CN101299763A

CN101299763A - 无线媒体接入控制层协议重配置方法

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Publication number: CN101299763A
Application number: CNA2008101241565A
Authority: CN
Inventors: 糜正琨; 王成法; 黄志海; 唐亮
Original assignee: Nanjing Post and Telecommunication University
Current assignee: Nanjing Post and Telecommunication University; Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: CN101299763B

Abstract

无线媒体接入控制层协议重配置方法包括三个过程，分别为重配置协议分解过程、重配置协议构造过程以及重配置协议替换过程；重配置协议分解过程根据协议功能将IEEE802.11和IEEE802.16MAC层协议分解为通用协议部分和特殊协议部分，重配置协议构造过程分别对通用协议部分和特殊协议部分进行软件实现，重配置协议替换过程分别替换IEEE802.11和IEEE802.16MAC层协议的通用协议部分和特殊协议部分，从而实现终端在IEEE802.11MAC层和IEEE802.16MAC层之间的动态重配置，该过程分为三个步骤，分别为重配置文档及软件包下载、通用协议部分替换和特殊协议部分替换。

Description

无线媒体接入控制层协议重配置方法

技术领域

本发明涉及一种无线媒体接入控制(MAC)层协议(IEEE802.11和IEEE802.16)的重配置方法，属于通信技术领域。

背景技术

无线局域网(WLAN)融合了无线通信技术与局域网技术，其技术标准是IEEE802.11系列标准，统称为WiFi。该标准分为2个子层：媒体接入控制层(MAC)和物理层(PHY)。其中MAC层的功能是为用户在不可靠的媒介上提供可靠的数据传输，同时还提供一些适应无线环境的特殊的局域网服务。MAC子层结构，包括分布式协调功能(DCF)和集中协调功能(PCF)，这两种方式可以以某种形式共存。

宽带无线接入系统(BWA)以其投资少见效快的优势，受到通信业的青睐，其典型技术是以IEEE802.16系列标准为基础的WiMAX技术，该技术面向城域网应用，能满足固定、游牧、便携和移动等不同场景的宽带数据业务需求。2007年10月，国际电信联盟(ITU)宣布将WiMAX纳入第三代无线移动通信的范畴，对WiMAX技术的发展和商用起到巨大的推动作用。IEEE802.16系列标准对宽带无线接入系统的空中接口物理层和MAC层进行了规范。其中，MAC层又划分为3个子层，分别是：面向业务的汇聚子层(CS)、公共部分子层(CPS)和安全子层(SS)。IEEE802.16 MAC层最大的特点是面向连接，每个连接均由一个标识符CID来唯一标识。而且，MAC层针对每个连接可以分别设置不同的QoS参数，包括速率、时延和时延抖动等。MAC层接入控制机制是通过主动带宽授权、轮询(单播、多播、广播)和请求竞争过程中5种不同类型的上行链路调度机制来实现的。MAC层主要提供了两种带宽请求方式：独立的带宽请求报头和授权管理子报头中捎带的请求域。

WiFi是局域网(LAN)接入技术，其信号半径只有几百米远。WiMAX是城域网(MAN)接入技术，其无线信号传输距离最远可达50km。WiMAX与WiFi互相结合能实现有效的技术互补。由此提出了WiMAX与WiFi共存的异构无线接入网络，并要求终端能根据需要在两种接入技术之间选择接入。

目前市场上已有的多模终端是异构网络通信的一种解决方案，它适应于多种接入技术环境，能够在不同的模式间进行切换，但是灵活性不够好，只支持固定配置的接入模式，不能适配未知的网络环境。目前正在热点研究之中的终端重配置技术是异构网络通信的最新技术，采用这种技术，无线终端能够自动适配当前未知的网络环境，终端通过与网络进行模式协商并下载相应的协议组件，重新配置终端协议栈，可实现终端在不同模式间的动态切换。这种技术有较大的灵活性，可以支持未来的甚至未知的无线接入技术。终端重配置的关键技术之一就是协议栈重配置，其基本思路是将整个协议栈功能划分为公共功能部分和特殊功能部分，每个部分由若干协议组件组成，通过对协议组件的动态合成和替换构成新的目标协议栈，从而实现协议栈的动态重配置。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种无线媒体接入控制层的协议重配置方法，使得终端能够在IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层之间进行动态重配置。

