YD/T 2873.3- 201
基本信息
标准号： YD/T 2873.3- 201
中文名称： 基于载波的高速超宽带无线通信技术要求 第3部分:空中接口 MAC 层
标准类别：通信行业标准(YD)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
下载格式：.zip .pdf
相关标签： 基于 载波 高速 超宽带 无线通信 技术 空中 接口
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
YD/T 2873.3-2016.Technical requirement for high-rate ultra-wideband wireless telecommunication system based on carriers Part 3: MAC layer of air interface.
1范围
YD/T 2873的本部分规定了基于载波的高速超宽带无线通信系统空中接口协议参考模型、媒质接入控制(MAC)子层的帧结构、功能、测距和位置感知等。
YD/T 2873.3适用于公用电信网环境下的基于载波的高速超宽带无线通信系统，专用电信网也可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
YD/T 2873.1基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第1部分: MB-OFDM空中接口物理层
ISO/IEC 26907 2009信息技术系统间的通信和信息交换一高速超宽带PHY和MAC规范(Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-High-rate ultra-wideband PHY and MAC standard )
3缩略语
以下缩略语适用于本文件。
AC Acess Category 接入类别
ACK Acknowledgment 确认
AIFS Arbitration Inter-Frame Space 仲裁帧间隔
1范围
YD/T 2873的本部分规定了基于载波的高速超宽带无线通信系统空中接口协议参考模型、媒质接入控制(MAC)子层的帧结构、功能、测距和位置感知等。
YD/T 2873.3适用于公用电信网环境下的基于载波的高速超宽带无线通信系统，专用电信网也可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
YD/T 2873.1基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第1部分: MB-OFDM空中接口物理层
ISO/IEC 26907 2009信息技术系统间的通信和信息交换一高速超宽带PHY和MAC规范(Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-High-rate ultra-wideband PHY and MAC standard )
3缩略语
以下缩略语适用于本文件。
AC Acess Category 接入类别
ACK Acknowledgment 确认
AIFS Arbitration Inter-Frame Space 仲裁帧间隔
标准图片预览
标准内容
ICS33.060.99
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2873.3-2016
基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第3部分：空中接口MAC层
Technical requirement for high-rateultra-wideband wirelesstelecommunication system based on carriersPart3：MAClayerofairinterface(ISO/IEC26907:2009,Informationtechnology-Telecommunication andinformation exchange between systems-High-rateultra-widebandPHYandMACstandardNEQ)
2016-01-15发布
2016-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
2规范性引用文件
缩略语
4术语和定义·
5系统结构·
6MAC业务功能概述
MAC顿结构
8MAC层功能
测距和位置感知·
YD/T2873.3-2016
YD/T2873.3-2016
YD/T2873《基于载波的高速超宽带无线通信技术要求》分为4个部分：第1部分：MB-OFDM空中接口物理层：第2部分：单载波空中接口物理层：第3部分：空中接口MAC层：
第4部分：双载波空中接口物理层。本部分为YD/T2873的第3部分。
本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分对应于ISO/IEC26907：2009《信息技术一系统间的通信和信息交换一高速超宽带PHY和MAC规范》，一致性程度为非等效。本部分与ISO/IEC26907：2009的关系为：本部分的第3、4、5、6、7、8、9章分别对应于ISO/IEC26907：2009的第6章、第4章、7.2.1和7.2.2、7.2.4、第16章、第17章、第14章，删除了其中的加密相关的内容，其他部分在技术内容上保持一致。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：中国信息通信研究院。本部分主要起草人：党梅梅、陈洁、陆洋。HiiKAoiKAca
1范围
基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第3部分：空中接口MAC层
