được lược
dịch từ bài viết của các tác giả Carl Eklund, Roger B. Marks, Kenneth L.
Stanwood và Stanley Wang được công bố trong tạp chí "IEEE
Communications". Bài báo khái quát những đặc tính kỹ thuật của MAC
(medium access control) và lớp vật lý (physical layer) của chuẩn mới này. Giới
thiệu và những cơ hội thị trường Chuẩn IEEE 802.16-2001 được hoàn thành
vào tháng 10/2001 và được công bố vào ngày 08/04/2002, định nghĩa đặc tả kỹ
thuật giao diện không gian WirelessMAN™ cho các mạng vùng đô thị. Việc
hoàn thành chuẩn báo trước sự chấp nhận truy nhập không dây băng rộng như
một công cụ chủ yếu mới trong sự cố gắng liên kết các tòa nhà và cơ quan
doanh nghiệp với các mạng viễn thông nòng cốt trên thế giới. Như trong định
nghĩa chuẩn IEEE 802.16, một mạng vùng đô thị không dây cung cấp sự truy
nhập mạng cho các tòa nhà thông qua ăngten ngoài trời có thể truyền thông với
các trạm cơ sở rađiô trung tâm (BS). Do hệ thống không dây có khả năng
hướng vào những vùng địa lý rộng, hoang vắng mà không cần phát triển cơ sở
hạ tầng tốn kém như trong việc triển khai các kết nối cáp nên công nghệ tỏ ra ít
tốn kém hơn trong việc triển khai và như vậy dẫn đến sự truy cập băng rộng
tăng lên ở khắp mọi nơi. Bản thiết kế MAC WirelessMAN có thể làm thích
nghi mọi kết nối với chất lượng dịch vụ (QoS) hoàn hảo. Với công nghệ được
mở rộng theo hướng này, nó là chuẩn được phát triển để hỗ trợ những người
dùng luôn cần sự di chuyển (ví dụ như trong xe cộ chẳng hạn). Chuẩn IEEE
802.16 đã được thiết kế để mở ra một tập các giao diện không gian (air
interfaces) dựa trên một giao thức MAC thông thường nhưng với các đặc tả lớp
vật lý phụ thuộc vào việc sử dụng và những điều chỉnh phổ có liên quan.
Chuẩn hướng vào các tần số từ 10 - 66 GHz, nơi phổ rộng hiện có sẵn để sử

dụng trên toàn cầu, nhưng tại đó những bước sóng ngắn được xem như những
thách thức trong việc triển khai. Vì lý do đó một dự án sửa đổi có tên IEEE
802.16a đã được hoàn thành vào tháng 11/2002 và được công bố vào tháng
4/2003. Chuẩn này được mở rộng hỗ trợ giao diện không gian cho những tần
số trong băng tần 2–11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấp
phép. So sánh với những tần số cao hơn, những phổ như vậy tạo cơ hội để thu
được nhiều khách hàng hơn với chi phí chấp nhận được, mặc dù các tốc độ dữ
liệu là không cao. Tuy vậy, các dịch vụ sẽ hướng tới những tòa nhà riêng lẻ
hay những xí nghiệp vừa và nhỏ. Những vấn đề thiết kế công nghệ MAC
(Medium Access Control) Giao thức MAC IEEE 802.16 được thiết kế cho
những ứng dụng truy nhập không dây băng rộng “điểm-nhiều điểm”. Nó
hướng vào nhu cầu những tốc độ truyền theo bit rất cao, cả đường lên (tới BS)
và đường xuống (từ BS). Những giải thuật truy cập và định vị dải thông phải
thích ứng hàng trăm thiết bị đầu cuối cho mỗi kênh, với những thiết bị đầu cuối
dùng chung cho nhiều người dùng cuối. Những dịch vụ được yêu cầu bởi
những người dùng cuối này vẫn thay đổi như vốn có và bao gồm tiếng và dữ
liệu TDM (time-division multiplex) kế thừa, kết nối IP (Internet Protocol) và
VoIP (voice over IP) gói hóa. Để hỗ trợ sự đa dạng các dịch vụ, MAC 802.16
phải điều tiết cả hai lưu lượng liên tục (continuous) và không liên tục (bursty).
