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关于高性能局域网(HiperLAN)技术

浏览:7053  来源:通信人在线  日期:2020-06-30

1、概述

高性能局域网(Hiper LAN)中的Hiper LAN High performance Radio Local Access Network的缩写。它是由ETSI制定高性能无线局域网协议,所谓高性能即有相对较高的QoS保证并支持较高的数据传输速率。ETSI所制订的标准有4个:HiperLAN1HiperLAN2HiperLinkHiperAccess。其中HiperLink用于室内无线主干系统,HiperAccess用于室外对有线通信设施提供固定接入,HiperLAN1HiperLAN2则用于无线局域网接入。

2、关于HiperLAN1

ETSI1999年发布了HiperLAN1标准。HiperLAN1提供了一条实现高速无线LAN连接、减少无线技术复杂性的快捷途径。它采用了在GSM蜂窝网络和蜂窝数字分组数据(CDPDCellular Digital Packet Data)中广为人知并广泛使用的高斯最小移频键控(GMSK)调制技术。它工作于5GHz频段,其数据传输速率可高达20Mbits/s

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3、关于HiperLAN2

HiperLAN2HiperLAN1的演进版本,发布于20002月,与HiperLAN1相比,HiperLAN2则采用了被称为正交频分复用(OFDM)的新型无线技术,仍然工作于5GHz频段。HiperLAN2所具有的引人注目的特性是它的高速率,这一速率有时被误称为54Mbit/s。实际上,54Mbit/s是它的原始空中速率。但对于应用来说,其持续吞吐量接近20Mbit/s。它的另一项关键特性是对QoS(服务质量)的支持,这对于视频和语音之类的应用将是非常重要的。HiperLAN在将高速度与QoS结合后,将带来全新类型的应用,如将视频信号分发到家庭等。

HiperLAN2架构提供了到包括以太网(它将是第一个得到支持的网络)、IPATMPPP等多种网络基础设施的连接。它使其他网络得以无缝地延长,因此,有线网络节点将HiperLAN2节点当做其他网络的节点。第三层上的所有普通网络协议(如IPIPXAppleTalk)都可以在HiperLAN2上运行,从而使所有基于普通网络的应用都可以实现。像其他无线LAN技术一样,HiperLAN2移动终端发出的数据通过接入点(AP)将业务转接到有线网络上。它亦可在各个移动节点之间直接通信,虽然在实际操作时可能用得并不太多。

如图3所示,HiperLAN2确定了一个物理层和一个链路层。位于这两层之上的是汇聚层,它从现有的网络系统接收数据包或ATM信元,并将它们转化为适用于无线媒体的传输模式。

3HiperLAN2协议栈

HiperLAN2的一个独特之处是采用了OFDM。虽然在此之前,OFDM已经在欧洲数字话音广播(DAB)标准和不对称数字用户线(ADSL)中得到使用,但是它还从来没有在无线LAN中使用过。在色散环境中,信号可能沿多个途径抵达目的地,因而产生不同的时延,这时采用OFDM十分有效。在高速率数据传输时,这些时延可能导致码间干扰。还有数据是如何编码的,每条副信道采用什么调制方式等问题需要解决。编码涉及到采用哪种连续数据序列和正向纠错(FEC)方式等。大部分低速率无线LAN都不使用FEC,但是HiperLAN2提供多种纠错级别,每个级别对应于一定的纠错性能来保证误码率。HiperLAN2还采用多种调制方式。在情况变化时,通过动态地选用相应的FEC级别和调制方式,HiperLAN2可以在保证较大的信噪比的情况下以较高数据速率传送;而在恶劣的情况下,可降低传输速率。

HiperLAN2中,数据链路层是面向连接的,这一点把它和其他无线LAN技术区分开。在一个移动终端发送数据之前,数据链路层在所谓的信令阶段与接入点相连,以便建立一个临时的连接。这种连接方式允许协调QoS的参量,如带宽和时延要求等。它亦可保证其他终端不会干扰后继数据的传输。相反,符合IEEE 802.11标准的移动终端只要无线信号可用就开始进行通信,这会造成与其他终端的包冲突。但是,必须指出的是,IEEE 802.11的确提供了实施像语音这类同步应用的独立机制。

HiperLAN2通过时隙实现QoSQoS参数包括带宽、误比特率、等待时间和抖动等。一个移动终端发起传输数据初始请求时,将使用随机接入信道的一些特定时隙。在这种随机接入信道中,可能会出现来自不同移动终端之间的数据冲突。但由于这些信息很短,不会引起太大问题。

接入点AP将在传输信道中的一个时间段上分配特定的时隙来完成接入。这样,此移动终端发送的数据就不会被此频段上的其他移动终端所阻塞。控制信道给发信者提供反馈信息,表明接收到的数据是否有误码,是否需要重发。数据链路层的上面是汇聚层,它响应来自更高层的业务需求,并且按要求为数据选择合适的格式。这一层支持基于分组的(以太网),或基于ATM信元的通信。当完成以太网通信时,汇聚层保持以太帧,采用传统的“尽力而为”(best-effort)方式,或IEEE 802.11p优先方案进行通信。

HiperLAN2的另一项具有创新精神的特性是自动频率管理,这一特性大大简化了网络的扩展。为提供连续的覆盖区域,接入点需要有重叠覆盖区域。服务区域范围一般在室内为30m,在无障碍环境中为150m。接入点对周围的HiperLAN无线信道进行监控,并自动选择未使用的信道,这一特性消除了对频率规划的需要,使部署变得相对简单。

移动终端从一个接入点的覆盖区内,漫游到另一个接入点的覆盖区时,当它在另一个无线信道中检测到更好的信号之后,它将切换到这个新的接入点上。新的接入点从原接入点获得此移动终端连接的详情,从而可以平滑过渡继续通信。HiperLAN还能为移动终端提供保密通信。这时,首先通过使用一个Diffie Helhnan密钥来换取一个保密过程密钥,在接入点上建立一个过程。然后,如果存在适用的PKI,则通过保密密钥或公共密钥来完成鉴权过程。采用DESTripleDES进行数据加密。使用这种安全机制,在HiperLAN上通信的安全性,至少与有线LAN一样。

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4HiperLAN技术的应用

由于HiperLAN技术标准是由欧洲的ETSI研究制定的,特别适用于欧洲市场环境。另外,HiperLAN2的产品性能与IEEE 802.11a相类似。事实上,IEEE 802.11aHiperLAN2具有相同的物理层,加上IEEE 802.11后续标准的不断演进,还有Wi-Fi联盟(WFA)对IEEE 802.11系列标准产品的大力推广,使得于HiperLAN产品的推进远不如Wi-Fi产品。下表4HiperLAN/2 802. 11的技术特性比较。

4HiperLAN/2 802. 11的技术特性比较

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