GB-T 43957-2024 林草物联网 面向视频的无线传感器网络媒体访问控制和物理层协议

ICS35.100.01CCSL66中华人民共和国国家标准GB/T43957—2024林草物联网面向视频的无线传感器网络媒体访问控制和物理层协议Forestryandgrasslandinternetofthings—Mediumaccesscontrolandphysicallayerprotocolsforvideobasedonwirelesssensornetwork2024-04-25发布2024-04-25实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会ⅠGB/T43957—2024前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14缩略语 15总体描述 25.1VWSN体系特点 25.2VWSN支持的设备 25.3网络拓扑 35.4逻辑服务接口 35.5服务类型及内容 35.6支持服务的消息信息内容 45.7协议参考模型 55.8功能种类及内容 66物理层规范 96.1总体情况 96.2PHY功能 96.3一般要求和定义 96.4操作频率范围 106.5PHY服务 106.6PPDU格式 126.7PHY服务接口 126.8PHY层 146.9PLME 226.10MCS参数 227MAC层规范 237.1总体情况 237.2MAC层服务 237.3MAC帧格式 247.4MAC功能 297.5分布式协调功能 327.6TS的调度与发送 337.7SP的分配和管理 33ⅡGB/T43957—20247.8MAC层和PHY交互的消息序列图 398层管理 478.1管理模型 478.2MLMESAP接口 488.3PLMESAP接口 499MAC层管理实体 49 499.2关联和重新关联 50附录A(资料性)无线电频率的规定 51A.1概述 51A.2工作在779MHz~787MHz频段内短距离无线电设备的技术指标 51A.3VWSN设备扩频及均值措施的规定 51参考文献 53ⅢGB/T43957—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。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专利的责任。本文件由国家林业和草原局提出。本文件由全国林业和草原信息标准化技术委员会(SAC/TC386)归口。本文件起草单位:中国电子技术标准化研究院、国家林业和草原局信息中心、中国电子技术标准化研究院华东分院、深圳赛西信息技术有限公司、深圳市海思半导体有限公司、北京赛西科技发展有限责任公司、重庆邮电大学、东南大学。1GB/T43957—2024林草物联网面向视频的无线传感器网络媒体访问控制和物理层协议1范围本文件规定了林草物联网中面向视频的无线传感器网络协议的相关要求,这种视频无线接入协议适用于固定或便携设备,这些设备不使用电池或使用容量有限的电池作为电源,并主要工作在有限的空间范围(0m~1000m)内。本文件适用于林草物联网中面向视频的无线传感器网络的设备开发和使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。GB/T15629.2—2008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2部分:逻辑链路控制GB/T15629.15—2010信息技术系统间远程通求第15部分:低速无线个域网(WPAN)媒体访问控制和物理层规范GB/T37020—2018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面向视频的无线个域网(VPAN)媒体访问控制和物理层规范3术语和定义GB/T37020—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。林草物联网forestryandgrasslandinternetofthings在森林、草原、湿地、荒漠化和沙化等环境中,通过感知设备,按照约定的协议,进行物与物之间的信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的系统。[来源:LY/T2413.2—2015,3.1.1,有修改]3.2竞争访问周期contentionaccessperiod;CAP直接跟在信标帧之后的时间周期,在该时间周期期望发送的设备利用CSMA-CA机制竞争信道接入。4缩略语下列缩略语适用于本文件。AP:接入点(AccessPoint)AID:关联标识符(AssociationIdentifier)2GB/T43957—2024BSS:基本服务集(BasicServiceSet)BSSID:基本服务集标识(BasicServiceSetIdentifier)CAP:竞争访问周期(ContentionAccessPeriod)CCA:空闲信道评估(ClearChannelAssessment)CFP:无竞争期(ContentionFreePeriod)CRC:循环冗余码(CyclicRedundancyCheck)CSMA-CA:带碰撞避免的载波侦听多址访问-冲突避免(CarrierSenseMultipleAccess-CollisionAvoidance)DS:分布式系统(DistributedSystem)DSS:分布式系统服务(DistributedSystemService)EIRP:等效全向辐射功率(EffectiveIsotropicallyRadiatedPower)ESS:扩展服务集(ExtendedServiceSet)IFS:帧间间隔(InterFrameSpace)MAC:媒体访问控制(MediumAccessControl)MCS:调制与编码策略(ModulationandCodingScheme)MSDU:MAC服务数据单元(MACServiceDataunit)PAN:个域网(PersonalAreaNetwork)PDU:协议数据单元(ProtocolDataUnit)PER:误包率(PacketErrorRadio)PHY:物理层(PhysicalLayer)PLCP:物理层会聚协议(PhysicalLayerConvergenceProtocol)PLME:物理层管理实体(PhysicalLayerManagementEntity)PPDU:物理层协议数据单元(PHYProtocolDataUnit)RF:射频(RadioFrequency)SAP:服务访问点(ServiceAccessPoint)SP:服务期(ServicePeriod)SS:站服务(StationService)STA:站点(Station)VWSN:面向视频的无线传感器网络(VideobasedonWirelessSensorNetwork)WM:无线媒体(WirelessMedia)5总体描述5.1VWSN体系特点VWSN是一个面向视频传输的林草室外无线网络,也是一个简单的、低成本的通信网络。