Đồng thời, những dịch vụ này đang chờ để được gán chất lượng dịch vụ (QoS)
thích hợp với những kiểu lưu lượng như vậy. MAC 802.16 cung cấp một phạm
vi rộng các kiểu dịch vụ tương tự như những dịch vụ ATM truyền thống cũng
như những dịch vụ mới hơn như GFR (guaranteed frame rate). Giao thức MAC
802.16 cũng phải hỗ trợ một sự đa dạng các nhu cầu gửi trả về, bao gồm giao
thức ATM và giao thức dựa theo gói (packet-based). Thông qua những đặc tính
như chặn đầu mục tải tối đa (payload header), đóng gói và phân mảnh, những
lớp con quy tụ và MAC làm việc cùng nhau để mang lại một lưu lượng nhiều
hiệu quả hơn cơ chế vận chuyển vốn có. Cơ chế "request-grant" (cấp phát theo
yêu cầu) được thiết kế để có thể biến đổi, có hiệu suất cao và tự sửa chữa lỗi.
Cùng với những nhiệm vụ cơ bản như cấp phát dải thông và vận chuyển dữ

liệu, MAC bao gồm một lớp con riêng biệt cung cấp sự chứng thực truy cập
mạng và thiết lập kết nối để ngăn ngừa hành vi "trộm" dịch vụ và cung cấp sự
trao đổi và mã hóa khóa cho dữ liệu riêng biệt. Lớp vật lý (PHY, physical
layer) 10 – 66 GHz: Trong thiết kế của đặc tả PHY cho 10–66 GHz, sự truyền
lan “line-of-sight” (tầm nhìn không bị vật cản) là cần thiết. Do kiến trúc “điểm-
nhiều điểm”, về cơ bản, BS truyền một tín hiệu TDM với những trạm thuê bao
riêng lẻ được định vị những khe thời gian theo chu kỳ. Sự truy cập theo hướng
đường lên cho bởi TDMA. Tiếp theo những thảo luận mở rộng về duplexing,
một thiết kế “burst” được chọn cho phép cả TDD (timedivision duplexing), tại
đó đường lên và đường xuống dùng chung một kênh nhưng không truyền cùng
lúc và FDD (frequency-division duplexing), tại đó đường lên và đường xuống
hoạt động trong những kênh riêng biệt. Thiết kế "burst" này cho phép cả TDD
lẫn FDD được xử lý theo cách tương tự. Những lựa chọn một trong hai TDD
và FDD hỗ trợ những "burst" thích ứng, trong đó những tùy chọn điều biến và
mã hóa có thể được gán động trên cơ sở từng "burst" một. 2–11 GHz: Các
băng tần 2–11 GHz , đã cấp phép và được miễn đều nằm trong dự án IEEE
802.16a. Chuẩn 802.16a chủ yếu bao gồm sự phát triển những đặc tả lớp vật lý
mới cho giao diện không gian và mỗi đặc tả trong chúng đưa ra tính hoạt động
cùng nhau. Lớp vật lý 2–11 GHz được thiết kế do nhu cầu theo hướng hoạt
động NLOS (non-line-of-sight). Vì các ứng dụng mang tính dân cư, sự truyền
phải được thực hiện theo nhiều đường. Hơn nữa, những ăngten gắn ngoài trời
thường đắt do cả chi phí phần cứng và cài đặt cao. Chi tiết về lớp vật lý (PHY)
Đặc tả PHY được định nghĩa cho 10–66 GHz sử dụng điều biến sóng mạng
đơn dạng “burst” với burst-profiling thích ứng, ở đó những tham số truyền, bao
gồm các kế hoạch điều biến và mã hóa, có thể được điều chỉnh riêng cho mỗi
trạm thuê bao (subscriber station, SS) trên cơ sở từng khung (frame) một. Hình
1 : Cấu trúc khung con (subframe) đường xuống FEC (forward error
correction) có khả năng thay đổi kích thước block và khả năng sửa lỗi. FEC
này được liên kết với một mã nhân chập khối bên trong để truyền dữ liệu tới
hạn một cách thông suốt, như các truy nhập điều khiển khung và truy nhập

khởi đầu. Hệ thống sử sụng một khung 0.5, 1 hoặc 2 ms. Khung này được chia
ra thành những khe vật lý cho mục đích cấp phát và nhận biết dải thông thuộc
