802.16协议解读

1 802．16 协议概述...9
1.1 802.16 协议参考模型...9
2 服务汇聚子层（Service specific CS） ...10
2.1 ATM 汇聚子层（ATM CS）...10
2.2 包汇聚子层（Packet CS）.10
2.2.1 MAC SDU 格式.10
2.2.2 分类11
2.2.3 汇聚层的分类（Classification within the CS） .....12
2.2.4 负荷头压缩（PHS） ..12
2.2.4.1 PHS operation.12
2.2.4.2 PHS 信令....14
3 MAC 公共子层（MAC common part sublayer）.15
3.1 点对多点拓朴结构（PMP）...15
3.2 多点对多点网络拓朴结构（MESH）..16
3.3 MAC 服务定义.....16
3.3.1 PMP MAC 服务定义...16
3.3.1.1 原语 ....16
3.3.1.1.1 MAC_CREATE_CONNECTION.request17
3.3.1.1.2 MAC_CREATE_CONNECTION.indication.18
3.3.1.1.3 MAC_CREATE_CONNECTION.r esponse...19
3.3.1.1.4 MAC_CREATE_CONNECTION.confirmation .19
3.3.1.1.5 MAC_TERMINATE_CONNECTION.request...20
3.3.1.1.6 MAC_TERMINATE_CONNECTION.indication...20
3.3.1.1.7 MAC_TERMINATE_CONNECTION. response....21
3.3.1.1.8 MAC_TERMINATE_CONNECTION. confirmation ..21
3.3.1.1.9 MAC_DATA.request....22
3.3.1.1.10 MAC_DATA.indication....22
3.3.1.2 MAC service stimulation of DSx messages .....23
3.3.2 MAC service definition for Mesh....24
3.4 数据/控制平面（Data/Control plane） .25
3.4.1 寻址与连接...25
3.4.1.1 PMP..25
3.4.1.2 MESH....26
3.4.2 MAC PDU 格式.26
3.4.2.1 MAC PDU 头格式....26
3.4.2.1.1 Generic MAC header ....26
3.4.2.1.2 Bandwidth request header.28
3.4.2.2 MAC 子头..28
3.4.2 .2.1 分段子头...29
3.4.2.2.2 授权管理子头 ....29
3.4.2.2.3 级联子头（PACKING）.30
3.4.2.2.4 MESH 子头.30
3.4.2.2.5 FAST-FEEDBACK 分配子头....30
3.4.2.3 MAC 管理消息....31
3.4.2.3.1 Downlink Channel Descriptor (DCD) ..33
3.4.2.3.2 Downlink Map (DL-MAP).....36
3.4.2.3.3 Uplink Channel Descriptor (UCD)...37
3.4.2.3.4 Uplink Map (UL-MAP)....38
3.4.2.3.5 Ranging Request (RNG-REQ) ....39
3.4.2.3.6 Ranging response (RNG-RSP)....41
3.4.2.3.7 Registration Request (REG-REQ) ....41
3.4.2.3.8 Registration Response (REG-RSP)..43
3.4.2.3.9 DSA-REQ.44
3.4.2.3.10 DSA-RSP ..48
3.4.2.3.11 DSA-ACK.49
3.4.2.3.12 DSC Request (DSC-REQ)49
3.4.2.3.13 DSC Response (DSC-RSP) ....49
3.4.2.3.14 DSC Acknowledge (DSC-ACK) 50
3.4.2.3.15 DSD-REQ.50
3.4.2.3.16 DSD-RSP ..50
3.4.2.3.17 Multicast Polling Assignment Request (MCA-REQ)....51
3.4.2.3.18 Multicast Polling Assignment Response (MCA-RSP)..52
3.4.2.3.19 Downlink Burst Profile Change Request (DBPC-REQ) ....52
3.4.2.3.20 Downlink Burst Profile Change Response (DBPC-RSP)...52
3.4.2.3.21 Reset Command (RES-CMD).....53
3.4.2.3.22 SS Basic Capability Request (SBC-REQ).53
3.4.2.3.23 SS Basic Capability Response (SBC-RSP).....54
3.4.2.3.24 Clock Comparison (CLK-CMP).55
3.4.2.3.25 De/Re-register Command (DREG-CMD).55
3.4.2.3.26 DSx Received (DSX-RVD) ...56
3.4.2.3.27 Config File TFTP Complete (TFTP-CPLT)...56
3.4.2.3.28 Config File TFTP Complete Response (TFTP-RSP) ....57