技术方案：为了使得终端能够在IEEE802.11 MAC层和IEEE802.16 MAC层之间实现动态重配置，本发明提出了一种IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议重配置方法。该重配置方法包括3个过程，分别为重配置协议分解过程、重配置协议构造过程和重配置协议替换过程。重配置协议分解过程将IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议分解为特殊协议部分和通用协议部分；重配置协议构造过程分别对特殊协议部分和通用协议部分进行软件实现，为协议软件的各功能模块分配存储空间并构造出特殊协议功能模块的可下载软件包，最后生成重配置文档；重配置协议替换过程分别替换IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议的通用协议部分和特殊协议部分，从而实现终端在IEEE802.11 MAC层和IEEE802.16MAC层之间的动态重配置。

重配置协议分解过程根据协议功能将IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议分解为通用协议部分和特殊协议部分，其中通用协议部分是两种协议公共部分的集合，包括公共协议功能、公共数据结构以及公共管理控制；特殊协议部分为两种协议各自的区别于另一种协议的协议功能的集合，包括IEEE802.11 MAC层特殊协议功能和IEEE802.16 MAC层特殊协议功能；

重配置协议构造过程分别对通用协议部分和特殊协议部分进行软件实现，为协议软件的各功能模块分配存储空间并构造出特殊协议功能模块的可下载软件包，最后生成重配置文档，该过程分为4个步骤，分别为协议软件实现、存储器分配、构造可下载软件包以及生成重配置文档；

重配置协议替换过程分别替换IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议的通用协议部分和特殊协议部分，从而实现终端在IEEE802.11 MAC层和IEEE802.16MAC层之间的动态重配置，该过程分为三个步骤，分别为重配置文档及软件包下载、通用协议部分替换和特殊协议部分替换。

所述的重配置协议分解过程具体为：

a.得到通用协议部分中的公共协议功能分别为循环冗余校验CRC、分段和分段重组功能；循环冗余校验功能负责对收发方数据进行验证，保证数据收发的正确性，其中IEEE802.11 MAC层协议中CRC校验的位数为32比特，IEEE802.16MAC层协议中CRC校验的位数为32和8比特；分段功能负责对发送的超过指定长度的数据序列进行分段，以便分多次进行发送，IEEE802.11 MAC层协议中分段长度的默认值为2346字节，IEEE802.16 MAC层协议中分段长度的默认值为2048字节；分段重组是分段的逆过程，主要功能是将接收到的多个分段数据进行重组，使之成为一个完整的数据序列。

b.得到通用协议部分中的公共数据结构分别为消息队列和协议表，消息队列用来保存MAC层协议运行过程中产生的各类消息，消息具有优先级并携带消息参数和消息的收发模块信息，消息队列为各类消息赋权值并进行优先级排队，协议表是一个三维的表格，表中存储了MAC层协议运行过程中各个模块的各种状态信息，以及在各模块中、各种状态下收到各种消息的处理函数。

c.得到通用协议部分中的公共管理控制为协议调度器，协议调度器是整个协议的调度核心，负责整个协议的运转，它从消息队列中取得优先级最高的消息，根据消息的参数从协议表中找到匹配的处理函数，并执行相应的协议功能。

d.得到特殊协议部分中的IEEE802.11 MAC层特殊协议功能分别为分布协调功能DCF、集中协调功能PCF以及层管理功能。分布协调功能是IEEE802.11MAC层的基本访问控制方法，使用载波侦听多址访问/碰撞回避CSMA/CA的机制对网络中的所有站点进行分布式的控制，协调站点对共享信道的访问；集中协调功能主要用于集中式结构的网络中，接入控制点AP是网络中的控制核心，通过轮询的方式为网络中的站点分配访问信道的机会，层管理主要对MAC层协议的运行过程及状态进行管理。

e.得到特殊协议部分中的IEEE802.16 MAC层特殊协议功能包括接入初始化功能、服务流管理功能、带宽管理功能和连接管理功能；接入初始化功能负责站点的初始化接入过程，包括测距、能力协商及注册过程，服务流管理功能负责站点与基站间服务流的动态建立、修改及删除，带宽管理功能主要负责分配网络带宽，根据连接的不同服务流特性为各个连接动态分配带宽，连接管理功能负责对网络中的所有连接进行管理，根据服务质量要求将不同类型的协议数据分类到不同的连接。

重配置协议构造过程具体为：

第一步：协议软件实现：协议软件是基于离散事件驱动的，通用协议部分的协议调度器是整个协议软件的核心，其调度流程为：进入调度程序后，首先判断消息队列是否为空，如果为空，则继续等待直至消息队列非空，如果不为空，则从消息队列中取出优先级最高的消息，根据消息中的参数结合对应模块的状态信息查找协议表，获得对应的处理函数，然后执行处理函数，执行完之后继续从消息队列中取出消息并作处理；