các chuyển tiếp PHY. Một khe vật lý được định nghĩa cho 4 ký hiệu QAM
(quadrature amplitude modulation). Trong phương án TDD của PHY, khung
con của đường lên kế tiếp theo khung con của đường xuống trong cùng một tần
số sóng mang. Trong phương án FDD, các khung con của đường lên và đường
xuống cuối cùng cũng trùng khớp nhưng chúng được mang trên những tần số
riêng biệt. Khung con của đường xuống được mô tả trong Hình 1. Khung con
của đường xuống bắt đầu với một đoạn điều khiển khung có chứa DL-MAP
cho khung đường xuống hiện hành cũng như UL-MAP cho thời gian định rõ
trong tương lai. Khung con đường xuống có chứa một TDM-portion (đoạn
TDM) ngay tiếp theo đoạn điều khiển khung. Dữ liệu đường xuống được
truyền tới mỗi SS khi sử dụng một burst-profile thỏa thuận. Trong các hệ
thống, sau đoạn TDM là một đoạn TDMA có chứa một đoạn mở dầu
(preamble) phụ tại điểm xuất phát của mỗi burst-profile mới. Đặc tính này cho
phép hỗ trợ tốt hơn các SS bán song công. Trong một hệ thống FDD được
hoạch định hiệu quả với nhiều SS bán song công, một số có thể truyền sớm
hơn trong khung hơn là chúng nhận. Vì bản chất bán song công, các SS này
mất sự đồng bộ hóa với đường xuống. TDMA-preamble cho phép chúng lấy lại
sự đồng bộ hóa đó. Hình2 : Cấu trúc khung con đường lên Một khung con
đường lên điển hình cho PHY 10–66 GHz được mô tả trong Hình 2. Không
giống như đường xuống, UL-MAP cấp giải thông cho các SS cụ thể. Các SS
truyền trong vùng cấp phát được ấn định có sử dụng burst-profile chỉ rõ bởi
UIUC (Uplink Interval Usage Code) trong mục vào (entry) UL-MAP cấp dải
thông cho chúng. Khung con đường lên có thể cũng chứa những định vị trên cơ
sở cạnh tranh cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu và "broadcast" hay
"multicast" các yêu cầu dải thông. Những cơ hội truy cập cho truy nhập hệ
thống lúc ban đầu được xác định độ lớn để cho phép thêm thời gian bảo vệ các
SS mà chúng đã không được giải quyết thời gian truyền cần thiết để bù lại độ
trễ toàn phần (round-trip delay) cho BS. Giữa PHY và MAC là một lớp con hội

tụ truyền TC (transmission convergence). Lớp này thực hiện sự biến đổi các
PDU (protocol data units) MAC độ dài có thể thay đổi vào trong các block
FEC độ dài cố định (cộng thêm có thể là một block được rút ngắn vào đoạn
cuối) của mỗi “burst”. Lớp TC có một PDU có kích thước khớp với block FEC
hiện thời bị đầy. Nó bắt đầu với một con trỏ chỉ ra vị trí đầu mục PDU MAC
tiếp theo bắt đầu bên trong block FEC. Xem Hình 3. Hình 3 : Định dạng TC-
PDU Khuôn dạng PDU TC cho phép đồng bộ hóa lại PDU MAC tiếp sau trong
trường hợp block FEC trước đó có những lỗi không thể phục hồi được. Không
có lớp TC, một SS hay BS nhận sẽ mất toàn bộ phần còn lại của một "burst"
khi một lỗi không thể sửa chữa xuất hiện. Chi tiết về MAC (medium access
control) MAC bao gồm những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ giao diện
với những lớp cao hơn, phía trên lớp con phần chung (common part) MAC
nòng cốt thực hiện những chức năng MAC chủ yếu. Bên dưới lớp con phần
chung là lớp con bảo mật (privacy sublayer). Những lớp con quy tụ chuyên biệt
về dịch vụ Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa hai lớp con quy tụ chuyên biệt về
dịch vụ tổng thể để ánh xạ các dịch vụ đến và từ những kết nối MAC 802.16.
