当一个新SS或节点要接人和注册到－个网络时，系统将支持可应用的程序。在下面我们所描述的所有网络接人 过程只适用于PMP操作环境。一个SS的初始化过程如图1所示。该图显示了一个55在初始化中各阶段的所有流程， 仅简单地表示该过程的概要，不存在错误路径。
SS接人和初始化的整个过程可以分为以下几个阶段：
①扫描下行链路信道，并与BS建立同步。
②从UCD消息获得传输参数。
③执行测距。
④协商基本能力。
⑤授权SS，并执行密钥交换。
图1 SS初始化概要过程
⑥执行注册。
⑦建立IP连接。
⑧建立日期时间。
⑨转移操作参数。
⑩建立连接。
其中，建立IP连接、建立日期时间及传递运行参数阶段在SS处是可选的。只有SS在REG－REQ消息中标明它是一 个管理的SS时，这些阶段才仅仅被执行。
从设各制造商那里出产出来的每个SS都包含如下信息：
①在制造阶段被分配一个48b的的MAC地址，用于在初始化阶段各个服务提供商对SS进行识别。
②标准定义的安全信息（如X.509证书）用于安全服务器对SS的鉴权，以及SS对安全和服务提供商的响应鉴杈。
③扫描和下行链路同步。
在初始化或信号丢失后，SS将尝试获得下行链路信道。SS将首先试图使用上次运行时保存的操作参数来重新获 得该下行链路信道。如果失败，它将开始继续扫描运行下行链路频带上的可能信道，直到它找到一个有效下行链 路信号。
一旦物理层实现同步，根据物理层的指示，MAC层将试图获得对下行链路和上行链路的信道控制参数。
①获得下行链路参数和上行链路参数。MAC将搜寻DL-MAP MAC管理消息。一旦SS收到至少一个DL－MAP消息，它 就实现MAC同步。只要55继续成功地接收它的信道的DL－MAP和DOD消息，MAC就保持在同步状态中。如果已经达到 丢失的DL－MAP间隔（在下行链路同步前，从接收到的DL－MAP消息以来的时间被考虑为丢失）时都没有收到 一个有效的DL MAP消息或已达到T1间隔（等待DOD时间到）时都没有收到一个有效的DOD消息，55将试图重新建立 同步。
同步后，SS将等待BS的UCD消息以重新得到可能上行链路信道的一组传输参数。BS为所有可用上行链路信道使用 MAC广播地址周期性地传输这些消息。55从信道描述参数中将决定是否可能使用上行信道。SS将收集所有UCDs（在 它们的信道ID中不同）来建立一组可用信道IDs。在适当的一段时间后，如果没有找到信道，SS将继续扫描以找到 其他下行信道。
SS将从信道描述参数决定是否可以使用上行信道。如果该信道不适合，那么SS将尝试下一个信道ID直到它找到 一个可用信道；如果该信道合适，SS将从UCD中为该上行信道提取参数，它将等待下一个DL MAP消息，并从该消息 中提取时间同步。SS然后为选择的信道等待一个带宽分配映射，它可能根据MAC操作和带宽分配机制开始上行传输 。
SS将至少执行初始测距。如果初始测距不成功，那么选择下一个信道ID，并且该过程从UCD提取重新开始。 当不再有信道IDs可以尝试时，55将继续扫描找到另一个下行信道。只要继续成功地接收到UL－MAP和UCD消息， 55MAC被认为具有有效上行参数。
②初始测距和参数调整。测距是获得正确的时间偏移和功率调整的过程，通过该过程，SS的发送与标记微时隙 边界开始的符号对齐，并且在适当的接收门限内被接收。通过物理层的时间延迟应该相对恒定。物理层时延的任 何变化都应该被认为在上行物理层开销的保护时间内。
首先，QQ与下行同步，并从UCD MAC管理消息得到上行信道特性。随后SS将扫描UL MAP消息找到初始测距间隔。 BS将分配一个包含一个或多个发送机的初始测距间隔。对于SC、SCa和OFDM三种PHY规范，发送机的大小由UCD中TLV格式中的测距请求机大小指定。
对SC、SCa和OFDM物理层，SS将生成一个RNG REQ消息，并在初始测距间隔中发送。消息中的CID域将被设置为未 被初始化的SS的值。对于OFDMAPHY，SS将通过用于初始测距的上行分配区间发送初始测距CDMA码来初始化初始测 距过程，而不需要在竞争时隙中发送RNG－REQ消息。
