1、概述

高性能局域網(wǎng)（Hiper LAN）中的Hiper LAN 是High performance Radio Local Access Network的縮寫。它是由ETSI制定高性能無線局域網(wǎng)協(xié)議，所謂高性能即有相對(duì)較高的QoS保證并支持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。ETSI所制訂的標(biāo)準(zhǔn)有4個(gè)：HiperLAN1、HiperLAN2、HiperLink和HiperAccess。其中HiperLink用于室內(nèi)無線主干系統(tǒng)，HiperAccess用于室外對(duì)有線通信設(shè)施提供固定接入，HiperLAN1和HiperLAN2則用于無線局域網(wǎng)接入。

2、關(guān)于HiperLAN1

ETSI于1999年發(fā)布了HiperLAN1標(biāo)準(zhǔn)。HiperLAN1提供了一條實(shí)現(xiàn)高速無線LAN連接、減少無線技術(shù)復(fù)雜性的快捷途徑。它采用了在GSM蜂窩網(wǎng)絡(luò)和蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD，Cellular Digital Packet Data）中廣為人知并廣泛使用的高斯最小移頻鍵控（GMSK）調(diào)制技術(shù)。它工作于5GHz頻段，其數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)20Mbits/s。

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3、關(guān)于HiperLAN2

HiperLAN2是HiperLAN1的演進(jìn)版本，發(fā)布于2000年2月，與HiperLAN1相比，HiperLAN2則采用了被稱為正交頻分復(fù)用（OFDM）的新型無線技術(shù)，仍然工作于5GHz頻段。HiperLAN2所具有的引人注目的特性是它的高速率，這一速率有時(shí)被誤稱為54Mbit/s。實(shí)際上，54Mbit/s是它的原始空中速率。但對(duì)于應(yīng)用來說，其持續(xù)吞吐量接近20Mbit/s。它的另一項(xiàng)關(guān)鍵特性是對(duì)QoS（服務(wù)質(zhì)量）的支持，這對(duì)于視頻和語音之類的應(yīng)用將是非常重要的。HiperLAN在將高速度與QoS結(jié)合后，將帶來全新類型的應(yīng)用，如將視頻信號(hào)分發(fā)到家庭等。

HiperLAN2架構(gòu)提供了到包括以太網(wǎng)（它將是第一個(gè)得到支持的網(wǎng)絡(luò)）、IP、ATM和PPP等多種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的連接。它使其他網(wǎng)絡(luò)得以無縫地延長，因此，有線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將HiperLAN2節(jié)點(diǎn)當(dāng)做其他網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。第三層上的所有普通網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如IP、IPX和AppleTalk）都可以在HiperLAN2上運(yùn)行，從而使所有基于普通網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都可以實(shí)現(xiàn)。像其他無線LAN技術(shù)一樣，HiperLAN2移動(dòng)終端發(fā)出的數(shù)據(jù)通過接入點(diǎn)（AP）將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)接到有線網(wǎng)絡(luò)上。它亦可在各個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間直接通信，雖然在實(shí)際操作時(shí)可能用得并不太多。

如圖3所示，HiperLAN2確定了一個(gè)物理層和一個(gè)鏈路層。位于這兩層之上的是匯聚層，它從現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)包或ATM信元，并將它們轉(zhuǎn)化為適用于無線媒體的傳輸模式。

圖3：HiperLAN2協(xié)議棧

HiperLAN2的一個(gè)獨(dú)特之處是采用了OFDM。雖然在此之前，OFDM已經(jīng)在歐洲數(shù)字話音廣播（DAB）標(biāo)準(zhǔn)和不對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）中得到使用，但是它還從來沒有在無線LAN中使用過。在色散環(huán)境中，信號(hào)可能沿多個(gè)途徑抵達(dá)目的地，因而產(chǎn)生不同的時(shí)延，這時(shí)采用OFDM十分有效。在高速率數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，這些時(shí)延可能導(dǎo)致碼間干擾。還有數(shù)據(jù)是如何編碼的，每條副信道采用什么調(diào)制方式等問題需要解決。編碼涉及到采用哪種連續(xù)數(shù)據(jù)序列和正向糾錯(cuò)（FEC）方式等。大部分低速率無線LAN都不使用FEC，但是HiperLAN2提供多種糾錯(cuò)級(jí)別，每個(gè)級(jí)別對(duì)應(yīng)于一定的糾錯(cuò)性能來保證誤碼率。HiperLAN2還采用多種調(diào)制方式。在情況變化時(shí)，通過動(dòng)態(tài)地選用相應(yīng)的FEC級(jí)別和調(diào)制方式，HiperLAN2可以在保證較大的信噪比的情況下以較高數(shù)據(jù)速率傳送；而在惡劣的情況下，可降低傳輸速率。

