Wi-Fi NAN 架构(Wi-Fi Aware Specification v4.0,第2章:2.7~2.9)

1. NAN 介质访问控制层(MAC)

NAN MAC负责通过参与 NAN同步信标帧(NAN Synchronization Beacon frame)的传输,获取并维护设备所在的NAN集群的同步。作为同步功能的一部分,NAN MAC运行 TSF 定时器。NAN MAC还负责传输 NAN发现信标帧(NAN Discovery Beacon frames)以及执行 被动NAN发现(passive NAN discovery),以识别可用的 NAN 集群。
NAN MAC为 NAN发现引擎(NAN Discovery Engine)提供帧传输和接收服务。NAN MAC在 发现窗口(Discovery Window)内传输帧前需竞争信道访问权限。此外,NAN MAC在发现窗口外传输帧前也需竞争信道访问权限。

2. NAN 设备寻址

NAN设备应维护一个 NAN管理接口地址(NMI, NAN Management Interface Address),并可以维护一个或多个 NAN数据接口地址(NDIs,NAN Data Interface Addresses)。NMI和NDI可以是全局唯一或本地管理的地址。NDI可能与NMI相同。
NAN设备在NAN集群内发送的所有管理帧中,应使用NMI或NDI作为 发送端地址(transmitter address)。对于单播管理帧,NAN设备应使用目标NAN设备的NMI或NDI作为 接收端地址(receiver address);对于广播至NAN集群内所有设备的管理帧,应使用广播地址作为接收端地址。管理帧中发送端地址和接收端地址的NMI或NDI使用规则详见下图。
NAN设备可更改其NMI。建议需隐私保护的特定服务协调NMI的变更。
当NAN设备与对等NAN设备建立 NDP(NAN Data Path)时,其应选择该NDP的NDI。NAN设备应将此NDI用作与该NDP相关的所有数据帧的发送端地址。
NAN设备可为多个不同的NDP使用相同的NDI,也可为不同NDP使用不同的NDI。例如,设备可为具有不同安全要求的NDP分配不同NDI。
NDL(NAN Data Link)由建立该NDL的两个NAN设备的NMI唯一标识。下图展示了两个NAN设备间NDL中NDI和NMI的使用方式。
2.1 NAN网络ID
NAN网络ID定义为MAC地址51-6F-9A-01-00-00。组播NAN服务发现帧(Multicast NAN Service Discovery frames)和NAN动作帧(NAN Action frames)应在A1字段中使用组播地址51-6F-9A-01-00-00。
2.2 NAN群集ID
NAN集群ID是一个MAC地址,取值范围为50-6F-9A-01-00-00至50-6F-9A-01-FF-FF,并按照下图的规定携带在部分NAN帧的A3字段中。NAN集群ID由发起该NAN集群的设备随机选择。
2.3 NAN帧与非NAN帧的地址字段
在NAN操作中(USD 除外),不同类型帧的toDS、fromDS、A1、A2和A3字段的设置如上图和下图所示。
多播数据帧(Multicast Data frame)可作为单播地址格式的 A-MSDU(聚合MAC服务数据单元)进行传输。该格式要求A-MSDU子帧头的 DA地址(目标地址)设置为对应MSDU的组播地址。NAN 设备应具备接收此类A-MSDU帧的能力。
NAN设备可发送 未加密的组播数据帧(unsecure multicast data frames)。但接收方NAN设备可基于自身策略选择忽略未加密的组播数据帧。
USD(Unicast Service Discovery)中不同类型 NAN 服务发现帧(NAN SDFs)的toDS(到分布式系统)、fromDS(来自分布式系统)、A1、A2和A3字段设置如下图所示。

3. 要求

3.1 基础Wi-Fi联盟认证先决条件
NAN设备需通过以下Wi-Fi联盟认证:
  • 2.4 GHz频段的802.11n认证(强制要求)
  • 5 GHz频段的802.11n认证(可选)
  • 5 GHz频段的802.11ac认证(可选)
3.2 NAN特定要求
此外,NAN 设备还应支持以下功能:
  • 设备时钟精度
    • 在 0-80°C的温度范围内,NAN设备的时钟精度应达到+/-500 ppm或更好。
  • 数据速率
    • 最低OFDM数据速率:6、9、12、18、24、36、48和54Mbps
    • NAN同步信标帧(NAN Synchronization Beacon frames)和NAN发现信标帧(NAN Discovery Beacon frames)应以6Mbps速率传输
    • NAN服务发现公共动作帧(NAN Service Discovery Public Action frames)可使用任意强制OFDM数据速率传输
  • 测距功能
    • 支持测距的NAN设备需能作为FTM协议(精细时间测量协议,Fine Timing Measurement Protocol)的发起方(initiator)和响应方(responder)
    • 在服务发现过程中发起的测距操作中,订阅设备(subscribe device)应担任 FTM 发起方角色

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