第二步：存储器分配：通过存储器分配为IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议软件中的各功能模块及全局参数指定存储空间；存储器分配的方法为：①将终端的程序存储空间划分为通用存储区和特殊存储区，②将IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的通用协议部分分配到通用存储区，每个功能模块对应一个指定的起始地址，③IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的特殊协议部分分配到特殊存储区，每个功能模块对应一个指定的起始地址，④为每个协议模块分配的存储空间长度应该大于对应模块协议代码的长度，⑤将IEEE802.11和IEEE802.16MAC层协议软件中的全局参数指定到数据存储空间的指定地址，全局参数包括可重配置的参数和通用协议部分的公共数据结构；

第三步：构造可下载软件包：软件包的格式分为两个部分，分别为模块的二进制代码和对应的描述信息，其中描述信息包括该模块所属的协议版本、模块编号、模块属性、模块地址以及模块二进制代码的长度；可下载软件包构造的方法为：首先从特殊功能模块在存储空间中的地址抽取出对应模块的二进制代码，然后将二进制代码结合其它描述信息封装到这种固定格式的软件包中；根据可下载软件包的格式和软件包的构造方法，构造出IEEE802.11 MAC层的可下载软件包分别为分布协调功能软件包、集中协调功能软件包和层管理功能软件包，构造出IEEE802.16 MAC层可下载软件包为接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理功能软件包和连接管理功能软件包。

第四步：生成重配置文档：重配置文档的格式分为三个部分，分别为可重配置参数信息、协议表信息和所需的软件包信息；其中可重配置参数信息包括可重配置参数名和可重配置参数值，协议表信息包含了协议运行过程中各模块的状态信息，以及各模块在每种状态下收到各种消息的处理函数；利用该文档格式分别生成IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的重配置文档，其中IEEE802.11 MAC层重配置文档包含的可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32；分段长度，参数值为2346字节；IEEE802.11 MAC层重配置文档包含的软件包信息为：分布协调功能软件包、集中协调功能软件包、层管理功能软件包；IEEE802.16MAC层重配置文档包含的可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32/8比特；分段长度，参数值为2048字节；IEEE802.16 MAC层重配置文档包含的软件包信息为：接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理功能软件包、连接管理功能软件包。

重配置协议替换过程具体为：

第一步：重配置文档及软件包下载：重配置文档及软件包下载方法为：首先从网络侧中下载重配置文档，解析重配置文档得到模式替换所需的软件包信息，然后从网络侧中下载相应的软件包；如果当前运行的模式为IEEE802.11 MAC，则下载的软件包分别为接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理功能软件包和连接管理功能软件包；如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则下载的软件包分别为分布协调功能软件包，集中协调功能软件包和层管理功能软件包；

第二步：通用协议部分替换：通用协议部分替换实现IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层通用协议部分的重配置，通用协议部分的替换包括公共协议功能的可重配置参数替换和协议表的替换；公共协议功能的可重配置参数替换方法为：首先从下载的重配置文档中解析出可重配置参数信息，如果当前运行的模式为IEEE802.11 MAC，则可解析得到可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32/8；分段长度，参数值为2048；如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则可解析得到可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32；分段长度，参数值为2346，然后根据CRC校验位数参数在存储空间中的地址Addr_1，将CRC校验位数替换为解析出的参数值，根据分段长度参数在存储空间中的地址Addr_2，将分段长度替换为解析出的参数值；协议表替换的方法为：首先从下载的重配置文档中得到协议表信息，如果当前运行的模式为IEEE802.11 MAC，则得到对应IEEE802.16 MAC的协议表，如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则得到对应IEEE802.11 MAC的协议表；然后根据协议表在数据存储空间的地址Addr_3，将该地址空间中内容替换为新下载的协议表；

第三步：特殊协议部分替换：特殊协议部分替换实现IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的特殊协议功能模块的替换，首先解析软件包，得到模块地址和二进制代码长度信息，然后根据地址和长度信息将软件包中的二进制代码写到对应的地址空间中；如果当前运行的模式为IEEE802.11 MAC，则将下载下来的接入初始化功能软件包安装到Addr_SB1地址，服务流管理功能软件包安装到Addr_SB2地址，带宽管理功能软件包安装到Addr_SB3地址，连接管理功能软件包安装到Addr_SB4地址；如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则将下载下来的分布协调功能软件包安装到Addr_SA1地址，集中协调功能软件包安装到Addr_SA2地址，层管理功能软件包安装到Addr_SA3地址。

