WIFI系列协议--802.11ax--wifi6--高效率无线标准简称HE--11Gbit
WIFI系列协议--802.11ax--wifi6--高效率无线标准简称HE--11Gbit
- 1.定义
- 2.缩写和首字母缩写
- 3.大体描述
- 3.1 高效率(High efficiency，简称HE)STA
- 3.2 无线网络管理
- 3.2.1 事件汇报
- 4.帧格式
- 4.1 控制帧域
- 4.1.1 类型和子类型子域
- 4.1.2 更多数据子域
- 4.1.3 HTC/Order子域
- 4.2 地址域
- 4.2.1 DA域
- 4.2.2 SA域
- 4.3 QoS控制域
- 4.3.1 TID子域
- 4.3.2 Ack策略域
- 4.3.3 队列大小域
- 4.4 HT控制域
- 4.4.1 VHT variant
- 4.4.2 A-Control
- 5.参考协议规范
1.定义
| 定义 | 说明 |
|---|---|
| aggregate medium access control (MAC) service data unit (A-MSDU) | 包含一个或多个msdu，并在单个(未碎片化的)数据媒体访问控制(MAC)协议数据单元(MPDU)中传输的一种结构。 |
| multi-user multiple input, multiple output (MU-MIMO) | 一种多站点(STAs)的技术，每个站点有一个或多个天线，可以同时向一个STA发送信号，也可以通过相同的无线电频率从一个STA独立的数据流中接收信号。 |
| bandwidth signaling transmitter address (TA) | 由非常高吞吐量(VHT)站点STA或高效(HE)STA使用的一种TA，用于指示与带宽相关的附加信令的存在，该带宽将用于增强分布式信道访问(EDCA)传输机会(TXOP)中的后续传输。它由IEEE媒介访问控制(MAC)传输VHT STA的个别地址表示，但个别/组位设为1。 |
| fragmentation | 在传输之前，将媒介访问控制(MAC)服务数据单元(MSDU)、聚合媒介访问控制(MAC)服务数据单元(A-MSDU)或MAC管理协议数据单元(MMPDU)划分为一系列较小的MAC协议数据单元(MPDUs)的过程。将一组片段MPDUs重新组合成MSDU或MMPDU的过程称为碎片整理。 |
| broadcast resource unit (RU) | 一个资源单位在一个HE MU PPDU，用于不相联系的STAs或任何STA与BSS之间。当AP不传输多个BSSID元素识别STA-ID值0和2045，当AP传送多个BSSID元素识别STA-ID值2045、2047和0到2的n次方-1，n等于MaxBSSID指标字段广告。 |
| end of frame MPDU (EOF-MPDU) | 在A-MPDU子帧中携带的一种MPDU，它在MPDU定界符中将EOF字段设置为1。 |
| extended range (ER) beacon | 在高效扩展范围(HE)扩展范围(ER)单用户(SU)物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)中传输信标帧，形成高效扩展范围基本业务集(ER BSS)。 |
| high Efficiency (HE) basic service set (BSS) | 一种BSS，其中由HE站(STA)发送的信标帧包含HE操作元件。 |
| high efficiency (HE) beamformee | 一种HE站点(STA)，接收使用波束形成控制矩阵传输的HE物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)。 |
| high efficiency (HE) beamformer | 一种HE站点(STA)，发射使用波束形成控制矩阵传输HE物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)。 |
| high efficiency (HE) masked HE-LTF sequence mode | 一种UL MU-MIMO LTF模式，当不使用1x HE-LTF时，使用一个不同的正交代码屏蔽每个空间流的HE-LTF序列。 |
| high efficiency (HE) modulation and coding scheme (HE-MCS) | 一种物理层(PHY)参数的规范，由调制顺序(如BPSK、QPSK、16-QAM、64-QAM、256-QAM、1024-QAM)和转发纠错(FEC)编码速率(如1/2、2/3、3/4、5/6)组成，用于物理层协议数据单元(PPDU)。 |
| opportunistic power save (OPS) STA | 支持机会性能量节省机制的非AP STA。 |
| opportunistic power save (OPS) AP | 支持机会省电机制的HE AP。 |
| orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) | 一种基于OFDM的多存取方案，其中一组子载波被分配给信道的不同用户，允许同时从信道的几个用户传输数据。 |