3.4.2.3.29 Channel measurement Report Request/Response
(REP-REQ/RSP) 57
3.4.2.3.30 Fast Power Control ( FPC) 消息.58
3.4.2.3.31 SS De-registration Request (DREG-REQ) message59
3.4.3 构造及传输 MAC PDU（Construction and transmission of MAC PDUs） 59
3.4.3.1 约定（Conventions） .....59
3.4.3.2 级联（Concatenation）..61
3.4.3.3 分段（Fragmentation）..62
3.4.3.3.1 Non-ARQ Connections 62
3.4.3.3.2 ARQ-Enabled Connections ....62
3.4.3.4 组包（PACKING）...62
3.4.3.5 CRC calculation...64
3.4.3.6 Encryption of MAC PDUs.64
3.4.3.7 填充（Padding）...64
3.4.4 ARQ mechanism65
3.4.5 上行链路调度服务（Uplink scheduling service） 65
3.4.5.1 发送调度（Outbound transmission scheduling）.65
3.4.5.2 上行链路请求/准许调度（Uplink request/grant scheduling） .....66
3.4.5.3 UGS..66
3.4.5.4 rtPS..67
3.4.5.5 nrtPS.67
3.4.5.6 BE service...67
3.4.6 带宽分配及请求机制（Bandwidth allocation and request mechanisms） ...67
3.4.6.1 请求（Requests）.67
3.4.6.2 准许（Grants）68
3.4.6.3 轮询（Polling） ....70
3.4.6.3.1 单播轮询(Unicast)..70
3.4.6.3.2 多播与广播（Multicast and broadcast）.72
3.4.6.3.3 PM bit ..72
3.4.6.4 竞争带宽请求（Contention-based focused Bandwidth Requests for
WirelessMAN-OFDM）73
3.4.6.5 Contention-based CDMA Bandwidth Requests for
WirelessMAN-OFDMA.74
3.4.6.6 Optional Mesh topology support..74
3.4.7 物理层对 MAC 层的支持（MAC support of PHY） .....74
3.4.7.1 FDD..74
3.4.7.2 TDD.75
3.4.7.3 DL-MAP.....76
3.4.7.4 UL-MAP.....76
3.4.7.4.1 Uplink timing.76
3.4.7.4.2 Uplink allocations....76
3.4.7.4.3 Uplink interval definition..76
3.4.7.5 Map relevance and synchronization .77
3.4.7.5.1 WirelessMAN-SC PHY....78
3.4.7.5.2 WirelessMAN-SCa PHY..78
3.4.7.5.3 WirelessMAN-OFDM PHY...78
3.4.7.5.4 WirelessMAN-OFDMA PHY.....78
3.4.7.5.5 Optional Mesh mode.....78
3.4.7.6 Optional MAC AAS Support of WirelessMAN-SCa, OFDM and
OFDMA 78
3.4.8 竞争解决（Contention resolution）....79
3.4.8.1 发送时机（Transmission opportunities）...80
3.4.9 网络接入与初始化81
3.4.9.1 下行信道的扫描和同步.83
3.4.9.2 获取下行链路参数....83
3.4.9.3 获取上行链路参数 ....85
3.4.9.4 扫描和上行链路参数获取过程中的消息流....87
3.4.9.5 起始测距和自动调整88
3.4.9.6 测距参数调整...91
3.4.9.7 基本能力协商...92
3.4.9.8 SS 授权和密钥交换.93
3.4.9.9 注册 ....93
3.4.9.9.1 IP 版本协商...96
3.4.9.10 建立 IP 连接96
3.4.9.11 日期时间的建立....97
3.4.9.12 传送运行参数...97
3.4.9.13 业务连接建立...98
3.4.9.14 MESH 方式下的网络接入和同步.....98
3.4.10 测距....98
3.4.10.1 下行突发属性管理 ....98
3.4.10.2 上行链路周期测距 ..101
3.4.10.3 基于 OFDMA 的测距...104
3.4.11 通道描述更新(Update of channel descriptors)105
3.4.12 Assigning SSs to multicast groups107
3.4.13 QoS...108
3.4.13.1 Theory of operat ion ..108
3.4.13.2 Service flows ...109
3.4.13.3 对象模型.....111
3.4.13.4 Service classes.113
3.4.13.5 Authorization...114
3.4.13.6 Types of service flows....115
3.4.13.6.1 Provisioned service flows .....116
3.4.13.6.2 Admitted service flows....116