这种网络支持有限功率,允许灵活部署的无线连接。VWSN的主要目标是在视频汇聚点与视频监视器、视频传感器之间,实现易安装、数据传输可靠、短距离工作、低成本和低功耗的无线网络。同时,支持简单和灵活的星形网络拓扑。5.2VWSN支持的设备在VWSN中支持两种具有不同通信能力的设备,即AP和STA。AP主要用于BSS管理、视频数据收集和转发作用。AP与所有的STA之间都可以通信,STA之间不能直接通信,只能与AP通信。STA主要用于简单的应用,如视频监控终端等。3GB/T43957—20245.3网络拓扑5.3.1网络拓扑结构VWSN的拓扑结构是星形网络,如图1所示。在星形网络中,所有STA都应与中心设备即AP通信。在这种网络中,AP一般使用持续电力系统供电,而STA可以采用电池供电或者电力系统供电。图1星形网络结构5.3.2星形网络拓扑形成在星形网络形成过程中,一旦网络中有一个AP被启动后,便由它来建立网络。选择一个BSS标识符后,AP就允许其他设备加入自己的网络,并为这些设备转发数据。5.4逻辑服务接口本文件定义的服务有两类:SS和DSS。这两种服务均由MAC层使用。本文件体系结构服务的完整集如下:a)关联;b)解除关联;c)重新关联;d)MSDU发送。服务集被分为两组:一组为STA部分;另一组为DS部分。5.5服务类型及内容5.5.1概述MSDU交付。每种服务是由一种或多种MAC帧类型支持的。某些服务由MAC管理消息支持,某些服务由MAC数据消息支持。所有消息均利用MAC层媒体访问方法获得对WM的访问。MAC层使用数据、管理及控制(见第7章)三种类型的消息。数据消息的处理是通过MAC数据服务通路进行的。MAC管理消息用于支持本文件服务,并通过MAC管理服务数据通路来处理。MAC控制消息用于支持交付本文件数据和管理消息。4GB/T43957—20245.5.2支持的服务5.5.2.1关联对于给定的STA,分发服务需要知道访问哪个AP。该信息通过关联概念提供给DS。为了支持BSS转移的移动性,关联是必要的但不是充分的。关联服务足以支持无转移的移动性。关联是一种DSS。STA在被允许通过AP发送数据消息之前,应首先与该AP相关联。相关联的操作调用关联服务,该服务向DS提供STA到AP的映射。DS使用该信息完成消息分发服务。关联服务提供的信息是如何在DS内保存和管理的,本文件未规定。在任何给定时刻,一个STA可与最多一个AP相关联。一旦关联完成,STA可充分利用DS(通过AP)进行通信。关联总是由STA启动,而不是AP。一个AP可以在同一时刻与多个STA相关联。5.5.2.2重新关联关联足以在STA之间进行无转移消息交付。要支持BSS转换移动性还需要附加功能度。必需的附加功能由重新关联服务提供。重新关联是一种DSS。重新关联服务被调用以将当前关联从一个AP移动到另一个AP。当STA在ESS内从一个BSS移动到另一个BSS时,它始终将AP与STA之间的映射告知DS。当STA保持与同一AP的关联时,重新关联还能使已建立关联的关联属性能改变。重新关联总是由STA启动。5.5.2.3解除关联只要现有的关联要被终止就调用解除关联服务。解除关联是一种DSS。在DSS中,该服务通知DS使现有的关联信息无效。因此,试图通过DS向已解除关联的STA发送信息是不会成功的。关联的任何一方(非AP的STA或AP)均可调用解除关联服务,解除关联是一个通告型而非请求型服务,它不能被关联的任何一方拒绝。由于服务或其他原因,当AP从网络中移走时,AP可能需要解除它与STA的关联。STA在离开网络时会尝试解除关联,然而MAC协议并不依赖于STA调用解除关联服务。若已关联的STA丢失,MAC管理应能解除该STA的关联。5.6支持服务的消息信息内容5.6.1数据对于要向其他STA发送数据的STA,它发送的数据消息如下所示。a)消息类型:数据。b)消息子类型:数据。c)信息项:—消息的IEEE源地址;—消息的IEEE目的地址。d)消息方向:从STA到AP。5.6.2关联对于要关联的STA,关联服务引发如下消息。5GB/T43957—2024a)关联请求。1)消息类型:管理。2)消息子类型:关联请求。3)信息项:—发起关联过程的STA的IEEE地址;—发起方STA应关联的AP的IEEE地址。4)消息方向:从STA到AP。b)关联响应。1)消息类型:管理。2)消息子类型:关联响应。3)信息项:请求关联的结果,其值为“成功(successful)”或“不成功(unsuccessful)”。4)如果关联成功,响应应包括AID。5)消息方向:从AP到STA。5.6.3重新关联对于需重新关联的STA,重新关联服务引发下述消息。a)重新关联请求:1)消息类型:管理。2)消息子类型:重新关联请求。3)信息项:—发起重新关联的STA的IEEE地址;—发起方STA应重新关联的AP的IEEE地址;—发起方STA当前关联的AP的IEEE地址。4)消息方向:从STA到AP(STA请求重新关联的AP)。b)重新关联响应:1)消息类型:管理。2)消息子类型:重新关联响应。3)信息项:—请求重新关联的结果,该项值为“成功”或“不成功”;—如果重新关联成功,响应应包括AID。4)消息方向:从AP到STA。5.6.4解除关联对于应终止活动的关联的STA,解除关联服务引发下述消息。a)消息类型:管理。b)消息子类型:解除关联。c)信息项:1)被解除关联的STA的IEEE地址。当AP解除所有已关联STA的当前关联时,则为广播地址;2)STA目前关联的AP的IEEE地址。d)消息方向:STA到AP或AP到STA。5.7协议参考模型5.7.1概述协议参考模型包括两个部分:PHY和数据链路层的MAC层,这些层紧密对应于开放式系统互连6GB/T43957—2024(OSI)模型。本文件描述的层与子层如图2所示。图2协议参考模型5.7.2MAC层MAC层提供两种服务:连接到MLME-SAP的MAC层数据服务和MAC层管理服务,前者保证MPDU在PHY数据服务中的正确收发,后者维护一个存储MAC层协议状态相关信息的数据库。MAC层主要功能包括:信标管理、信道接入、SP管理、帧确认、发送确认帧、关联和解关联。5.7.3物理层物理层定义了两种服务:PLME-SAP的PHY数据服务和PHY管理服务。PHY数据服务在物理发射信道上收发PPDU。PHY管理服务维护一个由物理相关数据组成的数据库。PHY数据服务包括以下五方面的功能:a)启动和休眠射频收发机;b)信道能量检测;c)检测接收数据帧的链路质量并指示;d)CCA;e)收发数据。5.8功能种类及内容5.8.1信道接入期一个信标间隔内的活跃期划分为三个阶段:信标帧发送期、轮询通告期、数据发送期。其中,数据发送期包括竞争访问周期和非竞争周期。