| resource unit (RU) | 一组26、52、106、242、484、996或2×996子载波作为分配单元。 |
| spatial reuse (SR) | 在一定条件下，当探测到PPDU接收信号时，在介质上发送PPDU信号，在通常情况下，这种信号会阻止传输。 |
| target wake time (TWT) scheduling access point (AP) | 调度广播行波管的AP，并在广播行波管元素中提供这些调度。 |
| target wake time (TWT) scheduled STA | 遵循广播行波管元件中提供的时间表的STA。 |
| triggered uplink access (TUA) | 一种机制，通过这种机制，一个或多个非AP站(STAs)使用在前一个触发帧中分配的资源单元(RUs)，同时参与到接入点(AP)的上行传输。 |
2.缩写和首字母缩写
| 缩写 | 全程 |
|---|---|
| A-Control | Aggregated control |
| BQR | Bandwidth query report |
| BQRP | Bandwidth query report poll |
| BFRP | Beamforming report poll |
| BSR | Buffer status report |
| BSRP | Buffer status report poll |
| CAS | Command and status |
| CCDF | Complementary cumulative distribution function |
| CQI | Channel quality indication |
| DCM | Dual carrier modulation |
| DL | Downlink |
| DL MU | Downlink multi-user |
| HE | High efficiency |
| LA | Link adaptation |
| MU-BAR | Multi-user block ack request |
| MU-RTS | Multi-user request to send |
| MUEDCATimer | Multi-user EDCA timer |
| OBO | Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) random access backoff |
| OCW | Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) contention window |
| OFDMA | Orthogonal frequency division multiple access |
| OM | Operating mode |
| OMI | Operating mode indication |
| PPE | Physical layer (PHY) packet extension |
| PPET | Physical layer (PHY) packet extension threshold |
| QTP | Quiet time period |
| RA-RU | Random access resource unit |
| RDP | Reverse direction protocol |
| ROM | Receive operating mode |
| RPL | Received power level |
| RU | Resource unit |
| SF | Scaling factor |
| SRP | Spatial reuse parameters |
| SR | Spatial reuse |
| SRG | Spatial reuse group |
| TB | Trigger-based |
| TOM | Transmit operating mode |
| TRS | Triggered response scheduling |
| TUA | Triggered uplink access |
| UL | Uplink |
| UL MU | Uplink multi-user |
| UORA | Uplink orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) based random access |
| UPH | Uplink power headroom |
3.大体描述
3.1 高效率(High efficiency，简称HE)STA
IEEE 802.11的工作频率在1GHz到7.125GHz之间。
在5至7.125 GHz频段，适用范围如下：
a.一个HE STA也是一个VHT STA
b.一个HE STA应该支持一个20MHz的通道宽度的操作
c.一个非仅仅20MHz非AP的HE STA应支持40MHz和80MHz通道宽度
d.一个HE STA可以支持一个160MHz和80+80MHz的通道宽度的操作
在2.4 GHz频段，适用范围如下：
a.一个HE STA也是一个HT STA
b.一个HE STA应该支持一个20MHz的通道宽度的操作
