6 HomePlug AV MAC数据层

1 介绍

MAC 协议数据单元(MPDU)由 MAC 层和物理层(PHY)之间交换的信息组成。当MAC 层需要与一个或多个对等 MAC 层通信时，它会生成一个 MPDU。由 MAC 层生成的 MPDU 随后被 PHY 层转换成 PHY 协议数据单元(PPDU ),并在电力线介质上传输。PHY 层在电力线上接收的任何 PPDU 都被转换成 MPDU 并提供给 MAC层。MPDU 和 PPDU 之间总是一对一的关系。MPDU 的一般格式如图 5.1 所示

HomePlug 1.0 帧控制包含 25 位广播信息，用于延迟 HomePlug 1.0 站点在HomePlug AV 传输期间访问媒体。包括 HomePlug 1.0 帧控制的 MPDU 被称为混合模式 MPDU。不包括 HomePlug 1.0 帧控制的 MPDU 被称为纯 AV 模式MPDU。仅 AV 模式 MPDUs 只能在没有 HomePlug 1.0 电台时使用。第 11.4 节提供了有关 HomePlug 1.0.1 共存的详细信息。

AV 帧控制包含用于控制信息的 128 位广播信息。

AV 有效载荷包含可变长度单播或广播信息。AV 有效载荷仅出现在某些MPDUs 中。包括 AV 有效载荷的 mpdu 被称为长 mpdu，而不包括 AV 有效载荷的mpdu 被称为到短 MPDUs。使用 AV 帧控制来传达 AV 有效载荷的存在及其格式。

HomePlug AV使用六种不同的 MPDU 类型来交换数据、管理和控制信息。

2 MAC 数据层

HomePlug AV MAC 数据平面为高层生成的 MAC 服务数据单元(MSDUs)提供可靠高效的传输服务。MSDU 帧的格式基于标准以太网帧格式，如图 6.1 所示，包含以下字段:

●原始目的地址:MSDU 的目的站的 6 个八位字节的 MAC 地址。该字段的格式与IEEE标准802-2001中描述的格式相同。前缀“原始”用于强调原始目的地地址(ODA)可以是桥接站(例如，通过电力线站桥接的以太网站)。

●原始源地址:作为 MSDU 源的站点的 6 位 MAC地址。该字段的格式与IEEE标准802-2001中描述的格式相同。前缀“原件”用于强调原件源地址(OSA)可以是桥接站。
●可选的 VLAN 标签:4 个八位字节的 VLAN 标签字段，格式如 IEEE 802.1Q所述
●以太网类型/长度:2 位以太网 II 类型/长度字段。
●数据:46–1500 个八位字节的数据。

MAC 数据平面还为 MAC 管理消息提供传输服务。基于以太网的格式也用于管理消息。IEEE 分配的唯一以太网类型 0x88e1 用于区分 AV 管理消息和其他以太网帧。

发射机处的 MAC 数据平面将 MSDUs 和管理消息转换成 MAC 协议数据单元(MPDUs)。该过程中涉及的步骤顺序如下:

1. MAC 帧生成:这一步包括用附加的 MAC 层信息封装 MSDU 和管理消息。
2. MAC 帧流:这一步包括根据目的地和服务质量(QoS)要求将 MAC 帧分组到队列中。
3. 分段:这一步包括将 MAC 帧流转换成 512 字节的逻辑段。
4. MPDU 生成:这一步包括将片段转换成 PHY 块，并将其插入 MPDU 有效载荷。

3 关联但未认证的STA之间的通信

关联但未认证的 sta 之间的通信指的是与相同 AVLN 关联的一对 sta 之间的通信，并且这些 sta 中的至少一个没有被认证。根据 CCo 提供的 TEI 映射信息，关联和认证状态对于关联的 sta 是已知的。与关联但未经认证的 STA 的通信有以下限制:

1. 不允许数据 MSDUs。一般来说，HomePlug AV 禁止以明文形式交换MSDUs。
2. 管理消息的交换限于便于未认证站认证的单播消息。数据段以明文形式传输。

4 不与同一AVLN相关联的sta之间的通信

有几种情况，其中不与同一 AVLN 相关联或者不与任何 AVLN 相关联的 STA 需要相互通信。例如，相邻网络 CCO 可以交换用于相邻网络协调的管理消息，或者 STA 可能需要发送关联消息(CC_ASSOC。REQ/CNF)提交给 CCo，依此类推。当与不与同一个 AVLN 相关联的 sta 通信时，存在以下限制:

1. 不允许数据 MSDUs。一般来说，HomePlug AV 禁止以明文形式交换MSDUs。
2. 管理消息的交换限于促进关联/认证的消息和邻居网络协调所必需的消息。数据段以明文形式传输。

发射机将需要发送到不与其 AVLN(如果有的话)相关联的 sta 或者不与任何AVLN 相关联的 sta 的每个管理消息视为属于新的 MAC 帧流。此外，发送的每个管理消息的最大长度将被限制为 502 个八位字节。长 MPDU 的有效载荷限于一个段，并且每个段仅包含一个 MAC 管理消息。

在目的地的{SNID，DTEI}和网络时基(NTB)已知的情况下，到与不同 AVLN相关联的 STA 的传输可以是单播(即，单播 DTEI)。在这种情况下，使用基于目的地 NTB 的 PHY 时钟校正。此外，在 SOF 中，STEI 被设置为 0x00(即没有TEI 的新站)。

接收机根据设置为 0x00 的 STEI 或设置为 0b1 的 MNBF 来识别来自非关联sta 的传输。使用新的接收 MAC 帧流来组装每个接收的非关联 STA 传输。对于从未关联的 sta 接收的管理消息，不能实现重复拒绝。这种管理消息的处理应该被设计成优雅地处理重复的管理消息。

5 多网络广播(MNBC)

当包含在 MPDU 中的管理消息需要被附近的所有站接收而不考虑网络关联时，使用多网络广播(MNBC)传输机制。MNBC 传输将帧控制中的 MNBF 标志设置为0b1。这向接收机表明 MPDU 是对所有站的广播，而不管 SNID 或网络关联。

最后

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