有益效果：本发明提出的IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议重配置方法，实现了终端在IEEE802.11和IEEE802.16 MAC之间的动态重配置，这种方法具有一般性，能够广泛适用于其它协议栈动态重配置的实现，也能支持网络设备的协议栈重配置，使终端和网络设备具有支持多种接入技术的能力。

附图说明

图1是IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议重配置方法，

图2是IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议分解，

图3是IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层公共协议功能，

图4是IEEE802.11 MAC层特殊协议功能，

图5是IEEE802.16 MAC层特殊协议功能，

图6是IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议重配置构造，

图7是协议软件调度流程，

图8是IEEE802.11协议软件存储器分配，

图9是IEEE802.16协议软件存储器分配，

图10是可下载软件包格式，

图11是重配置文档格式，

图12是IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议重配置替换。

具体实施方式

本发明所述的IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议重配置方法如图1所示，可以分为3个过程，分别为重配置协议分解过程、重配置协议构造过程以及重配置协议替换过程。重配置协议分解过程根据协议功能将IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议分解为特殊协议部分和通用协议部分；重配置协议构造过程分别对特殊协议部分和通用协议部分进行软件实现，为协议软件的各功能模块分配存储空间并构造出特殊协议功能模块的可下载软件包，最后生成重配置文档；重配置协议替换过程分别替换IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议的通用协议部分和特殊协议部分，从而实现终端在IEEE802.11 MAC层和IEEE802.16MAC层之间的动态重配置。

1.重配置协议分解过程

如图2所示，可重配置的IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议分解为两个部分，分别为通用协议部分和特殊协议部分。通用协议部分为两种协议公共部分的集合，特殊协议部分为两种协议各自的区别于另一种协议的协议功能的集合。通用协议部分和特殊协议部分的结合构成了完整的可重配置MAC层协议功能。

通用协议部分包括IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的公共协议功能，公共数据结构以及公共管理控制。

IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层公共协议功能如图3所示，公共协议功能包括循环冗余校验(CRC)、分段以及分段重组功能，公共协议功能可通过不同的参数配置完成对应MAC层的协议功能。循环冗余校验功能负责对收发方数据进行验证，保证数据收发的正确性，其中IEEE802.11 MAC层协议中CRC校验的位数为32比特，IEEE802.16 MAC层协议中CRC校验的位数为32和8比特。分段功能负责对发送的超过指定长度的数据序列进行分段，可以分多次进行发送，IEEE802.11 MAC层协议中分段长度的默认值为2346字节，IEEE802.16 MAC层协议中分段长度的默认值为2048字节。分段重组是分段的逆过程，主要功能是将接收到的多个分段数据进行重组，使之成为一个完整的数据序列。

公共的数据结构包括一个消息队列和一个协议表，消息队列用来保存MAC层协议运行过程中产生的各类消息，消息具有优先级并携带消息参数和消息的收发模块信息，消息队列为各类消息赋以权值并进行优先级排队。协议表是一个三维的表格，表中存储了MAC层协议运行过程中各个模块的各种状态信息，以及在该模块状态下收到特定消息的处理函数。

公共控制管理主要是一个协议调度器，协议调度器是整个协议的调度核心，负责整个协议的运转，它从消息队列中取得优先级最高的消息，根据消息的参数从协议表中找到匹配的处理函数，并执行相应的协议功能。

特殊协议部分包括IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议各自不同的协议功能。

IEEE802.11 MAC层的特殊协议功能如图4所示，包括分布协调功能(DCF)，集中协调功能(PCF)以及层管理功能。分布协调功能是IEEE802.11 MAC层的基本访问控制方法，使用载波侦听多址访问/碰撞回避(CSMA/CA)的机制对网络中的所有站点进行分布式的控制，协调站点对共享信道的访问。集中协调功能主要用于集中式结构的网络中，接入控制点(AP)是网络中的控制核心，通过轮询的方式为网络中的站点分配访问信道的机会。层管理功能主要对MAC层协议的运行过程及状态进行管理。

IEEE802.16 MAC层的特殊协议功能如图5所示，包括接入初始化功能，服务流管理功能，带宽管理功能和连接管理功能。接入初始化功能负责站点的初始化接入过程，包括测距、能力协商及注册过程。服务流管理功能负责站点与基站间服务流的动态建立、修改及删除。带宽管理功能主要负责分配网络带宽，根据连接的不同服务流特性为各个连接动态分配带宽。连接管理功能负责对网络中的所有连接进行管理，根据服务质量要求将不同类型的协议数据分类到不同的连接。

