GB 15629.1102-2003 信息技术系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网特定要求第11部分: 无线局域网媒体访问控制和物理层规范: 2.4GHz频段较高速物理层扩展规范.pdf
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1、ICS 35. 110L 78召日中华人民共和国国家标准GB 15629.1102-2003信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问控制和物理层规范:2. 4 GHz频段较高速物理层扩展规范Information technology一Telecommunications and information exchangebetween systems一Local and metropolitan area networks一Specificrequirements一Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(
2、MAC)and Physical Layer(PHY) Specifications:Higher-Speed PhysicalLayer Extension in the 2. 4 GHz Band2003-05-12发布2003-12-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布GB 15629.1102-2003月U青本部分的第6. 4.6. 1条、第6. 4. 6. 8条、第6. 4. 7. 1条、第6.4.7.4条为强制性的,其余为推荐性的。本部分修改采用IEEE Std 802. 11 b: 1999无线局域网媒体访问控制和物理层规范:2.4 GHz频段较高速物理层扩展规范(
3、英文版)。本部分是GB 15629. 11信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问控制和物理层规范的子项,Z作频段为2.4 GHz-2.4835 GHz,是无线局域网的较高速物理层扩展规范。2.4 GHz频段较高速无线局域网除在物理层必须符合本部分外,其他特征必须符合GB 15629. 11信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问控制和物理层规范的规定。本部分修改采用IEEE Std 802. 116:1999,与IEEE Std 802. 116:1999相比,主要差异如下:按照汉语习惯对一些编排格式进行
4、修改;结构和编写规则按GB/T l. 1-2000;一在与无线电发射规范有关的章节和附录中增加了中国的内容;将本部分对GB 15629. 11-2003的修改部分作为附录C(规范性附录);相应地,部分章条序号也作了调整;一一考虑到本部分与GB 15629. 11的相对独立性,将原标准中的第18章调整为本部分的第6章。本部分的附录A、附录B、附录C和附录D为规范性附录,附录E为资料性附录。本部分由中华人民共和国信息产业部提出。本部分由中国电子技术标准化研究所归口。本部分由西安西电捷通无线网络通信有限公司负责起草,参加单位有国家无线电监测中心、国家商用密码研究中心、中国电子技术标准化研究所、西安电
5、子科技大学和西安邮电学院。本部分主要起草人:黄振海、郭宏、徐冬梅、雷鸣、焦彤彤、阐润田、许福英、吴立刚、李大为、常若艇、张变玲、黄家英、王育民、李建东、朱志祥。GB 15629.1102-2003信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问控制和物理层规范:2. 4 GHz频段较高速物理层扩展规范范围本部分规定了2.4 GHz频段较高速无线局域网的媒体访问控制(MAC)和物理层((PHY)规范。本部分适用于2.4 GHz频段无线局域网较高速物理层扩展。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB 15629. 1102-2003的引用而成为本部分的条款。凡是