c.一个HE STA应该支持一个40MHz的通道宽度的操作
HE STA主要的PHY特征不存在于VHT STA或HT STA如以下：
a.强制支持DL和UL OFDMA
b.当MU-MIMO在整个PPDU带宽上完成时，由一个支持4个或更多空间流的HE AP强制支持DL MU-MIMO
c.强制支持DL MU-MIMO接收非AP HE STA
d.可选支持HE发声协议来支持波束形成
e.可选支持HE-MCSs 10和11
f.可选支持UL MU-MIMO
g.可选支持序言刺穿
HE STA主要的MAC特征不存在于VHT STA或HT STA如以下：
a.可选支持动态存储残片级别1、2和3
b.在AP中，强制支持工作模式指示(OMI)响应器的角色，并可选支持OMI发起者的角色
c.在非AP STA中，对OMI发起者和响应者角色的可选支持
d.在一个AP中，可选支持两个NAV操作
e.在非AP STA中，强制支持两个NAV操作
f.在AP中，强制支持单个目标唤醒时间(TWT)操作
g.在非AP STA，可选支持单个目标唤醒时间(TWT)操作
h.可选支持广播行目标唤醒时间(TWT)
i.可选支持基于OFDMA的随机接入(UORA)
j.可选支持空间复用操作
k.可选支持multi-TID A-MPDU操作
l.可选支持ER BSS
m.强制支持非AP STA中的多个BSSID操作
n.可选支持NDP反馈报告
在上行方向，HE AP发送一个触发帧来启动OFDMA或MU-MIMO传输。触发帧标识参与UL MU传输的非AP STAs，并将RUs分配给这些STAs。AP可以使用多STA BlockAck帧来确认来自多个非AP STAs的传输。可以通过AP调度触发帧，以允许非AP STAs节省电能。可以使用TWT操作在非AP STA和AP之间设置这些触发帧的调度。
在其他好处中，这些HE特性的不同组合可以减少协议开销并增加总网络吞吐量(例如DL和UL OFDMA, DL/UL MU-MIMO)，提高峰值链路吞吐量(例如MCS 10, 11)，增强密集网络效率(如空间复用)，和/或增强功率节约(如行TWT)。在某些情况下，这些HE特性提供了一些工具，可以将BSS中每STA的平均吞吐量提高到VHT的四倍以上。
3.2 无线网络管理
3.2.1 事件汇报
事件请求允许STA请求非AP STA发送特定的实时事件报告。事件类型包括转换、RSNA、WNM日志、BSS颜色冲突、BSS使用中的颜色和点对点链接事件。在非AP STA成功完成BSS转换之后传输转换事件，转换事件用于诊断转换性能问题。RSNA事件报告描述了用于RSNA的身份验证类型，RSNA事件用于诊断安全性和身份验证性能问题。WNM日志事件报告允许非AP STA向请求STA传输一组WNM日志事件消息，WNM日志事件报告用于访问STA的WNM日志的内容。BSS的颜色碰撞事件报告使非AP HE STA BSS颜色碰撞信号相关AP，BSS的颜色在使用事件报告使非AP HE STA信号BSS的颜色使用非AP HE STA关联AP有关。一个点对点链接事件报告使非AP STA通知请求STA，已经建立了一个点对点连接。点对点链接事件报告用于监控网络中点对点链接的使用情况。
4.帧格式
4.1 控制帧域
4.1.1 类型和子类型子域
| Type value | Type description | Subtype value | Subtype description |
|---|---|---|---|
| 01 | Control | 其他 | 保留 |
| 01 | Control | 0010 | Trigger |
| 01 | Control | 0101 | VHT/HE NDP Announcement |
4.1.2 更多数据子域
AP可选地将发送到非DMG非HE STA的Ack帧和发送到HE STA的Ack、BlockAck和多STA BlockAck帧中的More Data子字段设置为1。HE AP表示它支持在这些控制响应帧中设置更多的数据子字段为1，方法是在发送到STA的帧中所包含的元素的QoS信息字段中设置更多的数据Ack子字段为1。QoS信息字段存在于由HE AP传输的QoS能力、EDCA参数集和MU EDCA参数集元素中。
AP可以将更多的数据分区设置为1,表明它有一个等待传输的STA如果它已经收到了一个框架,其中包含的QoS功能元素更多数据从STA Ack分区= 1,有一个或多个ACs的交付启用和PS模式表明,AP对STA等待传输满足以下条件之一:
a.STA处于PS模式，有一个或多个启用了交付的ACs
b.STA处于PS模式，是TWT请求者或TWT预定的STA
TDLS peer STA可选地将发送给非HE STA的Ack帧和发送给HE STA的Ack、BlockAck和多STA BlockAck帧的More Data子字段设置为1。TDLS peer STA通过在传输到STA的帧中包含的QoS能力元素的QoS信息字段中将更多的数据Ack子字段设置为1，表明它支持在这些控制响应帧中将更多的数据子字段设置为1。
TDLS等同于STA可以将更多的数据分区设置为1,表明它有等待传输STA如果收到STA TDLS设置请求帧或TDLS设置响应帧TDLS同行PSM启用和有更多的数据分区等于1的QoS功能元素传播TDLS设置请求帧或TDLS设置响应框架表明它有一个等待STA的传播。下列条件之一为真：