2.重配置协议构造过程

在重配置协议构造过程中，分别对特殊协议部分和通用协议部分进行软件实现，为协议软件的各功能模块分配存储空间并构造出特殊协议功能模块的可下载软件包，最后生成重配置文档。重配置协议构造过程如图6所示，可以分为四个步骤，分别为协议软件实现、分配存储器、构造可下载软件包以及生成重配置文档。

1)协议软件实现

重配置协议构造过程的第一个步骤为协议软件实现，可重配置的MAC层协议软件的实现包括特殊协议部分的实现和通用协议部分的实现。整个协议软件是基于离散事件驱动的，通用协议部分的协议调度器是整个协议软件的核心，其调度流程如图7所示。在进入调度程序后，首先判断消息队列是否为空，如果为空，则继续等待直至消息队列非空，如果不为空，则从消息队列中取出优先级最高的消息，根据消息中的参数结合对应模块的状态信息查找协议表，获得对应的处理函数，然后执行处理函数，执行完之后继续从消息队列中取出消息并作处理。

2)存储器分配

重配置协议构造过程的第二个步骤为存储器分配，目的是将IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议软件中的各功能模块及全局参数指定存储空间。协议存储器分配的方法为：①将终端的程序存储空间划分为通用存储区和特殊存储区，②将IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的通用协议部分分配到通用存储区，每个功能模块对应一个指定的起始地址，③IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的特殊协议部分分配到特殊存储区，每个功能模块对应一个指定的起始地址，④为每个协议模块分配的存储空间长度应该大于对应模块协议代码的长度，⑤将IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议软件中的全局参数指定到数据存储空间的指定地址，全局参数包括可重配置的参数和通用协议部分的公共数据结构。

IEEE802.11 MAC层协议软件的存储器分配如图8所示。通用协议部分如CRC校验、分段、分段重组以及协议调度器分配在通用存储区，并且每个模块有指定的起始地址，其中CRC校验模块的起始地址为Addr_C1，分段模块起始地址为Addr_C2，分段重组模块起始地址为Addr_C3，协议调度器模块起始地址为Addr_C4。特殊协议功能部分如分布协调功能、集中协调功能和层管理功能分配在特殊存储区，其中分布协调功能起始地址为Addr_SA1，集中协调功能起始地址为Addr_SA2，层管理功能起始地址为Addr_SA3。全局参数存储在数据存储空间的指定地址，全局参数包括可重配置参数CRC校验位数和分段长度，以及公共数据结构协议表和消息队列，其中CRC校验位数参数位于地址Addr1，分段长度参数位于地址Addr2，协议表位于地址Addr3，消息队列位于地址Addr4。

IEEE802.16 MAC层协议软件的存储器分配图9所示。通用协议部分如CRC校验、分段、分段重组以及协议调度器分配在通用存储区，并且每个模块有指定的起始地址，其中CRC校验模块的起始地址为Addr_C1，分段模块起始地址为Addr_C2，分段重组模块起始地址为Addr_C3，协议调度器模块起始地址为Addr_C4。特殊协议功能部分如接入初始化功能、服务流管理功能、带宽管理功能和连接管理功能分配在特殊存储区，其中接入初始化功能模块的起始地址为Addr_SB1，服务流管理功能模块的起始地址为Addr_SB2，带宽管理功能模块的起始地址为Addr_SB3，连接管理功能模块的起始地址为Addr_SB4。全局参数存储在数据存储空间的指定地址，全局参数包括可重配置参数CRC校验位数和分段长度，以及公共数据结构协议表和消息队列，其中CRC校验位数参数位于地址Addr1，分段长度参数位于地址Addr2，协议表位于地址Addr3，消息队列位于地址Addr4。

其中IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议软件中的通用协议部分都位于通用存储区，各公共协议功能模块位于同一个起始地址空间，协议软件中的各全局参数位于数据存储空间的指定存储地址。

3)构造可下载软件包

重配置协议构造过程的第三个步骤为构造可下载软件包，软件包的格式如图10所示。软件包分为两个部分，分别为模块的二进制代码和对应的描述信息。其中描述信息包括该模块所属的协议版本、模块编号、模块属性、模块地址以及模块二进制代码长度。用该软件包格式对IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议软件中每一个特殊功能模块的二进制代码进行封装，形成对应功能模块的可下载软件包。可下载软件包构造的方法为：首先从特殊功能模块在存储空间中的地址抽取出对应模块的二进制代码，然后将二进制代码结合其它描述信息封装到这种固定格式的软件包中。

