HiperLAN/2的协议结构

HiperLAN/2的协议栈由两大部分组成：控制部分和用户部分。用户部分主要负责通过已建立的连接信道进行通信，而控制部分主要负责对连接建立、释放和监督等进行控制和治理。HiperLAN/2的协议结构可以分为三个基本层：物理层（PHY）、数据链路控制层（DLC）和聚合层（CL）。图1表示了HiperLAN/2的协议参考模型。

物理层
----HiperLAN/2物理层的传输方式为猝发，它由前导部分和数据部分组成，而数据内容主要来源于DLC中的每条传输信道。HiperLAN/2使用正交频分多路复用（OFDM）技术，这主要是因为它被用于高度分散的信道时具有优异的性能。协议规定信道间距为20MHz，这样，每个信道不但可以具有高比特率，而且在分配的频谱内可以提供的信道数量也比较合适（如欧洲为19条信道）。每条信道使用52个子载波，其中48个子载波携带实际数据，其余4个子载波携带导频信息。保护间隔的时长是800ns，这个时间足以使得延迟扩散高达250ns的信道具有良好的性能。在较小的室内环境中，可以选用更短的时长为400ns的保护间隔。
----物理层的一个重要作用是提供调制和编码功能。它不仅非常适合于当前的无线链路质量，而且能够满足不同的物理层特性。HiperLAN/2还支持BPSK、QPSK和16QAM、64QAM等子载波调制方案。下表表示了HiperLAN/2物理层的几种模式：

数据链路层
----数据链路层（DLC）由AP和MT之间的逻辑链路组成。DLC包括媒体访问和传输（用户部分）功能，以及用于终端/用户的连接处理（控制部分）功能。因此，DLC层由以下几个部分组成：媒体访问控制（MAC）协议、差错控制（EC）协议以及各种信令和控制协议等。
----1.MAC协议
----MAC协议主要用于无线链路的媒体访问。在HiperLAN/2中，无线接口是基于时分双工（TDD）和动态时分多路访问（TDMA）的，如媒体的时隙结构答应下行链路和上行链路可以在相同的时帧（在HiperLAN/2中称为MAC帧）中进行通信。下行链路和上行链路的时隙根据传输资源的需求动态分配。无线接口中的基本MAC结构具有2ns的固定时长，它包括用于广播控制、帧控制、访问控制、下行链路（DL）和上行链路（UL）、数据传输和随机访问等的传输信道（如图2）。来自AP和MT的所有数据都分配专用的时隙进行发射。广播控制的时长是固定的，其他部分的时长则根据当时的通信情况动态变化。MAC帧和传输信道构成了DLC和物理层之间的接口。