a.STA启用了TDLS对等点PSM
b.STA处于PS模式，是TWT请求者或TWT预定的STA
4.1.3 HTC/Order子域
HTC/Order子字段的长度为1位。它有两个用途：
a.在非qos STA传输的非qos数据帧中，它被设置为1，以指示该帧包含使用严格约化的服务类传输的MSDU或其片段。
b.以HT_GF、HT_MF、VHT、HE或S1G为值传输的QoS数据、QoS Null或管理帧中，将TXVECTOR的格式参数设为1，表示该帧包含一个HT控制字段。
c.在S1G RTS帧中，它被设置为1，以指示帧的预期接收方具有扩展TXOP的权限。
否则，+HTC/Order字段设置为0。
4.2 地址域
4.2.1 DA域
DA字段包含一个IEEE MAC个人或组地址，该地址标识作为MSDU(或其片段)或A-MSDU(或其片段)的最终接收者的一个或多个MAC实体。
4.2.2 SA域
SA字段包含一个IEEE MAC个人地址，该地址标识MAC实体，帧体字段中包含的MSDU(或其片段)或A-MSDU(或其片段)的传输就是从该实体开始的，在源地址中，个人/组位总是以0的形式传输。
4.3 QoS控制域
4.3.1 TID子域
TID子字段标识帧体字段中相应的MSDU(或其片段)或AMSDU(或其片段)所属的TC或TS。TID子字段还标识TC或TS，通过设置所请求的TXOP持续时间或队列大小，可以获得正在请求TXOP的流量。
4.3.2 Ack策略域
4.3.3 队列大小域
队列大小子字段是一个8位字段，表示在非STA发送此帧的给定TC或TS的缓冲通信量，该帧包含该子字段。非AP HE STA使用队列大小子字段来表示通过包含QoS控制字段的帧的接收地址来标识的发送到HE STA的缓冲通信量。队列大小子字段存在于非AP STAs发送的QoS数据和QoS空帧中，QoS控制字段的第4位为1。AP可以使用队列大小子字段中包含的信息来确定分配给STA的TXOP持续时间，或者确定分配给HE STA的UL资源。
4.4 HT控制域
HT控制字段始终存在于控制包装帧中，存在帧控制字段+HTC/Order子字段确定的QoS数据、QoS Null和管理帧中。
HT控制字段有两种三种形式:HT变体、VHT变体和HE变体。
| Variant | Bit 0 | Bit 1 | Bit 2-29 | Bit 30 | Bit 31 |
|---|---|---|---|---|---|
| HT variant | VHT(0) | HT Control Middle | HT Control Middle | AC Constraint | RDG/More PPDU |
| VHT variant | VHT(1) | HE(0) | VHT Control Middle | AC Constraint | RDG/More PPDU |
| HE variant | VHT(1) | HE(1) | A-Control | A-Control | A-Control |
4.4.1 VHT variant
VHT变式HT控制字段的VHT控制中间子字段的格式如下：
| B1 | B2 | B3-B5 | B9-B23 | B24-B26 | B27 | B28 | B29 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Reserved | MRQ | MSI/STBC | MFSI/GID-L | MFB | GID-H | Coding Type | FB Tx Type |
4.4.2 A-Control
变式HT控制域的A-Control子域的格式如下：
| Control 1 | … | Control N | Padding |
|---|---|---|---|
| variable | variable | variable | 0 or more |
A-Control子字段包含一个或多个控制子字段的序列。A-Control的长度子字段等于30位。各控制子字段的格式如下：
| B0-B3 | variable |
|---|---|
| Control ID | Control Information |
| Control ID value | Meaning | Length of the Control Information subfield (bits) |
|---|---|---|
| 0 | Triggered response scheduling (TRS) | 26 |
| 1 | Operating mode (OM) | 12 |
| 2 | HE link adaptation (HLA) | 26 |
| 3 | Buffer status report (BSR) | 26 |
| 4 | UL power headroom (UPH) | 8 |
| 5 | Bandwidth query report (BQR) | 10 |
| 6 | Command and status (CAS) | 8 |
| 7-15 | Reserved | 无 |
5.参考协议规范
IEEE 802.11ax_D3.0
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