信标间隔的长度由AP设定,并通过发出的信标帧广播到整个网络。5.8.2数据传输模型一个VWSNBSS中存在着两种数据传输事务:STA发送数据给AP、AP发送数据给STA。星形网络中只存在这两种数据传输方式。在VWSNBSS中,AP定时广播信标帧。STA之间通信使用基于时隙的CSMA-CA信道访问机制,一个VWSNBSS中STA都通过AP发送的信标帧进行同步。在时隙CSMA-CA机制下,每当设备应发送数据帧或命令帧时,它首先定位下一个时隙的边界,设备就在下一个可用时隙边界开始发送数据;如果信道忙,设备应重新等待随机个数的时隙,再检查信道状态,重复这个过程直到有空闲信道出现。在这种机制下,确认帧的发送不需要使用CSMA-CA机制,而是紧跟接收帧发送回原设备。图3是一个VWSN网络中某一STA传送数据给AP的例子。该STA首先侦听网络中的信标帧,如果接收到信标帧,它就同步到此信标帧,然后应用时隙CSMA-CA机制,选择一个合适的时机,把7GB/T43957—2024数据帧发送给AP。AP成功接收到数据以后,回发一个确认帧表示成功收到该数据帧。图3STA发送数据给AP图4为在有信标能力网络中AP发送数据帧给BSS中某个STA的例子。当AP需要向某个STA发送数据时,就在下一个信标帧中说明AP拥有属于某个STA的数据正在等待发送。目标STA在周期性的侦听过程中会接收到这个信标帧,从而得知属于自己的数据保存在AP,这时就会向AP发送请求传送数据的MAC命令。何时发送该命令帧由时隙CSMA-CA机制来确定。AP收到请求帧后,先响应一个确认帧表明收到请求命令,然后开始传送数据。STA成功接收到数据帧后再回发一个数据确认帧,AP接收到这个确认帧后,才将消息从自己的消息队列中移走。图4AP传送数据给网络设备5.8.3鲁棒性5.8.3.1CSMA-CA根据网络的结构,采用两种不同的信道访问机制。不用信标能力的VWSNBSS采用非时隙的CS-MA-CA机制(见6.3.1)。当任何一个STA想要传输数据帧或MAC命令时,应等待一段随机时间:若发现道信道是空闲的,在一段随机时间后就可以发送;若信道被其他STA占用,STA应退避另一随机8GB/T43957—2024时间再感知信道。确认帧的发送不需要经过这一机制。在有信标能力的VWSNBSS中,STA采用时隙的CSMA-CA机制来访问无线媒体,应注意的是退避时隙和信标帧的发送是同时开始。此外,在同一个PAN中,所有STA的退避时隙由AP排列。当一个STA要在CAP期间传输数据时,应定位于下一个退避时隙的起始边界,并等待一个随机退避时间。如果感知到信道忙,在随机退避时间结束后,STA应等待另一段随机时间,然后再感知信道;如果发现信道空闲,STA则在下一个可用时隙传输数据。确认帧和信标帧的发送并不采取这一机制。5.8.3.2帧确认机制帧确认机制是一种可选机制,发送帧的STA可要求目的STA在成功接收数据后发送确认,也可以不要求发送。STA只对数据帧和命令帧使用帧确认机制,在任何情况下都不会为信标帧或确认帧响应确认。STA发送一帧后,如果在一定的时间内没有收到确认帧,就认为传输失败,需要重新选择时机发送该帧。对于不要求确认的数据帧,发送以后就认为发送成功,并从本地缓冲队列中删除该数据帧。5.8.4原语的概念本条将给出服务原语概念的一个简单描述。更详细的概念应符合GB/T15629.2—2008的相关要求。某层提供的服务是指该层在下层提供的服务的基础供应上层或者子层的能力。图5给出了通信双方N-users和它们相关的对等协议实体N-layer(或者子层)之间的关系和服务层次。图5服务原语服务通过描述在N-user和N-layer之间传递的信息流来详细说明。这种服务提供信息流采用离散、瞬时事件来模拟。每个事件都是通过层的与N-user相关的SAP从一个层向另一个层发送服务原语。服务原语通过提供特定的服务来传达要求的信息。服务原语都是抽象的,因为它们只指定提供的服务,而不指定提供服务的方法。这个定义和其他任何的接口执行相互独立。服务通过描述服务原语和该原语相关的参数来指定。一个服务可能有一个或者多个相关的原语,由这些原语构成特定的服务。每一个服务原语都有零个或者多个用来传递提供服务需要信息的参数。一个原语可能是以下的四个基本原语之一。a)Request:Request原语从N-user发送给N-layer,请求初始化一个服务。b)Indication:Indication原语由N-layer发送给N-user,通知一个和N-user相关的内部N-layer事件。该事件可能和一个远程服务请求逻辑上相关,也可能是由一个N-layer内起的。c)Response:Response原语由N-user发送给N-layer,来完成前面由通知原语调用的过程。d)Comfirm:Comfirm原语由N-layer发送给N-user,来传达和先前服务原语相关的结果。9GB/T43957—20246物理层规范6.1总体情况本章规范了一个VWSN正交频分复用(OFDM)系统的PHY实体。VWSN的OFDMPHY只支持使用1GHz以下频段,支持四种信道带宽:8MHz、4MHz、2MHz和1MHz。子载波间隔31.25kHz适用于所有的带宽情况。AP和非AP的STA都使用单阵元的天线,不支持多输入、多输出(MIMO)技术。具有2MHz、4MHz、8MHz信道带宽的PPDU的传输,要采用1/10的时钟频率,可参考表8。VWSNPHY数据子载波使用二进制相移键控(BPSK),正交相移键控(QPAK),16进制正交幅度调制(16-QAM),64-QAM进行调制。前向误差纠错(FEC)编码(卷积码或者LDPC码)的码率为1/2、2/3、3/4和5/6。VWSN的AP和非AP的STA都应当支持以下特征:a)8MHz信道带宽;b)MCS0~8;c)二进制卷积码;d)一般保护间隔TGI(定义在表8定时相关的常数);e)固定导频。VWSNSTA可选支持以下特征:a)LDPC(发送和接收);b)短保护间隔;PHY由下列两种协议功能组成:a)物理层汇聚功能,它使得依赖于物理媒体(PMD)的系统的能力与PHY服务相适配。该功能由PLCP支持,PLCP定义了一种把本文件MPDU映射到成帧格式的方法,而这种成帧格式适合于在两个或更多使用相关联的PMD系统的STA之间发送和接收用户数据和管理信息;b)PMD系统,其功能定义了在两个或更多STA之间通过WM发送和接收数据的特性和方法。每个PMD子层可要求定义一个单独的PLCP。如果PMD子层已经提供了已定义的PHY服务,物理层会聚功能可能为空。6.2PHY功能PHY的定义包含三个功能:PMD功能、物理层会聚功能和层管理功能。在STA上通过一个SAP提供给MAC实体的PHY服务称为PHY-SAP。也可以定义一套原语来描述物理层会聚协议子层和PMD子层间的接口,称为PMD-SAP。6.3一般要求和定义物理层主要作用包括:a)打开和关闭收发器;b)对当前工作信道进行能量检测;c)对接收到的数据包进行链路质量检测并指示;d)为CSMA-CA做信道空闲评估;e)信道频率选择;10GB/T43957—2024f)数据发送和接收。