根据可下载软件包的构造方法和软件包格式，构造出IEEE802.11 MAC层可下载软件包为分布协调功能软件包、集中协议功能软件包和层管理功能软件包，构造出IEEE802.16 MAC层可下载软件包为接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理软件包和连接管理软件包。

4)生成重配置文档

重配置协议构造过程的第四个步骤为生成重配置文档，重配置文档的格式如图11所示，分为三个部分，分别为可重配置参数信息、协议表信息和所需的软件包信息。其中可重配置参数信息包括可重配置参数名和可重配置参数值，协议表信息包含了协议运行过程中各模块的状态信息，以及各模块在每种状态下收到各种消息的处理函数。利用该文档格式分别生成IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的重配置文档，其中IEEE802.11 MAC层重配置文档包含的可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32；分段长度，参数值为2346字节。IEEE802.11MAC层重配置文档包含的软件包信息为：分布协调功能软件包；集中协调功能软件包；层管理功能软件包。IEEE802.16 MAC层重配置文档包含的可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32和8比特；分段长度，参数值为2048字节。IEEE802.16 MAC层重配置文档包含的软件包信息为：接入初始化功能软件包；服务流管理功能软件包；带宽管理功能软件包；连接管理功能软件包。

3.重配置协议替换过程

重配置协议替换过程主要完成IEEE802.11 MAC和IEEE802.16 MAC层通用协议部分和特殊协议部分的替换，从而实现对设备中整个MAC层协议的替换，重配置协议替换过程如图12所示。首先，将正在运行的IEEE802.11(或IEEE802.16)MAC层协议程序跳转到MAC层协议重配置替换程序，MAC层协议重配置替换程序主要负责分别替换当前正在运行的协议软件的通用协议部分和特殊协议部分的程序，在通用协议部分和特殊协议部分替换成功后，程序将跳转到新的IEEE802.16(或IEEE802.11)MAC层程序，重配置成功完成。

重配置协议替换过程包括3个步骤，如图12所示，分别为重配置文档及软件包下载、通用协议部分替换和特殊协议部分替换。

1)重配置文档及软件包下载

重配置文档及软件包下载步骤首先从网络侧中下载重配置文档，解析重配置文档得到模式替换所需的软件包信息，然后从网络侧中下载相应的软件包。如果当前运行的模式为IEEE802.11 MAC，则下载的软件包分别为接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理功能软件包和连接管理软件包。如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则下载的软件包分别为分布协调功能软件包，集中协调功能软件包和层管理功能软件包。

2)通用协议部分替换

通用协议部分替换步骤实现IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层通用协议部分的重配置，通用协议部分的替换包括公共协议功能的可重配置参数替换和协议表的替换。

公共协议功能的可重配置参数替换方法为：首先从下载的重配置文档中解析出可重配置参数信息，如果当前运行的模式为IEEE802. 11MAC，则可解析得到可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32和8；分段长度，参数值为2048；如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则可解析得到可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32；分段长度，参数值为2346。然后根据CRC校验位数参数在存储空间中的地址Addr1，将CRC校验位数替换为解析出的参数值，根据分段长度参数在存储空间中的地址Addr2，将分段长度替换为解析出的参数值。

协议表替换的方法为：首先从下载的重配置文档中得到协议表信息，如果当前运行的模式为IEEE802.11 MAC，则得到对应IEEE802.16 MAC的协议表，如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则得到对应IEEE802.11 MAC的协议表。然后根据协议表在数据存储空间的地址Addr3，将该地址空间中内容替换为新下载的协议表。

3)特殊协议部分替换

特殊协议部分替换步骤实现IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层的特殊协议功能模块的替换。首先解析软件包，得到模块地址和二进制代码长度信息，然后根据地址和长度信息将软件包中的二进制代码写到对应的地址空间中。如果当前运行的模式为IEEE802.11 MAC，则将下载下来的接入初始化功能软件包安装到Addr_SB1地址，服务流管理功能软件包安装到Addr_SB2地址，带宽管理功能软件包安装到Addr_SB3地址，连接管理功能软件包安装到Addr_SB4地址。如果当前运行的模式为IEEE802.16 MAC，则将下载下来的分布协调功能软件包安装到Addr_SA1地址，集中协调功能安装到Addr_SA2地址，层管理功能安装到Addr_SA3地址。通过特殊协议模块的替换，实现了IEEE802.11和IEEE802.16MAC层特殊协议功能模块的重配置。