Lớp con quy tụ ATM được định nghĩa cho những dịch vụ ATM và lớp con quy
tụ gói được định nghĩa để ánh xạ các dịch vụ gói như IPv4, IPv6, Ethernet và
VLAN (virtual local area network). Nhiệm vụ chủ yếu của lớp con là phân loại
các SDU (service data unit) theo kết nối MAC thích hợp, bảo toàn hay cho
phép QoS và cho phép định vị dải thông. Ngoài những chức năng cơ bản này,
các lớp con quy tụ có thể cũng thực hiện nhiều chức năng phức tạp hơn như
chặn và xây dựng lại đầu mục tải tối đa (payload header) để nâng cao hiệu suất
kết nối không gian (airlink). Lớp con phần chung (common part sublayer) Giới
thiệu và kiến trúc tổng thể — Nhìn chung, MAC 802.16 được thiết kế để hỗ trợ
kiến trúc “điểm-nhiều điểm” với một BS trung tâm điều khiển nhiều khu vực
độc lập đồng thời. Trên đường xuống, dữ liệu đến các SS được dồn kênh theo
kiểu TDM. Đường lên được dùng chung giữa các SS theo kiểu TDMA. MAC
802.16 theo kiểu hướng kết nối (connection-oriented). Tất cả những dịch vụ
bao gồm những dịch vụ không kết nối connectionless) cố hữu, được ánh xạ tới

một kết nối. Điều đó cung cấp một cơ chế cho yêu cầu dải thông, việc kết hợp
QoS và các tham số về lưu lượng, vận chuyển và định tuyến dữ liệu đến lớp
con quy tụ thích hợp và tất cả các hoạt động khác có liên quan đến điều khoản
hợp đồng của dịch vụ. Các kết nối được tham chiếu đến các CID 16-bit (16-bit
connection identifier) và có thể yêu cầu liên tiếp dải thông được cấp phát hay
dải thông theo yêu cầu. Mỗi SS có một địa chỉ MAC 48-bit chuẩn, nhưng
những phục vụ này chủ yếu như một bộ nhận diện thiết bị, từ khi những địa chỉ
gốc được sử dụng trong thời gian hoạt động là các CID. Lúc vào mạng, SS
được gán ba kết nối quản lý (management connection) cho mỗi hướng. Ba kết
nối này phản ánh ba yêu cầu QoS khác nhau được sử dụng bởi ba mức quản lý
khác nhau. Kết nối đầu tiên là kết nối cơ sở (basic connection) được dùng để
truyền các thông điệp ngắn, “time-critical MAC” và RLC (radio link control).
Kết nối quản lý sơ cấp (primary management connection) được sử dụng để
truyền các thông điệp dài hơn, chịu trễ nhiều hơn như những gì được sử dụng
để chứng thực và cài đặt kết nối. Kết nối quản lý thứ cấp được sử dụng để
truyền các thông điệp quản lý dựa trên cơ sở các chuẩn như DHCP (Dynamic
Host Configuration Protocol), TFTP (Trivial File Transfer Protocol) và SNMP
(Simple Network Management Protocol). Ngoài những kết nối quản lý này, các
SS được cấp phát các kết nối vận chuyển (transport connection) cho các dịch
vụ đã ký hợp đồng. Những kết nối vận chuyển theo một hướng duy nhất đơn
giản hoá các tham số QoS đường lên và đường xuống khác nhau và các tham
số lưu lượng. Ngoài ra MAC còn dự trữ các kết nối bổ sung cho những mục
đích khác như sự truy nhập lúc khởi đầu trên cơ sở cạnh tranh, sự truyền quảng
bá (broadcast) cho đường xuống cũng như cho báo hiệu kiểm tra tuần tự
(polling). Việc truyền các MAC-PDU — MAC của IEEE 802.16 MAC hỗ trợ
các giao thức lớp cao hơn khác nhau như ATM hay IP. Những MAC-SDU mới
đến từ các lớp con quy tụ tương ứng được định dạng theo khuôn dạng của
MAC-PDU, có thể với sự phân mảnh và/hoặc đóng gói, trước khi được chuyên
trở qua một hay nhiều kết nối với sự đồng ý của giao thức MAC. Sau khi vượt
qua kết nối không gian (airlink), các MAC-PDU được cấu trúc trở về các

MAC-SDU gốc, như vậy những sửa đổi khuôn dạng được thực hiện bởi giao
thức lớp MAC thể hiện tính “trong suốt” đối với thực thể nhận. IEEE 802.16
tận dụng lợi thế của sự hợp nhất các quá trình đóng gói và phân mảnh với quá
trình định vị dải thông để tối ưu hóa tính linh hoạt và hiệu suất cho cả hai. Phân
mảnh (fragmentation) là một quá trình trong đó một MAC-SDU được chia cắt
ra làm một hay nhiều đoạn MAC-SDU. Đóng gói (packing) là một quá trình
trong đó nhiều MAC-SDU được hợp nhất lại vào một "payload" MAC-PDU.