注:在本章中,物理层规定的常数和维护的参数用斜体书写。物理层规定的常数其前缀为“a”,如,aMaxPHYP-acketSize。物理层规定的所有的参数其前缀为“phy”,如,phyCurrentChannel。6.4操作频率范围6.4.1频率范围本文件中规定的频率范围为779MHz~787MHz。6.4.2信道划分物理层可分为1个8MHz信道或2个4MHz信道或4个2MHz信道或8个1MHz信道。6.4.3射频功率测量除非另外声明,所有的射频功率测量,不管是发射还是接收,都应在收发器到天线的接口上进行。测量时应使用与天线接口阻抗相匹配的装置或补偿可能产生的失配。对没有天线接口的设备来讲,测量应被解释为等效全向辐射功率(EIRP),在所有辐射的测量中,应补偿天线增益的影响。6.4.4发射功率最大发射功率应遵守使用地的法律规定。更多规定见附录A。对符合本文件的设备,其标称发射功率应由其PHY参数phyTransmitPower表明。6.4.5带外杂散辐射带外杂散辐射的限制应遵守使用地的法律规定。6.4.6接收机灵敏度表1给出了接收机灵敏度的定义,在本文件的其他章节中,凡涉及接收机灵敏度的地方,都应参考此定义。表1接收机灵敏度定义术语定义条件接收机灵敏度产生规定PER时,输入信号的功率门限PER<10%;—PSDU长度=256八位位组PER<10%;—在天线终端上测量功率;—不存在干扰PER发射数据包被错误检测的平均比率—PSDU载荷为随机数据,取测量平均值6.5PHY服务6.5.1应用范围和领域本条规定了PHY提供给MAC的服务。这些服务以抽象的方式描述,并不涉及任何特定的实现和外露接口。11GB/T43957—20246.5.2服务综述如图2所示,PHY功能分为两个子层:PLCP子层和PMD子层。PLCP子层的功能是提供一个在PMD子层之上在两个或更多STA之间传送MPDU的机制。6.5.3PHY功能6.5.3.1功能实体PHY包含两种功能实体:PHY功能和PLME功能。这两种功能在6.8和6.9中详细描述。6.5.3.2PHY管理实体PLME与MLME配合执行本地PHY功能的管理。6.5.3.3服务规范方法由图形和状态图表示的模型是所提供功能的图示。需要在模型和实际实现方法之间进行区分。这些模型为了简单化和表述清楚而做了优化,实际的实现方法留给开发者决定。一个层的服务是其提供给更高层用户的一组能力。抽象服务在这里通过描述每个服务的服务原语和参数而加以规范。本定义不依赖于任何特定实现。6.5.4相互作用概述与本文件MAC层和PHY层之间的通信有关的原语分为两种基本类型:a)支持MAC对等相互作用的服务原语;b)具有本地意义并支持子层对子层相互作用的服务原语。6.5.5基本服务和选项6.5.5.1PHY-SAP子层对子层服务原语表2指示了用于子层对子层相互作用的原语。表2PHY-SAP子层对子层服务原语原语请求指示证实PHY-TXSTARTXXPHY-TXENDXXPHY-CCARESETXXPHY-CCAXPHY-RXSTARTXPHY-RXENDX6.5.5.2PHY-SAP服务原语参数表3给出了一个或多个PHY-SAP服务原语使用的参数。12GB/T43957—2024表3PHY-SAP服务原语参数参数关联原语值DATAPHY-DATA.requestPHY-DATA.indication八位位组的值为X‘00’~X‘FF’TXVECTORPHY-TXSTART.request参数集合STATUSPHY-CCA.indicationBUSY,IDLERXVECTORPHY-RXSTART.indication参数集合RXERRORPHY-RXEND.indicationNoErrorFormatViolationCarrierLostUnsupportedRate6.5.5.3向量描述几个服务原语包含参数向量。该向量是一个可能随PHY类型而变化的参数列表。表4列出了在每一个参数向量中MAC或PHY所需的参数值。在管理向量而非MAC向量中的参数,可能为PHY所特有,并且在包含PHY的章中列出。表4向量描述参数关联向量值DATARATETXVECTOR,RXVECTOR依赖于PHY,用于规定发送数据速率和报告接收数据速率的字段的名字,可以随不同PHY而变化LENGTHTXVECTOR,RXVECTOR依赖于PHY6.6PPDU格式由一个STA发送的PPDU的结构是由表6(TXVECTOR和RXVECTOR参数)中定义的TX-VECTOR参数决定的。6.7PHY服务接口6.7.1概述PHY通过通用PHY服务接口的扩展来向MAC提供一个接口。接口包括TXVECTOR,RX-VECTOR和PHYCONFIG_VECTOR。TXVECTOR为PHY的每个PPDU都提供了发送参数。使用RXVECTOR,PHY向MAC通知接收的PPDU的参数。使用PHYCONFIG_VECTOR,MAC独立于帧的发送或接收来配置PHY的运行。6.7.2TXVECTOR和RXVECTOR参数PHY-TXSTART.request原语中TXVECTOR参数清单和/或PHY-RXSTART.indication原语中RXVECTOR参数清单的一部分。13GB/T43957—2024表5TXVECTOR和RXVECTOR参数参数值TXVECTORRXVECTORRCPI是接收到PPDU数据字段的接收RF功率测量值NYSNR包含接收信噪比(SNR)的测量值。支持8bit的SNR指示。SNR应当是每个子载波的分贝值的总和除以子载波总数的值NYFEC_CODING指示使用哪种FEC编码。枚举类型:BCC_CODING指示二进制卷积码。LDPC_CODING指示低密度校验码MUYGI_TYPE指示短保护间隔是否用于PPDU数据字段的发送。枚举类型:LONG_GI指示短保护间隔不用于PPDU的数据字段。SHORT_GI指示短保护间隔不用于PPDU的数据字段YYTXPWR_LEVELTXPWR_LEVEL参数的允许值在从1到numberOfOctets(dot11TxPowerLevelExtended)/2的范围内。这个参数用于指示定义在dot11TxPowerLevelExtended中的可用发送输出功率水平中的哪一种应当用于当前传输YNRSSI接收的信号强度指示(RSSI)参数的允许值在0到255(含)的范围内。这个参数是PHY在接收当前PPDU时在LTF期间进行测量,在天线处观测到的功率的测量值。RSSI规定为一种相对的表示,并表示它是接收功率的单调递增函数NYMCS指示用于PPDU的调制编码策略。整数值:范围0~7MUYREC_MCS指示STA的接收机建议的MCS值。