在HiperLAN2中，數(shù)據(jù)鏈路層是面向連接的，這一點(diǎn)把它和其他無線LAN技術(shù)區(qū)分開。在一個(gè)移動(dòng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)之前，數(shù)據(jù)鏈路層在所謂的信令階段與接入點(diǎn)相連，以便建立一個(gè)臨時(shí)的連接。這種連接方式允許協(xié)調(diào)QoS的參量，如帶寬和時(shí)延要求等。它亦可保證其他終端不會(huì)干擾后繼數(shù)據(jù)的傳輸。相反，符合IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端只要無線信號(hào)可用就開始進(jìn)行通信，這會(huì)造成與其他終端的包沖突。但是，必須指出的是，IEEE 802.11的確提供了實(shí)施像語音這類同步應(yīng)用的獨(dú)立機(jī)制。

HiperLAN2通過時(shí)隙實(shí)現(xiàn)QoS。QoS參數(shù)包括帶寬、誤比特率、等待時(shí)間和抖動(dòng)等。一個(gè)移動(dòng)終端發(fā)起傳輸數(shù)據(jù)初始請(qǐng)求時(shí)，將使用隨機(jī)接入信道的一些特定時(shí)隙。在這種隨機(jī)接入信道中，可能會(huì)出現(xiàn)來自不同移動(dòng)終端之間的數(shù)據(jù)沖突。但由于這些信息很短，不會(huì)引起太大問題。

接入點(diǎn)AP將在傳輸信道中的一個(gè)時(shí)間段上分配特定的時(shí)隙來完成接入。這樣，此移動(dòng)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)就不會(huì)被此頻段上的其他移動(dòng)終端所阻塞。控制信道給發(fā)信者提供反饋信息，表明接收到的數(shù)據(jù)是否有誤碼，是否需要重發(fā)。數(shù)據(jù)鏈路層的上面是匯聚層，它響應(yīng)來自更高層的業(yè)務(wù)需求，并且按要求為數(shù)據(jù)選擇合適的格式。這一層支持基于分組的（以太網(wǎng)），或基于ATM信元的通信。當(dāng)完成以太網(wǎng)通信時(shí)，匯聚層保持以太幀，采用傳統(tǒng)的“盡力而為”（best-effort）方式，或IEEE 802.11p優(yōu)先方案進(jìn)行通信。

HiperLAN2的另一項(xiàng)具有創(chuàng)新精神的特性是自動(dòng)頻率管理，這一特性大大簡化了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。為提供連續(xù)的覆蓋區(qū)域，接入點(diǎn)需要有重疊覆蓋區(qū)域。服務(wù)區(qū)域范圍一般在室內(nèi)為30m，在無障礙環(huán)境中為150m。接入點(diǎn)對(duì)周圍的HiperLAN無線信道進(jìn)行監(jiān)控，并自動(dòng)選擇未使用的信道，這一特性消除了對(duì)頻率規(guī)劃的需要，使部署變得相對(duì)簡單。

移動(dòng)終端從一個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)內(nèi)，漫游到另一個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)時(shí)，當(dāng)它在另一個(gè)無線信道中檢測(cè)到更好的信號(hào)之后，它將切換到這個(gè)新的接入點(diǎn)上。新的接入點(diǎn)從原接入點(diǎn)獲得此移動(dòng)終端連接的詳情，從而可以平滑過渡繼續(xù)通信。HiperLAN還能為移動(dòng)終端提供保密通信。這時(shí)，首先通過使用一個(gè)Diffie Helhnan密鑰來換取一個(gè)保密過程密鑰，在接入點(diǎn)上建立一個(gè)過程。然后，如果存在適用的PKI，則通過保密密鑰或公共密鑰來完成鑒權(quán)過程。采用DES或TripleDES進(jìn)行數(shù)據(jù)加密。使用這種安全機(jī)制，在HiperLAN上通信的安全性，至少與有線LAN一樣。

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4、HiperLAN技術(shù)的應(yīng)用

由于HiperLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由歐洲的ETSI研究制定的，特別適用于歐洲市場(chǎng)環(huán)境。另外，HiperLAN2的產(chǎn)品性能與IEEE 802.11a相類似。事實(shí)上，IEEE 802.11a和HiperLAN2具有相同的物理層，加上IEEE 802.11后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)，還有Wi-Fi聯(lián)盟（WFA）對(duì)IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的大力推廣，使得于HiperLAN產(chǎn)品的推進(jìn)遠(yuǎn)不如Wi-Fi產(chǎn)品。下表4是HiperLAN/2與 802. 11的技術(shù)特性比較。

表4：HiperLAN/2與 802. 11的技術(shù)特性比較

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