6、注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GB 15629. 11-2003信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问控制和物理层规范(ISO/IEC 8802-11:1999, MOD)3术语和定义GB 15629. 11确定的术语和定义适用于本部分。4缩略语除以下缩略语外,GB 15629.11-2003中第4章的缩略语适用于本部分。CCK补码键控HR/DSSS使用长前导码和头的高速直接序列扩频
7、HR/DSSS/short使用可选的短前导码和头的高速直接序列扩频HR/DSSS/PBCC使用可选的分组二进制卷积编码模式及长前导码和头的高速直接序列扩频HR/DSSS/PBCC/short使用可选的分组二进制卷积编码模式及可选的短前导码和头的高速直接序列扩频5概述本部分作为GB 15629. 11的增补,定义了2.4 GHz频段的无线局域网较高速物理层规范,其中物理层采用高速的直接序列扩展频谱系统。本部分主要包括HR/DSSS PHY的具体服务参数列表、高速PLCP子层、高速PLME和高速PMD子层等内容,并根据本部分的具体情况,对GB 15629. 11中的MAC层内容进行了一些修改。除非
8、有特殊声明,GB 15629. 11的内容均适用于本部分。6高速率、直接序列扩展频谱PHY规范6.1概述本章规定用于直接序列扩展频谱系统(见GB 15629. 11-2003中第15章)的PHY的高速扩展,在GB 15629.1102-2003下文中称为用于为ISM应用指定的2.4 GHz频段的高速物理层。DSSS系统的扩展建立在数据速率能力的基础之上,如同GB 15629.11-2003中第15章中所描述的那样,除了1 Mbit/s和2 Mbit/s速率之外还提供5. 5 Mbit/s和11 Mbit/s的净荷数据速率。为提供更高的数据速率,调制方式采用8码片(chip)的补码键控(CCK)
9、调制。码片速率是11 MHz,这与在GB 15629. 11-2003中第15章描述的DSSS系统相同,因此提供了同样的信道占用带宽。本章描述的新的基本功能被称为高速直接序列扩展频谱(HR/DSSS)。基本的高速PHY使用与DSSS PHY相同的PLCP前导码和头,因此两种PHY能在同一个BSS中共存并使用所提供的速率切换机制。除了提供对DSSS系统的更高速扩展之外,随着技术的发展使得大量可选项的实现变得经济、有效,这些可选项的特征使无线电频率LAN系统的性能得以改善。本部分提供了分组二进制卷积编码(HR/DSSS/PBCC)代替CCK调制的可选模式。本部分提供了一种可选模式,通过使用一个更短
10、的PLOP前导码,使得较高速率上的数据吞吐量显著提高。这个模式被称作HR/DSSS/short或HR/DSSS/PBCC/short。这个短前导码模式能与DSSS, HR/DSSS或HR/DSSS/ PBCC在限定的环境下共存,例如在不同的信道上或使用适当的CCA机制。本部分也提供了一种用于信道灵活性的可选能力。这个选项允许在不会因增加此项能力而使所有的应用增加负担的情况下,来克服静态信道指派(声音干扰器)的一些固有困难。这个选项还能用于符合本部分的与FH和DS调制具有互操作性的系统。参见附录E,6.1.1范围本章规定了用于HR/DSSS扩展和改变的物理层实体,为了适应高速物理层,必须在基本部
11、分上做这些扩展和改变。高速PHY层包括下列两种协议功能:a) P1IY会聚功能,它使得依赖于物理媒体(PMD)系统的能力与PHY服务适配口这个功能由PHY会聚规程(PLCP)支持。PLOP定义了一种方法,将MAC子层协议数据单元(MPDU)映射到帧格式中,这种帧格式适合于在两个或更多且使用关联的PMD系统的STA之间发送或接收用户数据和管理信息,PHY交换的是包括PLCP服务数据单元(PSDU)的PHY协议数据单元(PPDU) o MAC使用PHY服务,因此每一个MPDU对应在一个PPDU中携带的一个PSDU.b) PMD系统,其功能定义了通过两个或多个STA(每个STA均使用高速PHY系统)