整数值:范围0~7NOLENGTH如果AGGREGATION是AGGREGATED,指示包的长度,以PSDU内的八位位组的数量为单位YY如果AGGREGATION是NOT_AGGREGATED,指示包的长度,以PSDU内的八位位组的数量为单位YYPSDU_LENGTH指示PSDU的八位位组数量YY14GB/T43957—2024表5TXVECTOR和RXVECTOR参数(续)参数值TXVECTORRXVECTORTIME_OF_DEPARTURE_REQUESTED布尔值:为真时指示MAC实体请求PHY实体测量与报告相当于由发送端口发送第一份PPDU能量时的发送时间参数。为假时指示MAC实体请求PHY实体既不测量也不报告发送时间参数ONRX_START_OF_FRAME_OFFSET如果dot11MgmtOptionTimingMsmtActivated为真,则这个参数允许值在0~232的范围内。这个参数是输入帧到达接收天线端口时间点开始,一直到原始发布MAC时间点的估计偏移量(10ns为单位)NYSCRAMBLER_OR_CRC表示在服务领域解扰之前编码器进行初始化。长度为7bit的比特序列:在解扰之前服务领域的价值为[B0∶B6]NY6.8PHY层本条提供了PSDU被转换成去往或来自WM上的传输的步骤。在传输中,一个PSDU被处理(即加扰和编码等)并且被附加到PHY前导上以生成PPDU。在接收机处,PHY前导被处理以辅助PSDU的检测、解调和传递。6.8.2PPDU格式PPDU的一般结构定义见图6。图6PPDU格式PPDU格式的字段总结在表6内。15GB/T43957—2024表6PPDU的字段字段描述STF短训练字段LTF长训练字段SIGSIGNAL字段Data携带PSDU(s)的数据字段GI2双保护间隔LTS长训练符号6.8.3发射机结构图一个PPDU中的每个字段都能够用下面模块中的一个子集来生成(只列出选中的模块):a)PHY填充;b)扰码器;c)BCC编码解析器;d)FEC(BCC或LDPC)编码器;e)流解析器;f)BCC交织器;g)星座映射;h)导频插入;i)乘以PHTLTF矩阵的第一列;j)LDPCtonemapper;k)逆离散傅里叶变换(IDFT);l)保护间隔(GI)插入;m)加窗。BCC(E=图7具有BCC编码的2MHz、4MHz和8MHzPPDU数据字段的发射机框图图8显示了用于生成2MHz、4MHz和8MHzPPDU的LDPC编码的数据字段的发射机框图。16GB/T43957—2024图8具有LDPC编码的2MHz、4MHz和8MHzPPDU数据字段的发射机框图6.8.4调制与编码策略MCS是一个决定PPDU的数据字段内使用的调制和编码的值。它是携带在PPDUSIG字段内的一个简明表示符。与速率相关的MCS参数显示在从表11到表13中8MHz的MCS之中。这些表给出了与速率有关的MCS参数,MCS编号从0到7,带宽为2MHz、4MHz和8MHz。6.8.5定时相关的参数表7定义了除SIG字段外,PPDU格式的定时相关参数。表7定时相关的常数参数CBW2CBW4CBW8描述NSD52108234每个OFDM符号上的数据子载波数量NSP468每个OFDM符号的导频子载波数量NST56114242每个OFDM符号的可用子载波总数NSR2858122每个OFDM符号的最高数据子载波编号ΔF31.25kHz子载波频率间隔TDFT32μs=1/ΔFIDFT/DFT周期TGI8μs=TDFT/4保护间隔时长TGI216μs双保护间隔时长TGIS4μs=TDFT/8短保护间隔时长TSYML40μs=TDFT+TGI=1.25×TDFT具有标准保护间隔的OFDM符号的时长TSYMS36μs=TDFT+TGIS=1.125×TDFT具有短保护间隔OFDM符号的时长TSYM依赖于所使用的GI的TSYML或者TSYMSOFDM符号的时长TSTF80μs=2×TSYMLSTF字段时长TLTF80μs=2×TDFT+TGI2第一个LTF字段的时长TSIG80μs=2×TSYMLSIG字段的时长Nservice8SERVICE字段的比特数量Ntail6每个BCC编码的尾比特数量NST=NSD+NSP——表8定义了各带宽PPDU的SIG字段的定时相关的参数。注意短/双保护间隔没有用在各个带宽PPDU的SIG字段中。17GB/T43957—2024表8各带宽PPDU的SIG字段的定时相关的常量参数CBW2CBW4CBW8描述NSD484848每2MHz子信道每个OFDM符号的数据子载波数量NSP444每2MHz子信道每个OFDM符号的导频子载波数量NST525252每2MHz子信道每个OFDM符号的有用子载波总数NSR2656120每个OFDM符号的最高数据子载波编号F31.25kHz子载波频率间隔TDFT32μs=1/ΔFIDFT/DFT周期TGI8μs=TDFT/4保护间隔时长TSYM40μs=TDFT+TGI=1.25TDFTOFDM符号时长TSIG80μs=2TSYMSIG字段时长6.8.6无线电管理要求本文件实现的VWSN应符合中国无线电管理部门设立的设备认证与运行要求。基于本文件发布时已确立的频谱管理要求,本PHY规范确立了用于互操作的最低技术要求。这些管理常会被修订,或者可能被取代。不影响互操作性的那些管理要求没有在本文件中解决。6.8.7信道划分物理层遵从本章规范的STA运行在附录A中定义的(779MHz~787MHz)信道。信道中心频率定义为:其中信道中心频率、信道起始频率和信道中心频率编号由运行类别给出。信道中心频率=信道起始频率+0.5其中信道中心频率、信道起始频率和信道中心频率编号由运行类别给出。其中2MHz、4MHz、8MHz带宽信道的中心频率,信道起始频率和信道中心频率编号由运行类别给出。6.8.8时隙时间PHY的时隙时间应当为52μs。6.8.9发射和接收天线端口阻抗当连接器暴露时,发射和接收天线连接器的阻抗应当为50Ω。6.8.10发射规范6.8.10.1发射频谱掩模对于一个2MHz掩模的PPDU,发送频谱掩模应具有1.8MHz的0dBr(相对于信号的最大谱密18GB/T43957—2024度的dB值)带宽,1.1MHz频偏处为-20dBr,2MHz频偏处为-28dBr以及3MHz及以上频偏处为-40dBr。频率偏移在0.9MHz和1.1MHz,1.1MHz和2MHz,以及2MHz和3MHz之间的发送频谱掩模应当是在dB域从0.9、1.1、2和3MHz频率偏移处的要求开始线性插值。发送频谱不应超过发送频谱掩模的最大值以及任意频率偏移下都不能超过-73dB/MHz。图9显示了当-40dBr谱电平在-73dB/MHz之上时的整体频谱模板示例。注1:在出现额外的管理限制时,设备同时满足管理要求和本条定义的掩模。注2:本条中的发送频谱掩模未按比例绘制。注3:对于TX中心频率泄漏强度的规则在6.8.10.4.2和6.8.10.4.3。测试方法在6.8.10.4.4。本条中的频谱掩模的要求不适用于RFLO。图92MHz信道的发射频谱模板对于一个4MHz掩模的PPDU,发送频谱掩模应当具有3.8MHz的0dBr(相对于信号的最大谱密度的dB值)带宽,2.1MHz频偏处为-20dBr,4MHz频偏处为-28dBr以及6MHz及以上频偏处为-40dBr。