YD/T2873.3-2016
YD/T2873的本部分规定了基于载波的高速超宽带无线通信系统空中接口协议参考模型、媒质接入控制（MAC）子层的帧结构、功能、测距和位置感知等。本部分适用于公用电信网环境下的基于载波的高速超宽带无线通信系统，专用电信网也可参照使用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T2873.1基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第1部分：MB-OFDM空中接口物理层ISO/IEC26907-2009信息技术-系统间的通信和信息交换一高速超宽带PHY和MAC规范（Informationtechnology-Telecommunicationsand informationexchangebetweensystems-High-rateultra-widebandPHYandMAC standard)
3缩略语
以下缩略语适用于本文件。
BcstAddr
BPBeacon
BPOIEBeacon
BPSTBeacon
CSMA/CA
DestAddr
DevAddr
Access Category
Acknowledgment
Arbitration Inter-Frame SpaceApplication-SpecificInformationElementBlock Acknowledgment
Broadcast Device Address
Beacon Period
BeaconPeriod OccupancyInformationElementBeacon Period Start Time
Clear Channel Assessment
Cyclic Redundancy Check
接入类别
仲裁顿间隔
特定应用信息单元
块确认
广播设备地址
周期占用信息单元
周期开始时间
空闲信道评估
循环允余校验
Carrier Sense Multiple Access with Collision带冲突避免的载波侦听多路访问Avoidance
Clear To Send
Detect And Avoid
Destination Device Address
Device Address
Device Management Entity
Distributed Reservation Protocol充许发送
检测和避免
目的设备的地址
设备地址
设备管理实体
分布式预留协议
HiiKAoNiKAca
YD/T2873.3-2016
Imm-ACK
McstAddr
No-ACK
PHY-SAP
Encryption Offset
Extended Unique Identifier
Frame Check Sequence
Forward Error Correction
Group Temporal Key
Header Check Sequence
Identifier
InformationElement
Inter-Frame Space
Immediate Acknowledgment
Key Confirmation Key
Least-Significant Bit
Medium Access Control
Medium Access Slot
MAC Command Data Unit
Multicast Device Address
Management InformationBase
Message Integrity Code
Minimum Interframe Spacing
Master Key Identifier
MAC Protocol Data Unit
Most-Significant Bit
MAC Service Data Unit
Network Allocation Vector
No Acknowledgement
Orthogonal Frequency Division MultiplexingOrganizationallyUnique IdentifierPrioritized Contention AccessProtocol Data Unit
Physical (layer)
Physical Layer ServiceAccess PointPhysical LayerConvergence ProtocolPair-wise Master Key
PLCP Protocol Data Unit
Parts Per Million
Pseudo-Random Function)
PHY Service Data Unit
加密偏移
扩展唯一标识符
顿校验序列
前向纠错
组临时密钥
头校验序列
标识符
信息单元
顿间隔
立即确认
密钥确认密钥
最低有效位
媒质接入控制
媒质接入时隙
MAC命令数据单元
组播设备地址
管理信息库
消息完整性编码
最小帧间隔
主密钥标识符
MAC协议数据单元
最高有效位
MAC业务数据单元
网络分配向量
无确认
正交频分复用
组织唯一标识符
优先竞争接入
协议数据单元
物理（层）
物理层服务接入点
物理层汇聚协议
成对主密钥
PLCP协议数据单元
百万分之
伪随机函数
物理层业务数据单元
HiiKAoNiKAca
SrcAddr
4术语和定义
Pair-wise Temporal Key
Request To Send
Receive or Receiver
Service Access Point
Secure Frame Counter
Secure Frame Number
Short Interframe Spacing
Source Device Address
Temporal Key Identifier
Tone-Nulling
Transmit or Transmitter
Transmission Opportunity
UnusedDRPReservationAnnouncementUnused DRPReservation ResponseUltra Wideband