12、之间的无线媒体发送或接收数据的特性和方法。6.1.2高速PHY功能2.4 GH:高速PHY参考模型如图11示出。高速PHY包括三个功能实体:PHY会聚功能、PMD功能和层管理功能。这三个功能分别在6.1. 2.1,6.1. 2. 2,6.1. 2. 3中规定。为了MAC和MAC管理,当信道灵活性存在且激活时(见6.3.2和附录B),高速PHY应被解释为高速和频率跳变PHYo高速PHY服务通过在GB 15629.11-2003中第12章描述的PHY服务原语提供给MAC层。6. 1. 2. 1 PLCP子层为了使MAC对PMD子层的依赖性最小,定义了PLCP子层,这简化了到PHY服务的MAC服务接
13、口。6.1.2.2 PMD子层PMD子层提供了一种在两个或多个STA(每个STA均使用高速PHY系统)之间通过无线媒体发送和接收数据的方式和方法。6.1.2.3 PHY管理实体(PLME)PLME与MAC;管理实体共同完成对本地PHY功能的管理。6. 1.3服务规范的方法和注解GB 15629.1102-2003图表与状态图表示的模型是为了说明所提供的功能。区别模型和实际的实现非常重要。为了表达简明、清楚,对模型进行了优化;实际的实现方法由符合本部分的高速PHY的开发者判断。层或子层的服务是一组能力,它提供给下一个较高层(或子层)的用户。在这里,通过描述代表每一个服务的服务原语和参数来规定抽象
14、的服务。这个定义与任何特定的实现无关。6.2高速率PLCP子层6.2. 1概述本条提供了2 Mbit/s,5. 5 Mbit/s和11 Mbit/s会聚过程的规范,在该规范中,PSDU可被转换为PPDU,也可由PPDU转换而来。在发送过程中,PSDU附加在PLCP前导码和头后以构成PPDU。本部分定义了两种不同的前导码和头:一种是必备的长前导码和头;另一种是可选的短前导码和头。长前导码和头与目前的1 Mbit/s和2 Mbit/s DSSS规范(如GB 15629.11-2003中第15章中的描述)具有互操作性。接收端处理PLCP前导码和头,以助于解调和交付PSDU,可选的短前导码和头用于希望
15、获得最大吞吐量和具有前向互操作性的应用。不考虑无短前导码能力的设备。也就是说,可选的短前导码和头仅在具有相同配置设备的网络中使用,这些设备具备处理可选模式的能力。6. 2. 2 PPDU格式本条定义了两种不同的前导码和头:必备的长前导码和头和一个可选的短前导码和头。长前导码和头与目前1 Mbit/s和2 Mbit/s DSSS技术规范(如GB 15629. 11-2003中第15章中的描述)具有互操作性。6.2.2.1长PLCP PPDU格式图1示出了具有互操作性的(长)PPDU的格式,包括高速率PLCP前导码、高速率PLCP头和PS-DU, PLCP前导码包括下列字段:同步(Sync)和帧起
16、始定界符(SFD)o PLCP头包括下列字段:信号(SIGNAL)、服务(SERVICE)、长度(LENGTH)和CCITT CRC-16,这些字段在6.2. 3中详细描述。用于PPDU的格式,包括长高速PLCP前导码、长高速PLCP头和PSDU,与GB 15629. 11的1Mbit/s和2Mbit/s格式除以下四点不同外,其余相同:a)在SIGNAL字段对速率编码;b)当长度全都用微秒表示时,SERVICE字段使用一个比特来解决用八位位组衡量PSDU长度时的模糊问题;c)使用SERVICE字段的一个比特来指示可选的PBCC模式是否正被使用d) SERVICE字段使用比特来指示发送频率和比特
17、时钟是被锁定的。已加扰的“1SYNC1281正SFD I SIGNALis位I a位SERVICE8位LENGTHis位CRCis &1MbiUsDBPSKPLCP前导码144位PLCP头48待192 us一PPDUI MbiUs DBPSK2Mbills DQPSK5. 5 MbiUs或11MbiUs CCK图1长PLCP PPDU格式GB 15629.1102-20036.2.2.2短PLCP PPDU格式(可选)短Pllcp前导码和头(HR/DSSS/short)被定义为可选的。短前导码和头可用于减小开销,进而增大网络数据吞吐量。带有HR/DSSS/short的PPDU的格式在图2示出。