频率偏移在1.9MHz和2.1MHz,2.1MHz和4MHz,以及4MHz和6MHz之间的发送频谱掩模应当是在dB域从1.9MHz,2.1MHz,4MHz和6MHz频率偏移处的要求开始线性插值。发送频谱不应超过发送频谱掩模的最大值以及任意频率偏移下都不能超过-76dB/MHz。图10显示了当-40dBr谱电平在-76dB/MHz之上时的整体频谱模板示例。19GB/T43957—2024图104MHz信道的发射频谱模板对于一个8MHz掩模的PPDU,发送频谱掩模应当具有7.8MHz的0dBr(相对于信号的最大谱密度的dB值)带宽,4.1MHz频偏处为-20dBr,8MHz频偏处为-28dBr以及12MHz及以上频偏处为-40dBr。频率偏移在3.9MHz和4.1MHz,4.1MHz和8MHz,以及8MHz和12MHz之间的发送频谱掩模应当是在dB域从3.9MHz,4.1MHz,8MHz和12MHz频率偏移处的要求开始线性插值。发送频谱不应超过发送频谱掩模的最大值以及任意频率偏移下都不能超过-79dB/MHz。图11显示了当-40dBr谱电平在-79dB/MHz之上时的整体频谱模板示例。图118MHz信道的发射频谱模板测量应使用10kHz的分辨率带宽和100Hz的视频带宽进行。20GB/T43957—20246.8.10.2频谱平滑度频谱平滑度测量用针对BPSK调制的PPSU进行。令Ei,avg表示一个数据符号中的一个BPSK调制后的子载波i的平均星座能量。在一个具有列在表9中的带宽的传输中,编号被列为测试子载波的每个子载波的Ei,avg不应偏离子载波编号列为取平均子载波编号的Ei,avg的平均值超过表9中规定的最大偏差。Ei,avg的平均应在线性域内进行。对于频谱平滑度测试,发送STA的输出端口应通过电缆连接到测试仪器的输入端口。该要求适用于2MHz、4MHz和8MHz的传输。表9最大频谱平滑度偏差发射BW(MHz)取平均的子载波编号(包含)测试子载波编号(包含)最大偏差dB2-16~-1和+1~+16-16~-1和+1~+16±4-28~-17和+17~+28+4/-64-42~-2和+2~+42-42~-2和+2~+42±4-58~-43和+43~+58+4/-68-84~-2和+2~+84-84~-2和+2~+84±4-122~-85和+85~+122+4/-66.8.10.3发射中心频率和符号时钟频率容限符号时钟频率和发射中心频率容限最大应为±20×10-6MHz。6.8.10.4调制精确度6.8.10.4.1调制精确度测试概述发送调制精确度规范在6.8.10.4.2和6.8.10.4.3中描述。测试方法在6.8.10.4.4中描述。6.8.10.4.2发射机中心频率泄漏对于所有带宽,TXLO泄漏应当满足下面的要求。当RFLO在发送的PPDUBW的中心时,使用分辨率带宽为31.25kHz在发送BW中心处测量得到的功率不应超过发送的PPDU每个子载波的平均功率,或者等价地,P-10lg(NST/1),其中P是天线的发射功率(单位为dB),NST的定义见表7。当RFLO不在发送的PPDUBW的中心时,使用分辨率带宽为31.25kHz在RFLO的位置测量得到的功率应当落在2MHz信道划分边界的分辨率带宽内,而且不应超过相对于总发射功率的最大27dB以及-45dB,或者等效写为Max(P-27,-15),其中P是dB为单位的发射功率。6.8.10.4.3发射机星座误差通过在子载波、OFDMPPDU上取平均计算出的相对星座RMS误差,不应超过表10中的依赖于数据速率的值。发送STA的输出端口应当通过一根电缆连接到测试仪器的输入端口。要求适用于2MHz、4MHz、8MHz的传输。21GB/T43957—2024表10各星座尺寸与码率下允许的相对星座误差调制码率相对星座误差/dBBPSK2×重复下的1/2-4BPSK1/2-5QPSK1/2-10QPSK3/4-1316-QAM1/2-1616-QAM3/4-1964-QAM2/3-2264-QAM3/4-2564-QAM5/6-276.8.10.4.4发射机调制精确度(EVM)测试发射调制精确度测试应当通过具有将发送信号以大于或等于发送信号带宽的采样率转变成一串复采样点能力的设备来执行。该仪器应当在I/Q支路幅度和相位平衡、DC偏移、相位噪声以及模数转换的量化噪声方面具有足够的精度。这样一种方案的可能实现是用微波综合器(microwavesynthesizer)将信号转换到低中频,用数字示波器采样信号并将它数字式地分解为正交的分量。采样后的信号按照下面的步骤或等效的步骤,以一种类似于实际接收机的方式来处理:a)PPDU的起始应被检测到;b)从STF到LTF的转变应被检测到并且应建立精细定时;c)应估计粗和精细频率偏移;d)PPDU内的符号应按照估计的频率偏移进行解旋转补偿;e)对于每个LTF符号,将符号转换成子载波的接收值,从导频子载波估计相位,并按照估计的相位对子载波值解旋转;f)对于每个子载波估计复信道响应系数;g)对于每个数据OFDM符号:将符号转换成子载波接收值,从导频子载波估计相位,按照估计的相位对子载波值解旋转,将每个子载波的结果组成一个矢量,并且通过一个从估计的信道中生成的迫零均衡矩阵乘以这个矢量;h)对于每个携带数据的子载波,找到最近的星座点并计算欧几里得距离;i)通过公式(1),计算每个PPDU的所有误差的RMS,并计算跨PPDU的RMS平均值。f,s,f,s,sc0f,s,scf,s,sc0f,s,scfis=1isc=1∑ErrorRMS=…………(1)式中:ErrorRMS—跨PPDU误差RMS的平均值;Nf—测量的帧数;22GB/T43957—2024I0(if,is,isc),Q0(if,is,isc)—在帧if,OFDM符号is,子载波isc上复平面内的理想符号点;I(if,is,isc),Q(if,is,isc)—帧if,OFDM符号is,子载波isc上复平面内的观测符号点;P0—星座的平均功率;NSYM—每个OFDM符号的子载波总数;NST—每个OFDM符号的可用子载波总数。测试应当在至少20个PPDU上进行。测试用的PPDU应至少达到16个数据OFDM符号长度。随机数据应用于符号中。6.9PLME可能被PHY实体和更高层的层内LME访问的MIB属性应符合GB/T15629.15—2010的相关要求。6.10MCS参数2MHz、4MHz和8MHz速率有关的参数在表11~表13给出。在所有情况下支持4μsGI都是可选的。对于所有的信道带宽,一个STA应支持MCS0到MCS7。支持8MHz是必选的,支持2MHz和4MHz是可选的。