下列术语和定义适用于本文件。4.1
接入类别AccessCategory（AC）YD/T2873.3-2016
成对临时密钥
请求发送
接收或接收器
服务接入点
安全顿计数器
安全顿序号
短顿间隔
源设备地址
临时密钥标识符
音频归零
发送或发送器
传输机会
未使用的DRP预留声明
未使用的DRP预留响应
超宽带
优先竞争接入（PCA）参数的公共集合的标签，为了传输具有特定优先级的MAC协议数据单元（MPDU），设备使用该标签进行媒质竞争。4.2
1BeaconGroup（BG)
Beacon组
一种设备集，设备从其接收与设备具有相同Beacon周期开始时间（BPST）的Beacon。4.3
Beacon周期BeaconPeriod（BP）设备声明用于发送或监听Beacon的时间周期。4.4
信道Channel
相互协作的实体之间交换信息的媒质。4.5
数据完整性DataIntegrity
数据未被改变原始格式的保证。4.6
设备Device
包含本部分的一个具体实现的实体。4.7
TiiKAoNiKAca
YD/T2873.3-2016
分布式预留协议DistributedReservationProtocol（DRP）在每个设备中实现的协议，用于支持对预留参与者的所有相邻节点绑定的信道时间的预留进行协商和维护。
扩展的Beacon组ExtendedBeaconGroup某个设备Beacon组和设备Beacon组内所有设备的Beacon组的联合。4.9
顿Frame
设备用于数据传输的单位。
顿保护FrameProtectionbzxZ.net
为某一顿提供的安全服务，包括（但不限于）净荷加密、消息认证和重放攻击防护。4.11
MAC客户端MACClient
MAC子层之上的实体，其产生MAC服务数据单元传送到其他设备中的相应实体，并从该实体接收MAC服务数据单元。
MAC命令数据单元MACCommandDataUnit（MCDU）为了管理媒质接入控制功能而在对等媒质接入控制子层之间交换的数据单元。4.13
MAC协议数据单元MACProtocolDataUnit（MPDU）在对等媒质接入控制子层之间交换的协议数据单元。4.14
MAC服务数据单元MACServiceDataUnit（MSDU）在媒质接入控制服务接入点（SAP）之间传递的信息单元。4.15
消息完整性编码MessageIntegrityCode（MIC）使用对称密钥产生的加密校验和。4.16
相邻节点Neighbour
设备Beacon组中任意的设备。
网络分配向量NetworkAllocationVector（NAV）由每个能够使用PCA的设备所维护的时间周期的指示器，在该时间周期内，无论设备的空闲-信道评估功能感知到无线媒质忙碌与否，设备不会启动在无线媒质上的基于PCA的传送4.18
优先竞争接入PrioritizedContentionAccess（PCA）4
HiiKAoiKAca
设备用于媒质接入的优先CSMA/CA接入机制。4.19
伪随机数生成器Pseudo-RandomNumberGeneration从一个给定的种子产生确定比特序列的过程，4.20
随机数生成器RandomNumberGenerator提供一个不可预知的比特序列的方法或设计。注：加密的随机数生成器是一个特定类型。4.21
预留Reservation
YD/T2873.3-2016
在某设备拥有优先的媒质接入权的超顿内，一个或多个媒质接入时隙（MAS）的命名集。4.22
预留块ReservationBlock
在一个与其他MAS不相邻的预留内，一个或多个时间连续的媒质接入时隙（MAS）4.23
安全顿SecureFrame
使用了帧保护的帧。
流Stream
从一个设备到一个或多个其他设备的MSDU逻辑流。4.25
超顿Superframe
本部分中为了协调设备之间帧传送而使用的周期性的时间间隔，它包含一个Beacon周期，后面是数据周期。
对称密钥SymmetricKey
两方或多方间共享的密钥，用于加密和解密以及消息完整性码的计算和验证。4.27
传输机会TransmissionOpportunity（TxoP）设备使用优先竞争接入（PCA）所获得的时间间隔，用于在媒质上启动传输。4.28
TXOP持有者TXOPHolder
已成功竞争到一个TXOP的设备。4.29
用户优先级UserPriority
由MAC客户端分配给一个MSDU的决定MSDU传输优先级的值。5
HiiKAoNiKAca
YD/T2873.3-2016
5系统结构
5.1协议参考模型
MAC层是开放式系统互联参考模型定义的基本参考模型中数据链路层的一个子层，如图1所示。MAC服务是通过MAC服务接入点（MACSAP）提供给单一的MAC服务客户端（通常为高层协议或适配层）的。在本部分中，MAC子层表示为一个设备地址。表示层
会话层
传输层
网络层
逻辑链
数据链
物理层
MACSAF
PHYSAP
图1协议参考模型
MAC#读
PY协设
MACSAR
PHY SAP
MAC层依赖于物理层通过PHY服务接入点（PHYSAP）提供的服务。MAC协议在成对的MAC子层之间应用。
5.2设备地址
独立的MAC子层通过EUI-48来寻址，并与一个缩短的设备地址（DevAddr）地址相关联。单播顿携带定义了一个单一MAC子层的目的DevAddr。DevAddr是一个16比特的值，由本地生成，而不是由中心控制器分配。因此，一个DevAddr值可能会定义两个或更多的MAC实体。MAC地址机制包括组播和广播地址值。一个组播地址定义了一组MAC实体，广播地址定义了全部的MAC实体。6MAC业务功能概述
6.1概述
MAC功能提供：
两个协作的设备通过PHY进行通信：分布式的，基于预留的信道接入机制：具有优先级的、基于内容的信道接入机制：协同应用需要的同步设施：
处理移动性和应对干扰环境的机制；通过调度帧的发送和接收进行设备功耗的管理；6
HiiKAoiKAca
·测量两个设备之间距离的机制。YD/T2873.3-2016