3.4.13.6.3 Active service flows....118
3.4.13.7 Preprovisioned service flow creation 118
3.4.13.8 Dynamic service flow creation .....118
3.4.13.8.1 Dynamic service flow creation— SS-initiated ....119
3.4.13.8.2 Dynamic service flow creat ion— BS-initiated....119
3.4.13.9 Dynamic service flow modification and deletion .120
3.4.13.10 Service flow management ...121
3.4.13.10.1 Overview.121
3.4.13.10.2 Dynamic Service Flow state transitions...122
3.4 .13.10.3 DSA ....130
3.4.13.10.4 DSC ....141
3.4.13.10.5 Connection release.153
4 加密子层....160
4.1 架构 160
4.1.1 数据包的加密 ..160
4.1.2 密钥管理协议 ..160
4.1.3 安全组（security association） ....161
4.1.4 连接到 SA 的映射.....161
4.1.5 加密算法组件 ..161
4.2 PKM 协议162
4.2.1 终端授权和 AK 交互概述..162
4.2.2 TEK 交换概述.163
4.2.2.1 PMP 结构的TEK 交换概述163
4.2.2.2 MESH 结构的TEK 交换概述...164
4.2.3 安全能力的选择...164
4.2.4 授权状态机.164
4.2.4.1 状态 ..165
4.2.4.2 消息 ..166
4.2.4.3 事件 ..166
4.2.4.4 参数 ..167
4.2.4.5 动作 ..168
4.2.5 TEK 状态机168
4.2.5.1 状态 ..169
4.2.5.2 消息 ..169
4.2.5.3 事件 ..169
4.2.5.4 参数 ..169
4.2.5.5 动作 ..169
4.3 动态 SA 的创建和映射.....169
4.3.1 动态 SA 的创建....169
4.3.2 SA 的动态映射170
4.4 密钥的使用 ....170
4.4.1 基站上密钥的使用....170
4.4.1.1 AK 的生命周期.170
4.4.1.2 基站侧的 AK 切换周期.....170
4.4.1.3 基站上 AK 的使用...171
4.4.1.4 TEK 的生命周期....172
4.4.1.5 基站上 TEK 的使用172
4.4.2 终端上密钥的使用....172
4.4.2.1 终端的重授权.172
4.4.2.2 终端上 AK 的使用...174
4.4.2.3 终端上 TEK 的使用174
4.5 加密方法..174
4.5.1 业务数据的加密方法 .....174
4.5.1.1 CBC 模式下的DES 数据加密..174
4.5.1.2 CCM 模式下的AES 数据加密.174
4.5.1.2.1 PDU 负荷的格式..174
4.5.1.2.2 包序号 PN....175
4.5.1.2.3 CCM 算法....175
4.5.1.2.4 接收数据时的处理原则.175
4.5.2 TEK 的加密175
4.5.2.1 使用 3-DES 加密TEK..175
4.5.2.2 使用 RSA 算法加密TEK ..176
4.5.2.3 使用 AES 算法加密TEK-128.....176
4.5.3 HMAC 摘要的计算...176
4.5.4 TEK、KEK 和消息鉴权密钥的来源....176
4.5.4.1 DES 中的密钥...176
4.5.4.2 3-DES KEK...176
4.5.4.3 HMAC 鉴权密钥....176
4.5.5 AK 的公钥加密....176
4.5.6 数字签名176
4.6 数字证书的配置文件...177
4.6.1 数字证书的格式...177
5 WirelessMAN-OFDM PHY178
5.1 介绍 178
5.2 OFDM 符号参数和发送信号179
5.3 信道编码..181
5.4 帧结构..192
5.5 .....198
5.6 控制机制..198
5.6.1 同步..198
5.6.1.1 网络同步....198
5.6.2 测距..199
5.6.2.1 AAS 系统中的初始测距199
5.6.3 带宽申请199
5.6.3.1 参数选择....200
5.6.3.2 全竞争发送 .....202
5.6.3.3 Focused 竞争发送...203
5.6.4 功率控制203
5.7 Transmit diversity: Space-Time Coding (optional) ...204
5.8 .....204
5.9 .....204
5.10 接收机要求 ....204
5.10.1 接收灵敏度...204
5.10.2 接收机的邻道和边带抑制....206
5.10.3 接收机最大输入信号..206
5.10.4 接收机最大容忍信号..207
5.10.4.1 接收机的镜像抑制 ..207
5.11 频率和定时要求.207
6 Configuration..208
6.1 SS IP addressing..208
6.1.1 DHCP fields used by the SS.208
6.2 SS Configuration File....209
6.2.1 SS binary configuration file format.....209
6.2.2 Configuration file settings ....210
6.2.3 Configuration file creation 构建配置文件.210
6.2.3.1 SS MIC calculation MIC 计算....211