通过对IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层通用协议部分和特殊协议部分的替换，从而实现了IEEE802.11和IEEE802.16 MAC层协议的重配置。

Claims

1.一种无线媒体接入控制层协议重配置方法，其特征在于：MAC层协议重配置包括三个过程，分别为重配置协议分解过程、重配置协议构造过程以及重配置协议替换过程；

重配置协议分解过程根据协议功能将IEEE802.11和IEEE802.16MAC层协议分解为通用协议部分和特殊协议部分，其中通用协议部分是两种协议公共部分的集合，包括公共协议功能、公共数据结构以及公共管理控制；特殊协议部分为两种协议各自的区别于另一种协议的协议功能的集合，包括IEEE802.11MAC层特殊协议功能和IEEE802.16MAC层特殊协议功能；

重配置协议替换过程分别替换IEEE802.11和IEEE802.16MAC层协议的通用协议部分和特殊协议部分，从而实现终端在IEEE802.11MAC层和IEEE802.16MAC层之间的动态重配置，该过程分为三个步骤，分别为重配置文档及软件包下载、通用协议部分替换和特殊协议部分替换。

2.根据权利要求1所述的无线媒体接入控制层协议重配置方法，其特征在于所述的重配置协议分解过程具体为：

a.得到通用协议部分中的公共协议功能分别为循环冗余校验CRC、分段和分段重组功能；循环冗余校验功能负责对收发方数据进行验证，保证数据收发的正确性，其中IEEE802.11MAC层协议中CRC校验的位数为32比特，IEEE802.16MAC层协议中CRC校验的位数为32和8比特；分段功能负责对发送的超过指定长度的数据序列进行分段，以便分多次进行发送，IEEE802.11MAC层协议中分段长度的默认值为2346字节，IEEE802.16MAC层协议中分段长度的默认值为2048字节；分段重组是分段的逆过程，主要功能是将接收到的多个分段数据进行重组，使之成为一个完整的数据序列；

b.得到通用协议部分中的公共数据结构分别为消息队列和协议表，消息队列用来保存MAC层协议运行过程中产生的各类消息，消息具有优先级并携带消息参数和消息的收发模块信息，消息队列为各类消息赋权值并进行优先级排队，协议表是一个三维的表格，表中存储了MAC层协议运行过程中各个模块的各种状态信息，以及在各模块中、各种状态下收到各种消息的处理函数；

c.得到通用协议部分中的公共管理控制为协议调度器，协议调度器是整个协议的调度核心，负责整个协议的运转，它从消息队列中取得优先级最高的消息，根据消息的参数从协议表中找到匹配的处理函数，并执行相应的协议功能；

d.得到特殊协议部分中的IEEE802.11MAC层特殊协议功能分别为分布协调功能DCF、集中协调功能PCF以及层管理功能。分布协调功能是IEEE802.11MAC层的基本访问控制方法，使用载波侦听多址访问/碰撞回避CSMA/CA的机制对网络中的所有站点进行分布式的控制，协调站点对共享信道的访问；集中协调功能主要用于集中式结构的网络中，接入控制点AP是网络中的控制核心，通过轮询的方式为网络中的站点分配访问信道的机会，层管理主要对MAC层协议的运行过程及状态进行管理；

e.得到特殊协议部分中的IEEE802.16MAC层特殊协议功能包括接入初始化功能、服务流管理功能、带宽管理功能和连接管理功能；接入初始化功能负责站点的初始化接入过程，包括测距、能力协商及注册过程，服务流管理功能负责站点与基站间服务流的动态建立、修改及删除，带宽管理功能主要负责分配网络带宽，根据连接的不同服务流特性为各个连接动态分配带宽，连接管理功能负责对网络中的所有连接进行管理，根据服务质量要求将不同类型的协议数据分类到不同的连接。

3.根据权利要求1所述的无线媒体接入层协议重配置方法，其特征在于重配置协议构造过程具体为：

第二步：存储器分配：通过存储器分配为IEEE802.11和IEEE802.16MAC层协议软件中的各功能模块及全局参数指定存储空间；存储器分配的方法为：①将终端的程序存储空间划分为通用存储区和特殊存储区，②将IEEE802.11和IEEE802.16MAC层的通用协议部分分配到通用存储区，每个功能模块对应一个指定的起始地址，③IEEE802.11和IEEE802.16MAC层的特殊协议部分分配到特殊存储区，每个功能模块对应一个指定的起始地址，④为每个协议模块分配的存储空间长度应该大于对应模块协议代码的长度，⑤将IEEE802.11和IEEE802.16MAC层协议软件中的全局参数指定到数据存储空间的指定地址，全局参数包括可重配置的参数和通用协议部分的公共数据结构；