所有的设备提供全部需要的MAC功能，由应用来确定可选功能。设备间通过周期性地交换Beacon顿实现设备发现、支持动态网络组织和对移动性的支持。Beacon顺为网络提供基本时间定时，并携带接入媒质的预留和调度信息。
6.2逻辑组
每个独立设备都具备MAC协议，该设备具有其自有邻居关系。所有的MAC协议功能实体都可以根据邻居关系进行表达。
在一个全分布式媒质接入网络中，在每一个设备周围形成逻辑组，以便于发现在不同空间域上的媒质重用，从而进行无竞争的顿交换。在本部分中，逻辑组为Beacon组和扩展Beacon组，这两者均由相应的独立设备决定。
6.3控制算法
MAC协议算法确保设备不会与其扩展组中的成员在同一时间发送Beacon帧。Beacon顿中包含的信息用来保证某个设备不会在其相邻节点正进行发送或接收的同时也进行的发送，从而实现无竞争的顿交换。
为了帧的正确接收，MAC协议算法确保每一个设备的设备地址（DevAddr）在该设备的扩展Beacon组中是唯一的。
6.4信道选择
当一个设备处于启用状态时，它在一个或多个信道中扫描已有的Beacon，并最终选择一个信道。如果在选定信道中没有检测到已存在的Beacon，则该设备应通过发送Beacon来创建自已的Beacon周期（BP）。如果在选定信道中检测到了已存在的一个或多个Beacon，则该设备应在选定信道中与已存在的Beacon同步自己的BP。该设备在它为Beacon选定的信道中与其Beacon组中的成员交换数据。由于每个设备都运行在动态环境和免许可的运行规则下，因此面临着信道中的有许可用户、其他网络和其他免许可无线实体的干扰。为了使设备能够在这样的环境中持续工作，每一个设备都应具有在不破坏环与对端连接的情况下动态改变信道的能力。无论在任何时间，当一个设备认为当前的信道已经不适用时，它应使用8.11中规范的动态信道选择过程，以转移到一个新的信道中。6.5Beacon周期保护
每个设备应保证自已和相邻节点的BP由Beacon协议独占使用。在BP中不应有任何设备进行除Beacon传输以外的任何其他传输。
设备也可保护异步BP。一个设备通过接收到无法与自已的BP对齐的Beacon顿来检测出异步BP，并通过在自已的Beacon中声明一个覆盖该异步BP的预留来保护该异步BP。6.6超顿
超顿是顿交换的基本定时结构，超顿的时长定义为mSuperframeLength。超顿由256个媒质接入时隙（MAS）组成，每一个MAS的时长为mMASLength。每个超顿由一个BP开始，该BP长度为一个或多个连续的MAS。BP中的第一个MAS的起始点为Beacon周期开始时间（BPST）。超顿的结构如图2所示。7
YD/T2873.3-2016
超顿N的开始时刻
（时刻=0）
Bcacon周期
（可变长度）
6.7媒质接入
超顿N
(2.56个媒质接入时隙=65536us）媒质接入时隙(MAS)=256μs)
图2MAC超恢结构
设备通过以下三种方法之一来进行媒质接入：一在BP期间，设备根据8.2的规定，仅进行Beacon顿的发送。一在预留期间，使用该预留的设备根据8.8的规定进行顺的发送。超懒N+1的开始时刻
Beacon周期
（可变长度）
超顿N+1
一在BP和预留期间以外的时间，设备可根据8.3的规定，基于优先级竞争进行帧的发送。6.8设备间的数据通信
数据以MSDU的形式在MAC层和MAC客户端之间交换，MSDU由某些参数来限定。在设备之间MSDU则以数据顿的形式进行传输。为了减小末端链路上顿的错误率，数据顿可被分段和重组，分段和重组功能见8.4的规定。每个分段由一个MSDU序号和一个分段号来进行序号的标记。如果源设备希能够确认某次顿的发送是否成功，则应使用8.9中规定的儿种确认方法中的一种。本部分提供了三种不同的确认方法，以适应不同类型的应用。8.9.2中规定的No-ACK方法适用于不需可靠传输的顿或时延敏感的。8.9.3中规定的Imm-ACK方法提供对每一个接收到的顿的独立确认。8.9.4中规定的B-ACK方法则将对多个顿的确认组成一个组并封装到一个确认帧中，并在源设备请求确认的时候发送。B-ACK方式与Imm-ACK方式相比降低了开销。6.9MAC赖数据率
为了使所有设备都能够接收和解析MACBeacon顿，MACBeacon顿净荷的发送速率应为pBeaconTransmitRate，当帧以该速率发送时，所有接收端设备都应能够进行解析。在其他发送时，顿净荷尽可能使用更高的数据速率进行发送，帧头则通常使用PHY支持的最低速率进行发送。6.10安全
本部分支持两种安全等级：无安全和高安全保护。安全保护包含数据加密、消息完整性和重放攻击防护三个部分。安全帧可以为数据帧、聚合数据顿和某些控制顿、命令顿提供安全保护。设备在进行通信时可以有三种安全模式来控制其安全等级。某设备在与其他设备通信时可以选择相应的安全模式，以使用某一种安全等级，或者是两种安全等级的结合。本部分规定了四次握手机制来使两个设备在相互验证身份的同时，推导出它们的成对临时密钥。两个设备之间在成功进行四次握手之后建立起安全关系。两个设备之间的4次握手是基于共享主密钥进行的。PTK用于保护两个设备之间交换的单播顺，GTK用于对源设备发送到组播组或广播组中的接收设备的组播或广播顿进行保护。密钥的获得、推导和分配不在本部分的范围之内。8
数据加密的算法和MIC的生成算法应符合国家的相关规定。YD/T2873.3-2016
安全顿计数器和重放计数器是基于每个临时密钥设置的，用于保证消息是新的。本部分没有规定机制以抵制对开放的无线媒质进行的业务攻击，6.11信息发现
本部分规定的协议和功能实现建立在设备间的信息交换上。信息可通过Beacon帧被广播，或通过探测命令被请求。对每一种类型的信息都定义了一个信息单元（正）。在任意时间里，正可被包含在设备的Beacon中，并且IE可以通过探测命令被提供或被请求。设备使用MAC能力IE和PHY能力IE来声明所支持的变量或可选功能的相关信息。6.12对高层定时器同步的支持
本部分定义了可选的MAC功能，为MAC层以上的各层提供准确的设备间同步功能。该功能可同时被多个应用使用。
