MAC层协议公共部分子层MAC PDU的构造与传输-基础电子

精品文档-下载后可编辑MAC层协议公共部分子层MACPDU的构造与传输-基础电子在上行链路或下行链路中，多个MACPDUs可能被连接成一个传输，图1表示了一个上行突发传输的概念。因为每个MACPDU由一个的CID标识，接收的MAC实体能够把MACSDU（从一个或多个接收到的MACPDUs中重组MACSDU后）表示给MACSAP的正确实例。MAC管理消息、用户数据和带宽请求MACPDU可能被连接到相同的传输。

图1MACPDU的连接

①分段。分段是将一个MACSDU分割成一个或多个MACPDUs的过程。分段的目的是允许与一个连接的服务流的QoS要求相关的可用带宽的高效利用。分段和重组能力是必各的。对上行链路连接，由BS进行分段；对下行链路连接，由55进行分段。在连接建立期间或之后，一个分段的长度可以进行协商。当一个值已经确定时，发送者只能形成比该值小或相等的长度的分段，即使将来的带宽分配能接收工个更大的分段。分段与分段控制的关系如表1所示。

表1分段规则

对于非ARQ连接，分段按顺序传输。分配给每个分段的序列号允许接收者重建原始净荷，并且检测任何中间包的丢失。在任何给定的时间，一个连接只能处于一种分段状态。一旦丢失，接收者将丢弃该连接上的所有MACPDUs，直到检测到一个新SDU的分段或者一个未使用分段的MACPDU。

对于ARQ连接，各个传输的分段通过把一组相邻序列号的ARQ块连接起来组成。分段子报头中承载的块序列号（BSN）就是在这个段中出现的个ARQ块的BSN。

②打包。如果对一个连接进行打包，MAC可能把多个MACSDUs打包成一个MACPDU。打包利用连接属性指示是否该连接承载固定长度或变长的分组。发送端是否具有把一组MACSDUs打包成一个MACPDU的判断力，解包的能力是必各的。关于打包和分段的语法，PDU的构造对ARQ和非ARQ连接是不同的。

（i）非ARQ连接的打包。对于非ARQ连接的打包，又分为打包固定长度MACSDUs和打包变长的MACSDUs。对于一个连接，如果不使用ARQ，并且承载固定长度的MACSDU时，则使用非ARQ连接固定长度打包。MAC报头的长度域间接地表示被打包成一个MACPDU的MACSDUs的个数。如果MACSDU的大小是m字节，接收端能够简单地将MAC报头中的长度域等于m×k＋j解包，其中，屁是打包成MACPDU的MACSDUs的个数，j是MAC报头和打包SDU之前MAC子报头的长度。打包过程如图2。注意，在固定长度MACSDU情况下，没有额外的开销，一个MACSDU是长度为1的打包序列。

图2把固定长度MACSDUs打包成一个MACPDU（非ARQ连接）

当打包变长的SDU连接时，比如以太网，MAC报头的长度域和高层MACSDUs之间的″×屁＋｀的关系将不再成立。这样就必须指出一个MACSDU在哪里结束，另一个MACSDU在哪里开始。在变长MACSDU情况下，MAC给每个MACSDU加上一个打包子报头。包含一系列变长MACSDUs的MACPDU的构成如图3。如果多于一个MACSDU被打包成MACPDU，那么MAC报头中的类型域指示打包子报头（PSH）的出现。注意，未分段的MACSDUs和MACSDU分段可能同时出现在相同的MACPDU中。同时进行分段和打包使得无线链路得到高效利用，但是需要遵循准则，以使得能够清楚知道哪个MACSDU当前处于一个分段状态。为了完成这个过程，当一个打包子报头出现时，单个MACSDU或MACSDU分段的分段信息被包含在对应的打包子报头中。如果没有PSH出现，MACSDU分段的分段信息被包含在对应的分段子报头（FSH）中。该过程如图4。

图3把变长MACSDUs打包成一个MACPDU（非ARQ连接）

（11）ARQ连接的打包。ARQ连接的打包子报头的使用与非ARC！连接类似，只是它将设置普通MAC报头中的扩展类型比特为1，然而非ARQ连接将把扩展类型比特设置为0。当使用分段时，对一个ARQ连接的变长MACSDUs的打包过程与非ARQ连接相似。打包子报头的BSN将被ARQ协议使用以识别和重传丢失的分段。