Cả hai quá trình có thể được bắt đầu bởi một BS cho một kết nối đường xuống
hoặc một SS cho một kết nối đường lên. IEEE 802.16 cho phép phân mảnh và
đóng gói đồng thời để có thể sử dụng dải thông một cách hiệu quả. Hỗ trợ PHY
và cấu trúc khung — MAC IEEE 802.16 hỗ trợ cả TDD lẫn FDD. Trong FDD,
các đường xuống "continuous" (liên tục) và "burst" (không liên tục) đều được
hỗ trợ. Các đường xuống “continuous” có tính đến các kỹ thuật nâng cao hiệu
suất như “interleaving” (chèn). Các đường xuống “burst” (hoặc FDD hoặc
TDD) cho phép sử dụng nhiều kỹ thuật nâng cao khả năng và dung lượng hơn
như burst-profiling thích ứng mức thuê bao và các hệ thống ăngten cải tiến.
MAC xây dựng khung con (subframe) của đường xuống bắt đầu với một đoạn
điều khiển khung có chứa các thông điệp DL-MAP và UL-MAP. Chúng chỉ ra
những chuyển tiếp PHY trên đường xuống cũng như những định vị dải thông
và các burst-profile ở đường lên. Hình 4: Thời gian tối thiểu giữa sự nhận được
và sự áp dụng UL-MAP cho một hệ thống FDD DL-MAP luôn có thể ứng
dụng cho khung hiện thời và luôn có độ dài tối thiểu là hai block FEC. Sự
chuyển tiếp PHY đầu tiên được biểu thị trong block FEC đầu tiên, cho phép
thời gian xử lý thích ứng. Trong cả hai hệ thống TDD và FDD, UL-MAP cung
cấp các định vị bắt đầu không muộn hơn khung đường xuống tiếp theo. Tuy
vậy, UL-MAP có thể định vị sự khởi đầu khung hiện thời miễn là những thời
gian xử lý và những độ trễ toàn phần (round-trip delay) phải được giám sát.
Thời gian tối thiểu giữa sự nhận được và khả năng áp dụng của UL-MAP cho
một hệ thống FDD được mô tả trong Hình 4. Radio Link Control (Điều khiển
Kết nối Radio, RLC) — Công nghệ được cải tiến của PHY 802.16 đòi hỏi RLC

nâng cao, đặc biệt khả năng PHY để chuyển tiếp từ một burst-profile tới một
burst-profile khác . RLC phải điều khiển khả năng này cũng như các chức năng
RLC truyền thống. Chi tiết hơn về RLC có thể tham khảo tại tài liệu gốc.
Uplink Scheduling Services (các dịch vụ lập lịch đường lên) — Mỗi kết nối
theo hướng đường lên được ánh xạ đến một scheduling-service. Mỗi
scheduling-service liên quan đến một tập các quy tắc dựa trên trình lập lịch BS
(BS-scheduler) chịu trách nhiệm cấp phát dung lượng cho đường lên và giao
thức cấp phát theo yêu cầu giữa SS và BS. Đặc tả chi tiết các quy tắc và
scheduling-service được dùng cho một kết nối đường lên đặc thù được thỏa
thuận tại thời gian cài đặt kết nối. Dịch vụ cấp phát tự nguyện UGS
(unsolicited grant service) được biến đổi để mang lại các dịch vụ tạo ra những
đơn vị cố định dữ liệu theo chu kỳ. Khi được sử dụng với UGS, đầu mục con
quản lý cấp phát gồm poll-me bit (xem mục "Những yêu cầu và cấp phát dải
thông") cũng như slip indicator flag (cờ báo lỗi) cho phép SS báo cáo rằng
hàng đợi truyền bị ùn do các yếu tố như mất sự cấp phát hay lệch giờ giữa hệ
thống IEEE 802.16 và mạng bên ngoài. BS, nhờ vào sự phát hiện slip indicator
flag, có thể cấp phát dung lượng bổ sung nào đó cho SS, cho phép nó hồi phục
trạng thái hàng đợi trung bình. Những kết nối được cấu hình với UGS thì
không được phép sử dụng những cơ hội truy nhập ngẫu nhiên cho các yêu cầu.