6.13速率自适应
8.12中规定了一个数据速率自适应机制。接收端可使用这个机制向发送端通知一个合适的数据速率，以提高吞吐量或降低帧错误率。6.14功率管理
本部分提供了两种设备可使用的功耗管理模式：激活模式和休眠模式。处于激活模式中的设备在每一个超帧中发送和接收Beacon，而处于休眠模式中的设备在若干个超顿中进行休眠，不进行发送和接收。设备能够在每一个超顿中的一部分时间休眠，以节省功耗。一个设备通过在Beacon中包含休眠模式IE来表示自已将要休眠。休眠模式IE指出了该设备将要休眠的时长内的超顿数量，在这些超中该设备不会发送或接收Beacon以及其他的任何顿。6.15测距
设备可通过使用双向传送时间技术来支持一维的测距。8.6中规定了在MAC层进行测距的方法。7MAC顿结构
7.1通用规则
7.1.1字段顺序
MAC顺是以一定顺序排列的字段序列。本部分图中的字段均以自左至右的顺序发送到PHYSAP，最左边的字段最先被发送。在字段图示中，一个字段最右边的比特为最低比特，最左边的比特为最高比特，并以由最低比特到最高比特从小到大的顺序对每个比特标记序号。图3所示为字段序列的示意图。第一个被发送字段（2字节）
7.1.2字节顺序
第二个被发送字段（1字节）
图3字段序列示意图
最后一个被发送字段（4字节）
除非有特别说明，否则长度超过一个字节的字段被发送到PHYSAP的顺序应为从包含最低比特的字节到包含最高比特的字节。图4所示为一个两字节字段的比特映射规范示意图。第二个发送字节的最高比特第二个发送字节的最低比特第一个发送字节b15~b13
7.1.3编码
b12~b8
图4字段比特映射示意图
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2873.3-2016
基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第3部分：空中接口MAC层
Technical requirement for high-rateultra-wideband wirelesstelecommunication system based on carriersPart3：MAClayerofairinterface(ISO/IEC26907:2009,Informationtechnology-Telecommunication andinformation exchange between systems-High-rateultra-widebandPHYandMACstandardNEQ)
2016-01-15发布
2016-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
2规范性引用文件
缩略语
4术语和定义·
5系统结构·
6MAC业务功能概述
MAC顿结构
8MAC层功能
测距和位置感知·
YD/T2873.3-2016
YD/T2873.3-2016
YD/T2873《基于载波的高速超宽带无线通信技术要求》分为4个部分：第1部分：MB-OFDM空中接口物理层：第2部分：单载波空中接口物理层：第3部分：空中接口MAC层：
第4部分：双载波空中接口物理层。本部分为YD/T2873的第3部分。
本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分对应于ISO/IEC26907：2009《信息技术一系统间的通信和信息交换一高速超宽带PHY和MAC规范》，一致性程度为非等效。本部分与ISO/IEC26907：2009的关系为：本部分的第3、4、5、6、7、8、9章分别对应于ISO/IEC26907：2009的第6章、第4章、7.2.1和7.2.2、7.2.4、第16章、第17章、第14章，删除了其中的加密相关的内容，其他部分在技术内容上保持一致。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：中国信息通信研究院。本部分主要起草人：党梅梅、陈洁、陆洋。HiiKAoiKAca
1范围
基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第3部分：空中接口MAC层
YD/T2873.3-2016
YD/T2873的本部分规定了基于载波的高速超宽带无线通信系统空中接口协议参考模型、媒质接入控制（MAC）子层的帧结构、功能、测距和位置感知等。本部分适用于公用电信网环境下的基于载波的高速超宽带无线通信系统，专用电信网也可参照使用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T2873.1基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第1部分：MB-OFDM空中接口物理层ISO/IEC26907-2009信息技术-系统间的通信和信息交换一高速超宽带PHY和MAC规范（Informationtechnology-Telecommunicationsand informationexchangebetweensystems-High-rateultra-widebandPHYandMAC standard)
3缩略语
以下缩略语适用于本文件。
BcstAddr
BPBeacon
BPOIEBeacon
BPSTBeacon
CSMA/CA
DestAddr
DevAddr
Access Category
Acknowledgment
Arbitration Inter-Frame SpaceApplication-SpecificInformationElementBlock Acknowledgment
Broadcast Device Address
Beacon Period
BeaconPeriod OccupancyInformationElementBeacon Period Start Time
Clear Channel Assessment