第三步：构造可下载软件包：软件包的格式分为两个部分，分别为模块的二进制代码和对应的描述信息，其中描述信息包括该模块所属的协议版本、模块编号、模块属性、模块地址以及模块二进制代码的长度；可下载软件包构造的方法为：首先从特殊功能模块在存储空间中的地址抽取出对应模块的二进制代码，然后将二进制代码结合其它描述信息封装到这种固定格式的软件包中；根据可下载软件包的格式和软件包的构造方法，构造出IEEE802.11MAC层的可下载软件包分别为分布协调功能软件包、集中协调功能软件包和层管理功能软件包，构造出IEEE802.16MAC层可下载软件包为接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理功能软件包和连接管理功能软件包；

第四步：生成重配置文档：重配置文档的格式分为三个部分，分别为可重配置参数信息、协议表信息和所需的软件包信息；其中可重配置参数信息包括可重配置参数名和可重配置参数值，协议表信息包含了协议运行过程中各模块的状态信息，以及各模块在每种状态下收到各种消息的处理函数；利用该文档格式分别生成IEEE802.11和IEEE802.16MAC层的重配置文档，其中IEEE802.11MAC层重配置文档包含的可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32；分段长度，参数值为2346字节；IEEE802.11MAC层重配置文档包含的软件包信息为：分布协调功能软件包、集中协调功能软件包、层管理功能软件包；IEEE802.16MAC层重配置文档包含的可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32/8比特；分段长度，参数值为2048字节；IEEE802.16MAC层重配置文档包含的软件包信息为：接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理功能软件包、连接管理功能软件包。

4.根据权利要求1所述的无线媒体接入控制层协议重配置方法，其特征在于重配置协议替换过程具体为：

第一步：重配置文档及软件包下载：重配置文档及软件包下载方法为：首先从网络侧中下载重配置文档，解析重配置文档得到模式替换所需的软件包信息，然后从网络侧中下载相应的软件包；如果当前运行的模式为IEEE802.11MAC，则下载的软件包分别为接入初始化功能软件包、服务流管理功能软件包、带宽管理功能软件包和连接管理功能软件包；如果当前运行的模式为IEEE802.16MAC，则下载的软件包分别为分布协调功能软件包，集中协调功能软件包和层管理功能软件包；

第二步：通用协议部分替换：通用协议部分替换实现IEEE802.11和IEEE802.16MAC层通用协议部分的重配置，通用协议部分的替换包括公共协议功能的可重配置参数替换和协议表的替换；公共协议功能的可重配置参数替换方法为：首先从下载的重配置文档中解析出可重配置参数信息，如果当前运行的模式为IEEE802.11MAC，则可解析得到可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32/8；分段长度，参数值为2048；如果当前运行的模式为IEEE802.16MAC，则可解析得到可重配置参数信息为：CRC校验位数，参数值为32；分段长度，参数值为2346，然后根据CRC校验位数参数在存储空间中的地址Addr_1，将CRC校验位数替换为解析出的参数值，根据分段长度参数在存储空间中的地址Addr_2，将分段长度替换为解析出的参数值；协议表替换的方法为：首先从下载的重配置文档中得到协议表信息，如果当前运行的模式为IEEE802.11MAC，则得到对应IEEE802.16MAC的协议表，如果当前运行的模式为IEEE802.16MAC，则得到对应IEEE802.11MAC的协议表；然后根据协议表在数据存储空间的地址Addr_3，将该地址空间中内容替换为新下载的协议表；

第三步：特殊协议部分替换：特殊协议部分替换实现IEEE802.11和IEEE802.16MAC层的特殊协议功能模块的替换，首先解析软件包，得到模块地址和二进制代码长度信息，然后根据地址和长度信息将软件包中的二进制代码写到对应的地址空间中；如果当前运行的模式为IEEE802.11MAC，则将下载下来的接入初始化功能软件包安装到Addr_SB1地址，服务流管理功能软件包安装到Addr_SB2地址，带宽管理功能软件包安装到Addr_SB3地址，连接管理功能软件包安装到Addr_SB4地址；如果当前运行的模式为IEEE802.16MAC，则将下载下来的分别协调功能软件包安装到Addr_SA1地址，集中协调功能软件包安装到Addr_SA2地址，层管理功能软件包安装到Addr_SA3地址。