Những yêu cầu dải thông và cấp phát — MAC IEEE 802.16 điều tiết hai lớp
của SS, được phân biệt thông qua khả năng chấp nhận cấp phát dải thông của
chúng cho một kết nối hoặc cho SS toàn vẹn. Cả hai lớp dải thông SS yêu cầu
dải thông cho mỗi kết nối để cho phép giải thuật “BS uplink scheduling” (lập
lịch đường lên BS) để cân nhắc một cách đúng đắn QoS khi định vị dải thông.
Với sự cấp phát cho mỗi lớp kết nối (grant per connection, GPC) của SS, dải
thông được cấp phát cho một kết nối và SS chỉ sử dụng cấp phát này cho kết
nối đó. RLC và các giao thức quản lý khác sử dụng dải thông được cấp phát
cho những kết nối quản lý này. Với lớp cấp phát cho mỗi SS (grant per SS,
GPSS), các SS được cấp các dải thông được tập hợp lại vào trong một cấp phát
đơn cho bản thân SS đó. GPSS-SS cần thông minh hơn trong việc xử lý chất

lượng dịch vụ của nó. Nó sẽ sử dụng đặc trưng dải thông cho kết nối đã yêu
cầu nó, nhưng không cần thiết. Ví dụ, nếu tình hình QoS tại SS đã thay đổi từ
yêu cầu cuối cùng, SS có tuỳ chọn để gửi dữ liệu QoS cao hơn cùng với một
yêu cầu thay thế dải thông này bị "trộm" từ một kết nối QoS thấp hơn. SS cũng
có thể sử dụng một vài dải thông để đáp ứng nhanh chóng sao cho có thể thay
đổi những điều kiện môi trường do việc gửi, ví dụ một thông điệp DBPC-REQ
chẳng hạn. Để bỏ qua chu trình kiểm tra tuần tự thông thường, bất kỳ SS nào
với một kết nối có chạy UGS có thể sử dụng poll-me bit trong đầu mục con
quản lý cấp phát để cho BS biết nó cần được kiểm tra tuần tự những nhu cầu
dải thông trên một kết nối khác. BS chỉ có thể chọn để cất giữ dải thông qua
việc kiểm tra tuần tự các SS đã tự nguyện cấp phát các dịch vụ chỉ khi chúng
đã đặt poll-me bit. Sự thu nhận kênh (Channel Acquisition) — Giao thức MAC
bao gồm một thủ tục khởi tạo được thiết kế để loại trừ nhu cầu cấu hình thủ
công. Vào lúc cài đặt, một SS bắt đầu quét danh sách tần số của nó để tìm ra
một kênh hoạt động. Nó có thể được chương trình hoá để đăng ký với một BS
xác định, tham chiếu đến một broadcast ID BS (có khả năng chương trình hoá).
Đặc tính này giúp ích cho việc triển khai nơi mà SS có thể "nghe" (nhận biết)
một BS thứ cấp do sự giảm âm có chọn lọc hoặc khi SS bắt được một
“sidelobe“ của một ăngten BS gần ngay cạnh. Sau khi quyết định trên kênh
nào, SS cố gắng thử đồng bộ hoá sự truyền đường xuống do phát hiện ra các
đoạn đầu khung theo chu kỳ (periodic frame preambles). Một khi lớp vật lý
được đồng bộ hoá, SS sẽ tìm kiếm những thông báo UDC và DCD quảng bá
định kỳ cho phép SS nhận biết sự điều biến và các kế hoạch FEC sử dụng trên
sóng mang. Chứng thực và đăng ký SS — Mỗi SS có chứa một giấy chứng
nhận số X.509 được cài đặt từ nhà máy và giấy chứng nhận của nhà sản xuất.