表112MHz的MCSMCSIdxModRN_bpscsN_sdN_spN_cbpsN_dbpsN_esData_rate/kbit/s8μsGI4μsGI0BPSK1/21524522611QPSK1/225241045211300.01444.42QPSK3/425241047811950.02166.7316-QAM1/2452420810412600.02888.9416-QAM3/4452420815613900.04333.3564-QAM2/3652431220815200.05777.8664-QAM3/4652431223415850.06500.0764-QAM5/6652431226016500.07222.2表124MHz的MCSMCSIdxModRN_bpscsN_sdN_spN_cbpsN_dbpsN_esData_rate/kbit/s8μsGI4μsGI0BPSK1/2110861085411350.01500.01QPSK1/22108621610812700.03000.02QPSK3/42108621616214050.04500.0316-QAM1/24108643221615400.06000.0416-QAM3/44108643232418100.09000.0564-QAM2/361086648432110800.012000.0664-QAM3/461086648486112150.013500.0764-QAM5/661086648540113500.015000.023GB/T43957—2024表138MHz的MCSMCSIdxModRN_bpscsN_sdN_spN_cbpsN_dbpsN_esData_rate/kbit/s8μsGI4μsGI0BPSK1/21234823411712925.03250.01QPSK1/22234846823415850.06500.02QPSK3/42234846835118775.09750.0316-QAM1/242348936468111700.013000.0416-QAM3/442348936702117550.019500.0564-QAM2/3623481404936123400.026000.0664-QAM3/46234814041053126325.029250.0764-QAM5/66234814041170129250.032500.07MAC层规范7.1总体情况本章定义了VWSN的MAC层规范。MAC子层提供高层访问物理无线信道的服务,并完成以下任务:a)AP负责产生并发送网络信标帧;b)普通设备STA根据AP的信标帧与AP同步;c)支持PAN的关联和解除关联操作;d)支持无线信道通信安全;e)利用CSMA-CA机制访问信道;f)支持时隙保障(SP)机制;g)支持不同设备的MAC层间可靠传输。7.2MAC层服务MAC层提供了特定服务聚合子层(SSCS)和PHY的接口。MAC层包括了管理实体MLME,提供服务接口,并维护和MAC层相关的管理物体的数据库,即MAC层信息数据库。图12是MAC层参考模型。图12MAC层参考模型24GB/T43957—2024MAC层分别通过两种服务接口提供两种不同的服务:a)通过MCPS-SAP提供MAC层数据服务,该服务保证MAC协议数据单元在PHY数据服务中的正确收发;b)通过MLME-SAP提供MAC层管理服务,该服务维护一个存储MAC子层协议状态相关信息的数据库。这两种服务分别通过PD-SAP和PLME-SAP来支持SSCS和PHY的接口,除了以上的外部接口,MLME和MCPS间还存在一个接口,这个接口使得MLME能够获得MAC数据服务。7.3MAC帧格式7.3.1MAC帧格式每个帧均由下述基本组成部分构成:a)MAC头,它包含帧控制、持续时间、地址及序列控制信息;b)可变长度的帧体,它包含基于帧类型的特定信息;c)帧检验序列(FCS),它包含IEEE32bitCRC。7.3.2约定MAC层的MSDU或帧被描述为按特定顺序排列的字段序列。本章的每个图对MAC帧中的字段和子字段均按照其在MAC帧出现并由左至右传送到PLCP的顺序描述。图中,字段的所有位从0到k编号,字段的长度为k+1位。字段的八位位组边界可以通过对字段的位数模8得到。在数字字段中长度大于单个八位位组的八位位组按照权值递增的次序描述,从最低编号比特到最高编号位。字段中长度大于单个八位位组的八位位组按照从包含最低编号位的八位位组到包含最高编号位八位位组的顺序发送至PLCP。任何包含CRC的字段对上述协定是例外的,它从最高阶系数开始发送。MAC地址按照已排序的位序列分配。单个/组位总是首先传送,并且该位为第一个八位位组的位0。若无另外声明,十进制值按自然二进制编码。保留的字段和子字段在发送时设置为0,而在接收时被忽略。7.3.3一般帧格式MAC帧格式包含在所有帧中以固定次序出现的一组字段。图13描述了一般MAC帧格式。地址2、地址3、序列控制、地址4及帧体字段只在某些类型帧中出现。图13MAC帧格式7.3.4控制帧控制帧中帧控制字段的子字段值如图14所示。25GB/T43957—2024图14控制帧中帧控制字段的子字段值7.3.4.1请求发送(RTS)帧格式图15定义了RTS帧的帧格式。图15RTS帧RTS帧的RA是WM上作为已挂起的定向数据帧或管理帧的预期的立即接收方的STA的地址。TA为发送RTS帧的STA的地址。持续时间值等于发送已挂起的数据帧或管理帧、一个CTS帧以及一个ACK帧所需的时间(以微秒为单位),加上三个SIFS间隔时间。如果计算出的持续时间值(以微秒为单位)是小数,则向上取整。7.3.4.2清除待发(CTS)帧格式图16定义了CTS帧的帧格式。图16CTS帧CTS帧作为对RTS帧的响应,其RA字段的值由前面RTS帧的TA字段复制而来。持续时间值由前面RTS帧的持续时间字段的值减去发送CTS帧所需的时间(以微秒为单位)和CTS帧前的SIFS间隔时间得到。如果计算出的持续时间值(以微秒为单位)是小数,则向上取整。7.3.4.3确认(ACK)帧格式图17定义了ACK帧的帧格式。26GB/T43957—2024图17ACK帧ACK帧的RA由前面的定向数据帧、管理帧或PS-Poll控制帧的地址2字段复制得到。如果前面的定向数据帧或管理帧的帧控制字段中多分段标记比特设置为0,则持续时间设置为0;如果前面的定向数据帧或管理帧的帧控制字段中多分段标记比特设置为1,则持续时间值等于其前面的数据帧或管理帧中持续时间字段的值减去发送ACK帧所需的时间(以微秒为单位)和ACK帧前的SIFS间隔时间。如果计算出的持续时间值(以微秒为单位)是小数,则向上取整。7.3.5数据帧数据帧的帧格式与子类型无关,其定义如图18所示。图18数据帧7.3.6管理帧7.3.6.1概述管理帧的帧格式与帧的子类型无关,其定义如图19所示。图19管理帧格式STA利用地址1字段中的内容进行地址匹配确定接收结果。如果地址1字段包含一个组地址,并且帧类型不是信标帧,则BSSID生效用于确保广播来自同一BSS信息。管理帧地址字段不随帧的子类型而改变。管理帧的BSSID按以下原则确定:a)如果站为AP或已关联至AP,则BSSID是包含在AP中的STA当前使用的地址;b)如果站为IBSS的成员,则BSSID就是IBSS的BSSID;27GB/T43957—2024c)在子类型为探询请求的管理帧中,BSSID或者是一个特定的BSSID,或者是在规程中定义的广播BSSID。