----在图2中，广播信道（BCH）包含控制信息,这些控制信息通过每个MAC帧进行发送并且到达所有的MT。BCH提供有关传输功率级别、FCH和RCH的起始点和长度、唤醒指示器等信息。帧控制信道（FCH）具体描述在当前的MAC帧中资源的分配情况。访问反馈信道（ACH）传输先前对RCH的访问请求的有关信息。MT还使用随机访问信道（RCH），为到来的MAC帧的上行传输或下行传输请求传输资源，并传输某些RLC信令信息。当MT发出的要求更多传输资源的请求增加时，AP将分配更多的资源给RCH。
----在上行链路和下行链路中，包含往来于MT之间的PDU。每个PDU由MT接收或发射的DLC用户PDU和DLC控制PDU组成。CPDU被称为短传输信道，而UPDU则被称为长传输信道（LCH）。
----2.差错控制（EC）协议
----选择性重复式ARQ是一种用于增加无线链路可靠性的差错控制机制。HiperLAN/2中的EC主要是指比特错误的检测以及当错误发生时UPDU的重发。EC机制还可以确保UPDU按顺序传输到聚合层中。差错控制的方法是对每个连接中的每个被发射的UPDU分配一个序列号。在链路控制信道中带有ARQACK/NACK信息，发生错误的UPDU可以被多次重发。
----为了支持延迟要害应用的QoS要求，HiperLAN/2定义了一个UPDU丢弃机制。假如数据包作废了，EC协议的发送方可以丢弃一个或多个UPDU。
----3.信令协议和控制
----无线链路控制(RLC）协议为信令实体连接控制功能（ACF）、无线资源控制（RRC）功能和DLC用户连接控制（DCC）功能提供传输服务。这四者组成了用来在AP和MT之间交换信令信息的DLC控制部分。
----●连接控制功能
----MT监听来自不同AP的BCH并且选择具有最佳无线链路质量的AP。BCH中提供的部分信息在这个阶段作为一个信标信号工作。MT监听SBCH（短广播信道）的广播，以避免连接那些无法或未被答应为MT用户提供服务的网络。假如MT决定继续进行连接，它将发出请求并且从AP中分配一个MAC号。此后ACF将与AP交换有关支持的物理层模式、聚合层以及认证和加密算法等信息。AP将把支持的物理层模式、选择的聚合层以及选择的认证和加密算法（可以选择不使用认证和加密功能）等信息告诉ACF。在建立连接以后，MT可以请求一个专用的控制信道(如DCCH）来建立无线承载电路。在HiperLAN/2中，无线承载电路也称为DLC用户连接。MT可以请求多个DLC连接，而且每个连接可以支持不同的QoS要求。
----MT可以主动或被动地拆除连接。当主动拆除连接时，MT将通知AP它不再想通过HiperLAN/2网络进行通信的信息。被动拆除连接意味着MT在某个时间段无法到达AP。在任何一种情况下，AP都将释放分配给该MT的所有资源。
----●DLC用户连接控制
----MT以及AP通过发射信令信息来请求DLC用户连接。专用控制信道控制某个特定MAC实体（由MAC号确定）的资源。AP和MT之间至少要有一个DLC用户连接存在，才能为用户提供通信发射服务。信令信息相当简单，它只携带两部分信息：一部分是请求信息，假如可以建立连接的话，还会携带确认信息。已建立的连接由AP分配的DLC连接标志符进行标记。
----在HiperLAN/2中，连接的释放过程与连接的建立过程类似。HiperLAN/2还支持对已建立的连接的特性进行修改。
----●无线资源控制
----转换是以无线链路质量监测为基础的，它主要由MT请求和启动。HiperLAN/2支持两种形式的转换：重新连接或新老AP转换。重新连接是指重新建立连接；新老AP转换是指MT请求将转换到的新AP恢复来自老AP的连接信息，这样就可以继续传输原来AP要传输的内容。这种办法可以使转换期间用户通信的传输损失降到最低。
----RRC答应AP控制MT不间断地监听邻近AP信号强度，由于环境和网络拓扑结构的变化，RRC在必要时还能够将AP改变频率的信息通知已建立连接的MT。AP还能够监视在上行链路中不发射任何通信信息的不活动MT，不活动的MT将被拆除连接。
----RRC支持电源节省功能。这个功能负责进入或退出低消耗模式并且负责控制发射机的功率。
聚合层
----聚合层（CL）具有两个主要功能：一是将来自高层的服务请求适配成由DLC提供的服务；二是将具有可变或固定长度的高层数据分组（SDU）转换成可以在DLC中使用的固定长度的数据分组。固定长度DLC数据的填充、分组和重组功能是实现HiperLAN/2网络连接独立于固定网络的要害。聚合层的结构使得HiperLAN/2非常适合于作为许多固定网络的无线访问部分，如以太网、IP网、ATM、IMT2000等。
----当前，HiperLAN/2主要定义了基于信元和基于分组的两类不同的CL（如图3所示），前者用于与ATM网络的相互连接，而后者根据固定网络类型以及互连方式的不同，可以用于多种配置。

----基于分组的CL具有一个通用部件和一个易于适配到不同配置和固定网络的由服务确定的部件。最早的HiperLAN/2标准确定通用部件和一个用于与固定以太网互连的服务特定的部件。
----聚合层通用部件的主要功能是将从SSCS（服务特定的聚合子层）中收到的数据包进行分组，并且将从DLC中接收到的数据包在传输给对应的SSCS之前进行重组。在需要时，聚合层也进行增加/删除填充字节，以便使通用部件PDU成为一个整数DLCSDU。
----以太网SSCS使HiperLAN/2网络看上去类似于交换式以太网的一个无线部分。它的主要功能是保存以太网帧。HiperLAN/2标准确定的以太网SSCS帧提供两种QoS方案：最佳效率方案和基于IEEE802.1p的优先级方案。前者是强制支持的，它对所有的通信都同样对待；后者是可选的，它将通信分成为不同的优先级队列进行处理。