Các giấy chứng nhận này thiết lập một liên kết giữa địa chỉ MAC 48-bit của SS
và khoá RSA dùng chung, được gửi cho BS từ SS trong những thông báo yêu
cầu cấp phép và thông tin chứng thực. Mạng có khả năng xác minh khả năng
giống nhau của SS bởi việc kiểm tra các giấy chứng nhận và sau đó kiểm tra
mức cho phép của SS. Nếu SS được cấp phép để tham gia mạng, BS sẽ đáp lại

yêu cầu của nó với một Authorization Reply (trả lời cấp phép) có chứa một
khoá AK (Authorization Key) được mã hoá với khóa dùng chung của SS và
được dùng để bảo vệ những giao dịch sau này. Trong lúc cấp phép thành công,
SS sẽ đăng ký với mạng. Điều đó sẽ thiết lập kết nối quản lý thứ cấp của SS và
xác định những khả năng có liên quan đến cài đặt kết nối và quá trinh hoạt
động MAC. Phiên bản IP được sử dụng với kết nối quản lý thứ cấp cũng được
xác định trong thời gian đăng ký. Kết nối IP — Sau khi đăng ký, SS giành
được một địa chỉ IP qua DHCP và thiết lập thời gian trong ngày qua đường ITP
(Internet Time Protocol). Server DHCP cũng cung cấp địa chỉ của server TFTP
(Trivial File Transfer Protocol), từ đó SS có thể yêu cầu một file cấu hình. File
này cung cấp một giao diện chuẩn đưa ra thông tin cấu hình đặc trưng của nhà
cung cấp. Cài đặt kết nối — Nhìn tổng thể, việc cài đặt các luồng dịch vụ trong
IEEE 802.16 được khởi tạo bởi BS trong thời gian khởi tạo SS. Tuy vậy, các
luồng dịch vụ có thể cũng được thiết lập động bởi BS hoặc SS. Điển hình SS
chỉ khởi tạo các luồng dịch vụ nếu có một kết nối được báo hiệu động như một
SVC (switched virtual connection) từ một mạng ATM. Sự thiết lập các luồng
dịch vụ được thực hiện thông qua một giao thức “three-way handshaking" (bắt
tay ba bước) mà tại đó yêu cầu thiết lập luồng dịch vụ được đáp ứng và sự đáp
lại đó được xác nhận. Security Associations (những liên kết bảo mật) — Giao
thức bảo mật của IEEE 802.16 dựa trên cơ sở giao thức PKM (Privacy Key
Management), PKM được xây dựng xung quanh khái niệm các SA (security
associations). SA là một tập các phương pháp mật mã và các nguyên liệu mã
khoá kết hợp; điều đó có nghĩa, nó có chứa thông tin về những thuật toán nào
được áp dụng, khoá nào được dùng và v.v. Mỗi SS thiết lập tối thiểu một SA
trong thời gian khởi tạo. Mỗi kết nối, với ngoại lệ các kết nối quản lý cơ sở và
sơ cấp, được ánh xạ tới một SA hoặc tại thời gian cài đặt kết nối hoặc trong
quá trình hoạt động. Lời kết Giao diện không gian WirelessMAN™ đưa ra
trong chuẩn IEEE 802.16 cung cấp nền tảng cho việc phát triển và triển khai
các mạng vùng đô thị dựa trên các chuẩn cung cấp truy nhập không dây băng
thông rộng trong nhiều môi trường điều tiết. Chuẩn này nhằm mục đích tính

đến nhiều nhà cung cấp sản xuất ra các thiết bị có thể hoạt động cùng nhau.
Tuy vậy, nó cũng chú tâm đến sự khác nhau các nhà cung cấp. Chẳng hạn
chuẩn này cung cấp trạm cơ sở với một tập các công cụ để thực hiện công việc
lập kế hoạch hiệu quả. Tuy nhiên, các thuật toán lập lịch xác định hiệu suất
toàn bộ sẽ khác nhau đối với những nhà cung cấp khác nhau và có thể tối ưu
hoá những mô hình lưu lượng cụ thể. Theo cách đó, đặc tính burst-profile thích
ứng cho phép điều khiển để tối ưu hoá hiệu suất của vận chuyển PHY. Những
nhà cung cấp có tính đổi mới sẽ giới thiệu những kế hoạch thực hiện thông
minh để tăng khả năng cơ hội này trong khi bảo lưu tính hoạt động cùng nhau
với các trạm thuê bao tương hợp. Việc công bố chuẩn IEEE 802.16 có một tầm
quan trọng trong đó truy cập không dây băng rộng chuyển sang thế hệ thứ hai
và bắt đầu sự thiết lập như một xu hướng lựa chọn cho truy cập băng rộng.
Thông qua dịch vụ của nhiều tình nguyện viên, nhóm làm việc IEEE 802.16 đã
thành công trong việc thiết kế và tạo ra một chuẩn dựa trên công nghệ
"forward-looking". Chuẩn IEEE 802.16 là sự sáng lập các mạng vùng đô thị
không dây của vài thập kỷ tới. Hoàng Hiệp