DA为帧的目的地址。SA为发送帧的站地址。在CFP期间发送的所有管理类型帧中,持续时间字段的值设置为32768,在竞争期间发送的所有管理类型帧中,持续时间字段的值按照以下规则设置:—如果DA字段包含一个组地址,则持续时间值设置为0;—如果帧的帧控制字段的多分段标记比特设置为0,且DA字段包含一个单地址,则持续时间字段的值置为发送一个ACK帧所需的时间(以微秒为单位)与一个SIFS间隔时间的和;—如果帧的帧控制字段的多分段标记比特设置为1,且DA字段包含一个单地址,则持续时间字段的值设置为发送该管理帧的下一个分段和两个ACK帧所需的时间(以微秒为单位)与三个SIFS间隔时间的和。管理帧持续时间字段值的计算基于的规则确定了在帧交换序列中控制帧发送的数据速率。如果计算出的持续时间字段的值(以微秒为单位)是小数,则向上取整。所有的站对有效管理帧不超过32767的持续时间字段的值进行处理,按协调功能规则适当地更新它们的NAV设置。帧体由每个管理帧子类型定义的固定字段和信息元素组成。除非另有声明,否则所有的固定字段和信息元素是必备的,且它们只能以特定的顺序出现。如果站遇到不能解析的元素类型,则忽略该元素。在本文件中,没有明确定义的元素类型代码是保留的,在任何一帧中均不会出现。7.3.6.2信标帧格式子类型为信标的管理帧的帧体包含的信息如表14所示。表14信标帧体顺序信息备注1时间戳—2信标间隔—3能力信息 4SSID 5支持速率 6DS参数集合DS参数集合信息元素出现在由采用直接序列PHY的STA产生的信标帧中7CF参数集合CF参数集合信息元素仅出现在由支持PCF的AP产生的信标帧中8TIM参数集合TIM信息元素仅出现在由AP产生的信标帧中7.3.6.3解除关联帧格式子类型为解除关联的管理帧的帧体包含的信息如表15所示。表15解除关联帧体顺序信息1原因码28GB/T43957—20247.3.6.4关联请求帧格式子类型为关联请求的管理帧的帧体包含的信息如表16所示。表16关联请求帧体顺序信息1能力信息2侦听间隔3SSID4支持的速率7.3.6.5关联响应帧格式子类型为关联响应的管理帧的帧体包含的信息如表17所示。表17关联响应帧体顺序信息1能力信息2状态码3关联ID(AID)4支持的速率7.3.6.6重新关联请求帧格式子类型为重新关联请求的管理帧的帧体包含的信息表18所示。表18重新关联请求帧体顺序信息1能力信息2侦听间隔3当前AP地址4SSID5支持的速率7.3.6.7重新关联响应帧格式子类型为重新关联响应的管理帧的帧体包含的信息如表19所示。29GB/T43957—2024表19重新关联响应帧体顺序信息1能力信息2状态码3AID4支持的速率7.3.6.8SP请求帧格式子类型为SP请求帧的帧体包含的信息如表20所示。表20SP请求帧的帧体顺序信息备注1TID 2分配类型见表233分配持续时间DSP持续的时间4DSP请求DSP请求字段设置为非0值:该STA向AP请求占用可用的DSP,且该值表示待发送的数据帧的优先级SP分配类型如表21所示。表21SP分配类型位元4位元5位元6意义000分配SP类型100分配CBAP类型001分配DSP类型其他组合保留7.4MAC功能7.4.1信道接入期结构信道接入期包含三种类型:信标传输期(BTP)、轮询通告期(ATP)和数据传输期(DTP)。数据BTP:在此访问期内发送一个或多个信标帧。并非所有的信标帧都能被所有非APSTA检测到。并非所有的信标间隔包含BTI。BSS成员中非APSTA不能在BTI内发送。ATP:AP和非APSTA之间基于请求响应管理的访问期。ATP的存在是可选的,并且通过信标帧发出信号。DTP:在此访问期内STA之间进行帧交换。每个信标间隔都有一个DTP。DTP是由基于竞争访问期(CBAP)和调度服务期(SP)交替组成的。30GB/T43957—2024图20信标间隔结构示例MAC层应保证信标间隔计时的完整性,例如要补偿时钟的偏移。7.4.2ATP传输规则7.4.2.1概述当前信标间隔中ATP的存在是通过把当前信标中的ATP存在字段设置为1来发出信号的。在通告帧或信标帧中传输的下一个ATP元素指示了在随后的信标间隔中ATP的起始时间和持续时间。如图21所示为ATP期间的帧交换示例。图21ATP期间的帧交换示例在ATP期间,AP和任意子STA之间进行请求和响应帧交换。在ATP期间的所有帧交换都由AP发起。当信标间隔中包含ATP时,ATP不能在前一个BTI或A-BFT结束不到保护时间和3个SIFS两者中最大值时间内进行传输。如果ATP是信标间隔的第一个阶段(在基础BSS中,ATP将不会是信标间隔的第一个阶段,那么ATP不能在目标信标传输时间之前开始。一旦ATP开始,AP可以立即开始请求帧的传输或如果CCA过程判定媒介为忙,它可以延迟请求帧的传输。在每一个ATP期间,如果非APSTA上一个成功关联尝试的关联请求帧能力元素信标间隔中的心跳字段为1并且此STA处于唤醒状态,那么AP将调度一个到非APSTA的传输。如果非APSTA没有响应AP所发送的请求帧,那么AP将在对非APSTA的下一个传输尝试中使用控制调制类。AP将对所有到非APSTA的子序列传输使用控制调制类型直到它接收到来自非APSTA的有效帧。除非是对发送到非APSTA的TA字段值为APMAC地址的单个地址帧的响应,否则该非APSTA不能在ATP内进行传输。在ATP期间,STA不能传输非请求或非响应的帧。在ATP期间传输的请求和响应帧应是以下类型之一:a)管理帧;b)ACK帧;c)作为请求帧的授权、轮询、RTS或者CTS帧;31GB/T43957—2024d)作为响应帧的SPR或CTS帧;e)为达到RSNA安全关联而作的认证交换部分的数据类型帧。注:所设计的通告帧主要用于ATP期间并且能执行信标帧的功能。ATP期间的轮询帧按照7.4.2所述的规则进行传输。ATP期间传输的轮询帧的响应偏移字段应被设置为0。ATP期间传输的单个地址的请求帧不能使用子类型为actionnoACK的管理帧来发送。非APSTA在接收到单个地址的请求帧(如在ATP期间由AP发送到STA的通告帧)之后应发送响应帧,这个响应帧可以是ACK帧或关联请求帧。在成功接收请求帧一个SIFS后开始响应帧的传输。AP把接收到的响应帧解读为对请求帧的确认。在ATP期间由非APSTA传输的响应帧将单独地发送到AP。注:当STA接收到来自AP的RA字段为组地址的请求帧时,STA不用发送响应帧给AP。在ATP期间传输的请求帧的持续时间字段将设置为可以覆盖在请求帧传输结束时AT所剩下的持续时间。在ATP期间传输的响应帧的持续时间字段将被设置为前一接收到的请求帧的持续时间字段的值减去一个SIFS后再减去响应帧传输的持续时间。当AP期望另一个STA的传输并在一个SIFS后没有接收到预期的传输时,AP可以向单个地址STA的重复传输或在前一传输结束后的一个PCF帧间间隔