Cyclic Redundancy Check
接入类别
仲裁顿间隔
特定应用信息单元
块确认
广播设备地址
周期占用信息单元
周期开始时间
空闲信道评估
循环允余校验
Carrier Sense Multiple Access with Collision带冲突避免的载波侦听多路访问Avoidance
Clear To Send
Detect And Avoid
Destination Device Address
Device Address
Device Management Entity
Distributed Reservation Protocol充许发送
检测和避免
目的设备的地址
设备地址
设备管理实体
分布式预留协议
HiiKAoNiKAca
YD/T2873.3-2016
Imm-ACK
McstAddr
No-ACK
PHY-SAP
Encryption Offset
Extended Unique Identifier
Frame Check Sequence
Forward Error Correction
Group Temporal Key
Header Check Sequence
Identifier
InformationElement
Inter-Frame Space
Immediate Acknowledgment
Key Confirmation Key
Least-Significant Bit
Medium Access Control
Medium Access Slot
MAC Command Data Unit
Multicast Device Address
Management InformationBase
Message Integrity Code
Minimum Interframe Spacing
Master Key Identifier
MAC Protocol Data Unit
Most-Significant Bit
MAC Service Data Unit
Network Allocation Vector
No Acknowledgement
Orthogonal Frequency Division MultiplexingOrganizationallyUnique IdentifierPrioritized Contention AccessProtocol Data Unit
Physical (layer)
Physical Layer ServiceAccess PointPhysical LayerConvergence ProtocolPair-wise Master Key
PLCP Protocol Data Unit
Parts Per Million
Pseudo-Random Function)
PHY Service Data Unit
加密偏移
扩展唯一标识符
顿校验序列
前向纠错
组临时密钥
头校验序列
标识符
信息单元
顿间隔
立即确认
密钥确认密钥
最低有效位
媒质接入控制
媒质接入时隙
MAC命令数据单元
组播设备地址
管理信息库
消息完整性编码
最小帧间隔
主密钥标识符
MAC协议数据单元
最高有效位
MAC业务数据单元
网络分配向量
无确认
正交频分复用
组织唯一标识符
优先竞争接入
协议数据单元
物理（层）
物理层服务接入点
物理层汇聚协议
成对主密钥
PLCP协议数据单元
百万分之
伪随机函数
物理层业务数据单元
HiiKAoNiKAca
SrcAddr
4术语和定义
Pair-wise Temporal Key
Request To Send
Receive or Receiver
Service Access Point
Secure Frame Counter
Secure Frame Number
Short Interframe Spacing
Source Device Address
Temporal Key Identifier
Tone-Nulling
Transmit or Transmitter
Transmission Opportunity
UnusedDRPReservationAnnouncementUnused DRPReservation ResponseUltra Wideband
下列术语和定义适用于本文件。4.1
接入类别AccessCategory（AC）YD/T2873.3-2016
成对临时密钥
请求发送
接收或接收器
服务接入点
安全顿计数器
安全顿序号
短顿间隔
源设备地址
临时密钥标识符
音频归零
发送或发送器
传输机会
未使用的DRP预留声明
未使用的DRP预留响应
超宽带
优先竞争接入（PCA）参数的公共集合的标签，为了传输具有特定优先级的MAC协议数据单元（MPDU），设备使用该标签进行媒质竞争。4.2
1BeaconGroup（BG)
Beacon组
一种设备集，设备从其接收与设备具有相同Beacon周期开始时间（BPST）的Beacon。4.3
Beacon周期BeaconPeriod（BP）设备声明用于发送或监听Beacon的时间周期。4.4
信道Channel
相互协作的实体之间交换信息的媒质。4.5
数据完整性DataIntegrity
数据未被改变原始格式的保证。4.6
设备Device
包含本部分的一个具体实现的实体。4.7
TiiKAoNiKAca
YD/T2873.3-2016
分布式预留协议DistributedReservationProtocol（DRP）在每个设备中实现的协议，用于支持对预留参与者的所有相邻节点绑定的信道时间的预留进行协商和维护。
扩展的Beacon组ExtendedBeaconGroup某个设备Beacon组和设备Beacon组内所有设备的Beacon组的联合。4.9
顿Frame
设备用于数据传输的单位。
顿保护FrameProtectionbzxZ.net
为某一顿提供的安全服务，包括（但不限于）净荷加密、消息认证和重放攻击防护。4.11