图4打包和分段并存

对ARQ连接，当类型域指示使用了打包子报头时，每个独立的MACSDU或MACSDU分段的分段信息被包含在相关打包子报头中。当类型域指示没有使用打包子报头时，MACPDU的单个净荷（MACSDU或MACSDU分段）的分段信息被包含在消息的分段报头中。图5表示没有打包的分段子报头的使用。

图5具有扩展分段子报头MACCPU

图6表示具有ARQ打包子报头的MACPDUSDU或MACSDU分段或ARQ反馈净荷需要它们自一些可能是次传输，而其他的可能是重传数据。

图6具有ARQ打包子报头的MACPDU

一个MACSDU可能被分成多个分段，然后这些分段又被打包到相同的MACPDU中进行次传输。MACPDUs可能具有来自相同或不同SDUs的分段，包括次传输和重传。11b的BSN和2b的PC域地标识每个分段或未分段的SDU。

（Ill）ARQ反馈信息元的打包。一个自动重传请求净荷（见表2）由一个或多个ARQ反馈信息元（IEs）组成。ARQ反馈净荷可以在一个ARQ或非ARQ连接上被发送，然而，基于执行和／或QoS限制的策略可能约束传输ARQ反馈净荷的连接的使用。从打包的角度来看，除了一个ARQ反馈净荷仅应该出现在一个单独的MACPDU中外，ARQ反馈净荷和其他净荷（SDU或分段）的处理方式一样。

表2ARQ反馈净荷格式

在一个MACPDU中，一个ARQ反馈净荷的存在通过普通MAC报头的类型域中的ARQ反馈净荷的值来标识。如果存在，个被打包的净荷将是ARQ反馈净荷。在ARQ反馈净荷前的打包子报头，标明包括打包子报头和在净荷内的所有ARQ反馈信息元在内的净荷总长度。打包子报头的FSN/BSN域为了ARQ反馈净荷将被忽略，并且分段控制（PC）比特将被设置为00。

③循环冗余校验（CRC）计算。一个服务流可能需要在为该服务流承载数据的每个MACPDU中加入一个CRC。在这种情况下，和IEEE802．3中定义的一样，CRC将被包含在HT＝0的每个MACPDU，即请求MACPDU是无保护的。CRC将覆盖普通MAC报头和MACPDU的净荷。CRC必须在加密后计算，即CRC保护普通报头和加密的净荷。

④MACPDUs的加密。当在一个被映射到一个安全联盟（SA）的连接上传输一个MACPDU时，发送者将对SA规定的MACPDU净荷的执行加密和数据完整性保护。当接收到一个被映射到一个SA的连接上的MACPDU，接收者对SA规定的MACPDU净荷执行数据完整性检查，如果数据完整性检查通过，则进行解密。

普通MAC报头不能被加密。报头包含需要在接收端解密的净荷的所有加密信息（加密控制BC域、加密密钥序列EKS域和CID），如图7所示。

图7MACPDU力口密

一个2比特长的MAC报头包含一个密钥序列号。注意，与一个SA关联的密钥信息具有有限的生存期，BS将周期性地更新一个SA的密钥信息。BS为每个SA独立地管理一个2比特的密钥序列号，并且和SA的密钥信息一起分配该序列号给用户端。每当新产生一个密钥信息时，BS就把密钥序列号增加1。为了识别被用来加密附加净荷的SA密钥信息，MAC报头会包括该序列号。

把一个接收到的MACPDU的密钥序列号与当前期望接收到的进行比较，55或BS能够容易地辨别出与其对等实体的密钥同步的丢失。一个55将为每个SA维持两个近生成的密钥信息。在一个SA的密钥传输期间，为了维持不间断服务，必须保持两个近的密钥信息。

EC比特域标识净荷的加密。值为“1”时，表示净荷经过加密，EKS域包含有效的数据；值为“0”时，表示净荷没有经过加密。在一个被映射到一个SA的连接上收到的任何MACPDU没有加密，但是它们本身需要加密时，MACPDU将被丢弃。

⑤填充。在一个数据突发中，有一段已被分配但是没有被使用的空间应该被初始化为一个已知状态。这可以通过把每个未用的字节设置为0xFF来完成。如果