18、使用短Pllcp的发送器只与能够接收这个短Pllcp的接收器具有互操作性。为了与不能接收短前导码和头的接收器具有互操作性,发送器应使用长前导码和头。短PLCP前导码采用以DBPSK调制进行扩展的1 Mbit/s巴克码。短Pllcp头采用以DQPSK调制进行扩展的2 Mbit/s巴克码,而PSDU以2 Mbit/s,5. 5 Mbit/s或11 Mbit/s进行发送。没有应用这个选项来主动扫描的站,甚至当网络正在使用短前导码时,也会得到一个响应,因为所有的管理通信量被返回时带有与接收时类型相同的前导码。己加扰的“o短SYNC56比特后向SFD16比特SIGNAL8比特2MbiUsLENGTH16
19、比特CRC16比特短PLCP前导码1Mbids时72比特短PLCP头2Mbitls时48比特PSDU以2MbiUs. 5. 5Mbit/s或11Mbit/s变化PPDU图2短PLCP PPDU格式6.2.3 PLCP PPDU字段定义PLCP字段的定义见6.2.3.1到6.2.3.14。首先给出长PLCP字段定义(见GB 15629. 11-2003中第15章),后面是短Pllcp的定义。短PLCP字段的名称由“短”字开头。6.2.3. 1长PLCP SYNC字段SYNC字段包括128位加扰的“1”比特,该字段确保接收器能执行必要的同步操作。加扰器(种子)的初始状态是110110叼,最左端的比
20、特是置于图5中所示的第一个延迟单元(z)中的值,最右端的比特是置于最后一个延迟单元中的值。为支持接收基于GB 15629. 11-2003中第15章的实现而产生的DSSS信号,接收器应当能够与来自任何非零的加扰器初始状态的SYNC字段同步。6.2.3.2长PLCP SFDSFD指示在PI.CP前导码内依赖于PHY的参数的开始。SFD是一个16比特长的字段11110011 1010 0000,最右端的比特应最先发送。6.2.3.3长PLCP SINGNAL字段8比特长的SIGNAL字段向PHY指示用于发送(和接收)PSDU的调制方式,数据速率等于SIG-NAL字段的值乘以loo kbit/s.高
21、速PHY支持由下面的8比特字段给定的四种必备速率,它们代表的速率以100 kbit/s为单位,低有效比特应被最先发送。a) X04(高有效比特到低有效比特)对应1 Mbit/s;b) X14(高有效比特到低有效比特)对应2 Mbit/s;GB 15629.1102-2003c) X37(高有效比特到低有效比特)对应5. 5 Mbit/s;d) X6E(高有效比特到低有效比特)对应11 Mbit/so高速PHY的速率改变能力在6.2. 3. 14中描述,该字段由6. 2. 3.6所定义的CCITT CRC-16帧检验序列进行保护。6.2.3.4长PLCP SERVICE字段在SERVICE字段中
22、定义了3个比特用以支持高速扩展。最右边的比特(比特7)用于对LENGTH字段进行补充,该LENGTH字段在6.2.3.5中进行描述。比特3用于指示所用的调制方式是CCK,如表1示出。比特2指示发送频率和符号时钟是否来自同一个振荡器。这个锁定的时钟比特由基于特定应用配置的PHY层设置。SERVICE字段中比特b0首先被发送,并且被6.2.3.6中定义的CCITT CRC-16帧检验序列保护。符合GB 15629. 11的设备将比特b0,bl,b4,b5和b6设置为零。表1 SERVICE字段定义保留保留锁定时钟比特0二不锁定1-锁定b3调制选择比特O=CCK1二PBCC保留保留保留长度扩展比特6
23、.2.3.5长PLCP LENGTH字段PLCP LENGTH字段应是一个无符号的16比特长的整数,表明发送PSDU所需的微秒数。被发送的值由TXVECTOR中的参数LENGTH(长度)和DataRate(数据速率)确定。TXVECTOR是由6. 4. 4. 2中描述的原语PHY_TXSTART. request发布的。TXVECTOR提供的长度字段以八位位组为单位,它被转化成微秒以包含在PLCP LENGTH字段中,LENGTH字段的计算如下所示。对于任何高于8 Mbit/s的数据速率而言,若以微秒的整数为单位来描述八位位组数会存在模糊性,因此,在SERVICE字段中的b7比特位应放置一个长
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