MAC客户端MACClient
MAC子层之上的实体，其产生MAC服务数据单元传送到其他设备中的相应实体，并从该实体接收MAC服务数据单元。
MAC命令数据单元MACCommandDataUnit（MCDU）为了管理媒质接入控制功能而在对等媒质接入控制子层之间交换的数据单元。4.13
MAC协议数据单元MACProtocolDataUnit（MPDU）在对等媒质接入控制子层之间交换的协议数据单元。4.14
MAC服务数据单元MACServiceDataUnit（MSDU）在媒质接入控制服务接入点（SAP）之间传递的信息单元。4.15
消息完整性编码MessageIntegrityCode（MIC）使用对称密钥产生的加密校验和。4.16
相邻节点Neighbour
设备Beacon组中任意的设备。
网络分配向量NetworkAllocationVector（NAV）由每个能够使用PCA的设备所维护的时间周期的指示器，在该时间周期内，无论设备的空闲-信道评估功能感知到无线媒质忙碌与否，设备不会启动在无线媒质上的基于PCA的传送4.18
优先竞争接入PrioritizedContentionAccess（PCA）4
HiiKAoiKAca
设备用于媒质接入的优先CSMA/CA接入机制。4.19
伪随机数生成器Pseudo-RandomNumberGeneration从一个给定的种子产生确定比特序列的过程，4.20
随机数生成器RandomNumberGenerator提供一个不可预知的比特序列的方法或设计。注：加密的随机数生成器是一个特定类型。4.21
预留Reservation
YD/T2873.3-2016
在某设备拥有优先的媒质接入权的超顿内，一个或多个媒质接入时隙（MAS）的命名集。4.22
预留块ReservationBlock
在一个与其他MAS不相邻的预留内，一个或多个时间连续的媒质接入时隙（MAS）4.23
安全顿SecureFrame
使用了帧保护的帧。
流Stream
从一个设备到一个或多个其他设备的MSDU逻辑流。4.25
超顿Superframe
本部分中为了协调设备之间帧传送而使用的周期性的时间间隔，它包含一个Beacon周期，后面是数据周期。
对称密钥SymmetricKey
两方或多方间共享的密钥，用于加密和解密以及消息完整性码的计算和验证。4.27
传输机会TransmissionOpportunity（TxoP）设备使用优先竞争接入（PCA）所获得的时间间隔，用于在媒质上启动传输。4.28
TXOP持有者TXOPHolder
已成功竞争到一个TXOP的设备。4.29
用户优先级UserPriority
由MAC客户端分配给一个MSDU的决定MSDU传输优先级的值。5
HiiKAoNiKAca
YD/T2873.3-2016
5系统结构
5.1协议参考模型
MAC层是开放式系统互联参考模型定义的基本参考模型中数据链路层的一个子层，如图1所示。MAC服务是通过MAC服务接入点（MACSAP）提供给单一的MAC服务客户端（通常为高层协议或适配层）的。在本部分中，MAC子层表示为一个设备地址。表示层
会话层
传输层
网络层
逻辑链
数据链
物理层
MACSAF
PHYSAP
图1协议参考模型
MAC#读
PY协设
MACSAR
PHY SAP
MAC层依赖于物理层通过PHY服务接入点（PHYSAP）提供的服务。MAC协议在成对的MAC子层之间应用。
5.2设备地址
独立的MAC子层通过EUI-48来寻址，并与一个缩短的设备地址（DevAddr）地址相关联。单播顿携带定义了一个单一MAC子层的目的DevAddr。DevAddr是一个16比特的值，由本地生成，而不是由中心控制器分配。因此，一个DevAddr值可能会定义两个或更多的MAC实体。MAC地址机制包括组播和广播地址值。一个组播地址定义了一组MAC实体，广播地址定义了全部的MAC实体。6MAC业务功能概述
6.1概述
MAC功能提供：
两个协作的设备通过PHY进行通信：分布式的，基于预留的信道接入机制：具有优先级的、基于内容的信道接入机制：协同应用需要的同步设施：
处理移动性和应对干扰环境的机制；通过调度帧的发送和接收进行设备功耗的管理；6
HiiKAoiKAca
·测量两个设备之间距离的机制。YD/T2873.3-2016
所有的设备提供全部需要的MAC功能，由应用来确定可选功能。设备间通过周期性地交换Beacon顿实现设备发现、支持动态网络组织和对移动性的支持。Beacon顺为网络提供基本时间定时，并携带接入媒质的预留和调度信息。
6.2逻辑组
每个独立设备都具备MAC协议，该设备具有其自有邻居关系。所有的MAC协议功能实体都可以根据邻居关系进行表达。
在一个全分布式媒质接入网络中，在每一个设备周围形成逻辑组，以便于发现在不同空间域上的媒质重用，从而进行无竞争的顿交换。在本部分中，逻辑组为Beacon组和扩展Beacon组，这两者均由相应的独立设备决定。
6.3控制算法
MAC协议算法确保设备不会与其扩展组中的成员在同一时间发送Beacon帧。Beacon顿中包含的信息用来保证某个设备不会在其相邻节点正进行发送或接收的同时也进行的发送，从而实现无竞争的顿交换。
为了帧的正确接收，MAC协议算法确保每一个设备的设备地址（DevAddr）在该设备的扩展Beacon组中是唯一的。
6.4信道选择
当一个设备处于启用状态时，它在一个或多个信道中扫描已有的Beacon，并最终选择一个信道。如果在选定信道中没有检测到已存在的Beacon，则该设备应通过发送Beacon来创建自已的Beacon周期（BP）。如果在选定信道中检测到了已存在的一个或多个Beacon，则该设备应在选定信道中与已存在的Beacon同步自己的BP。该设备在它为Beacon选定的信道中与其Beacon组中的成员交换数据。由于每个设备都运行在动态环境和免许可的运行规则下，因此面临着信道中的有许可用户、其他网络和其他免许可无线实体的干扰。为了使设备能够在这样的环境中持续工作，每一个设备都应具有在不破坏环与对端连接的情况下动态改变信道的能力。无论在任何时间，当一个设备认为当前的信道已经不适用时，它应使用8.11中规范的动态信道选择过程，以转移到一个新的信道中。6.5Beacon周期保护
每个设备应保证自已和相邻节点的BP由Beacon协议独占使用。在BP中不应有任何设备进行除Beacon传输以外的任何其他传输。
设备也可保护异步BP。一个设备通过接收到无法与自已的BP对齐的Beacon顿来检测出异步BP，并通过在自已的Beacon中声明一个覆盖该异步BP的预留来保护该异步BP。6.6超顿
超顿是顿交换的基本定时结构，超顿的时长定义为mSuperframeLength。超顿由256个媒质接入时隙（MAS）组成，每一个MAS的时长为mMASLength。每个超顿由一个BP开始，该BP长度为一个或多个连续的MAS。BP中的第一个MAS的起始点为Beacon周期开始时间（BPST）。超顿的结构如图2所示。7
YD/T2873.3-2016
超顿N的开始时刻
（时刻=0）
Bcacon周期
（可变长度）
6.7媒质接入
超顿N
(2.56个媒质接入时隙=65536us）媒质接入时隙(MAS)=256μs)
图2MAC超恢结构
设备通过以下三种方法之一来进行媒质接入：一在BP期间，设备根据8.2的规定，仅进行Beacon顿的发送。一在预留期间，使用该预留的设备根据8.8的规定进行顺的发送。超懒N+1的开始时刻
Beacon周期
（可变长度）
超顿N+1
一在BP和预留期间以外的时间，设备可根据8.3的规定，基于优先级竞争进行帧的发送。6.8设备间的数据通信
数据以MSDU的形式在MAC层和MAC客户端之间交换，MSDU由某些参数来限定。在设备之间MSDU则以数据顿的形式进行传输。为了减小末端链路上顿的错误率，数据顿可被分段和重组，分段和重组功能见8.4的规定。每个分段由一个MSDU序号和一个分段号来进行序号的标记。如果源设备希能够确认某次顿的发送是否成功，则应使用8.9中规定的儿种确认方法中的一种。本部分提供了三种不同的确认方法，以适应不同类型的应用。8.9.2中规定的No-ACK方法适用于不需可靠传输的顿或时延敏感的。8.9.3中规定的Imm-ACK方法提供对每一个接收到的顿的独立确认。8.9.4中规定的B-ACK方法则将对多个顿的确认组成一个组并封装到一个确认帧中，并在源设备请求确认的时候发送。B-ACK方式与Imm-ACK方式相比降低了开销。6.9MAC赖数据率
为了使所有设备都能够接收和解析MACBeacon顿，MACBeacon顿净荷的发送速率应为pBeaconTransmitRate，当帧以该速率发送时，所有接收端设备都应能够进行解析。在其他发送时，顿净荷尽可能使用更高的数据速率进行发送，帧头则通常使用PHY支持的最低速率进行发送。6.10安全
本部分支持两种安全等级：无安全和高安全保护。安全保护包含数据加密、消息完整性和重放攻击防护三个部分。安全帧可以为数据帧、聚合数据顿和某些控制顿、命令顿提供安全保护。设备在进行通信时可以有三种安全模式来控制其安全等级。某设备在与其他设备通信时可以选择相应的安全模式，以使用某一种安全等级，或者是两种安全等级的结合。本部分规定了四次握手机制来使两个设备在相互验证身份的同时，推导出它们的成对临时密钥。两个设备之间在成功进行四次握手之后建立起安全关系。两个设备之间的4次握手是基于共享主密钥进行的。PTK用于保护两个设备之间交换的单播顺，GTK用于对源设备发送到组播组或广播组中的接收设备的组播或广播顿进行保护。密钥的获得、推导和分配不在本部分的范围之内。8
数据加密的算法和MIC的生成算法应符合国家的相关规定。YD/T2873.3-2016
安全顿计数器和重放计数器是基于每个临时密钥设置的，用于保证消息是新的。本部分没有规定机制以抵制对开放的无线媒质进行的业务攻击，6.11信息发现
本部分规定的协议和功能实现建立在设备间的信息交换上。信息可通过Beacon帧被广播，或通过探测命令被请求。对每一种类型的信息都定义了一个信息单元（正）。在任意时间里，正可被包含在设备的Beacon中，并且IE可以通过探测命令被提供或被请求。设备使用MAC能力IE和PHY能力IE来声明所支持的变量或可选功能的相关信息。6.12对高层定时器同步的支持
本部分定义了可选的MAC功能，为MAC层以上的各层提供准确的设备间同步功能。该功能可同时被多个应用使用。
6.13速率自适应
8.12中规定了一个数据速率自适应机制。接收端可使用这个机制向发送端通知一个合适的数据速率，以提高吞吐量或降低帧错误率。6.14功率管理
本部分提供了两种设备可使用的功耗管理模式：激活模式和休眠模式。处于激活模式中的设备在每一个超帧中发送和接收Beacon，而处于休眠模式中的设备在若干个超顿中进行休眠，不进行发送和接收。设备能够在每一个超顿中的一部分时间休眠，以节省功耗。一个设备通过在Beacon中包含休眠模式IE来表示自已将要休眠。休眠模式IE指出了该设备将要休眠的时长内的超顿数量，在这些超中该设备不会发送或接收Beacon以及其他的任何顿。6.15测距
设备可通过使用双向传送时间技术来支持一维的测距。8.6中规定了在MAC层进行测距的方法。7MAC顿结构
7.1通用规则
7.1.1字段顺序
MAC顺是以一定顺序排列的字段序列。本部分图中的字段均以自左至右的顺序发送到PHYSAP，最左边的字段最先被发送。在字段图示中，一个字段最右边的比特为最低比特，最左边的比特为最高比特，并以由最低比特到最高比特从小到大的顺序对每个比特标记序号。图3所示为字段序列的示意图。第一个被发送字段（2字节）
7.1.2字节顺序
第二个被发送字段（1字节）
图3字段序列示意图
最后一个被发送字段（4字节）
除非有特别说明，否则长度超过一个字节的字段被发送到PHYSAP的顺序应为从包含最低比特的字节到包含最高比特的字节。图4所示为一个两字节字段的比特映射规范示意图。第二个发送字节的最高比特第二个发送字节的最低比特第一个发送字节b15~b13
7.1.3编码
b12~b8
图4字段比特映射示意图
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。