测距调整每个SS的时间偏移，从而使得SS和BS保持一致。SS将设置它的初始时间偏移为与BS邻近的SS的内部固 定延迟的数量。该值包括特定实现引人的延迟、可能包括下行PHY交织延迟（如果存在）。
当初始测距发送机会发生时，SS将发送RNG REQ消息。从而，SS就像与BS步调一致，发送RNG－REQ消息。
SS将根据式（1）为初始测距计算发送信号强度：
PTX_IR_MAX=EIRxPIP,max+BS_FIPR-RSS (1)
其中，EIRxPIP,max和BS_EIPR从DOD中获得，RSS是SS测量的RSSI，正如各种PHY规范中描述的那样。
当SS天线的接收和发射增益完全不同时，SS将使用式（2）计算初始测距的发送信号强度：
PTX_IR_MSX=EIRxPIP,max=BS_FIPR-RSS=(GRx_XX-GTx_SS) (2)
其中，GRx_SS是SS的接收天线增益，GTx_SS是SS的发射天线增益。
在EIRxPIR，max和BS_EIPR未知的情况下，SS将从BS定义的发射功率水平开始发射。
注意，ElPxRIP,max是等效全向接收功率，对简单的单向天线接收机计算为RSSIR,max-GANT_BS_Rx，其中， RSSIR,max是天线输出端的接收信号强度，GANT_BS_Rx是接收天线增益；BS_EIPR是BS的等效全向发射功率，对简 单的单向天线发射机计算为PTX＋GANT_BS_TX，其中，PTX是发射功率，GANT＿BS_TX是发射天线增益。
对SC、SCa和OFDM物理层，SS以低于PTX_IR_MAX的功率水平（在天线连接器处测得）发送RNG REQ消息。如果SS 没有收到响应，它将在下一个适当的初始测距发送机以加一步长功率水平重发RNG REQ消息.如果SS收到包含帧号 的响应，RNG REQ消息在该帧中被发送，它将认为发送尝试不成功，但执行RNGRSP消息中指定的修正，并且在适当 退避延迟后发送另一个RNG REQ消息。如果SS收到一个包含它的MAC地址的响应，它就认为RNG RSP消息接收成功。
当一个WMAN SCa或WMAN－OFDM的BS在测距时隙中检测到一个它不能进行译码的发送时，它通过发送一个包含发 送帧号和发送帧机会的RNG RSP消息来响应，而不是发送一个包含发送55的MAC地址的RNG－RSP消息来响应。
BS一旦成功地接收到RNG REQ消息，它将利用初始测距CID返回RNG－RSP消息。在RNG－RSP消息中，基本CID和第 一管理CID将分配给对应的SS，该消息也包括RF功率水平调整信息、偏移频率调整和任何定时偏移校正。在这里， BS将开始使用针对SS的基本CID的初始测距间隔来完成测距过程。
SS现在将等待分配给它的基本CID的一个单独的初始测距间隔。使用该间隔，SS将使用连同任一功率水平和定时 偏移校正的基本CID传输另一个RNG－REQ消息。
BS将返回另一个更加需要调整的任一RNG－RSP消息给55。测距要求/响应步骤将重复进行，直到响应中包含 一个测距成功通知或BS中止测距。一旦测距成功（RNG－REQ在BS的容许范围内），SS将在上行中的加人正常数据 业务。
注意，用于上行传输的突发配置由上行间隔使用码（Uplink Interval UsageCode，UIUC）定义，每个UIUC映射 到每个UCD消息中的一个突发配置。
一旦接收到一个RNG－RSP指示要求移到一个新的下行频率和／或上行信道ID，SS将认为把任何以前分配的基本 CID、管理CID和第二管理CID释放掉，并且通过初始测距和注册，获得新的基本CID、管理CID和第二管理 CID。
RNG RSP由BS发送后有可能丢矢，SS将通过超时和重发它的初始RNG－REQ来恢复。由于SS在测距请求中通过源 MAC地址标识，BS可能立即重新使用先前分配的基本CID、管理CID和第二管理CID。如果BS分配新的基本 CID、管理CID和第二管理CID，它将采取一些措施来老化不再使用的旧CID。
作为对RNG RSP的收到（或未收到）的结果，一个SS中的本地参数（如发射功率）的调整被认为与实现有关，受 如下条件限制：
所有参数总是在被认可的范围内；
功率调整将从上面描述方法选择到的初始值开始，除非一个有效功率设置从非易失性存储中是可利用的，在这 种情况下，该值可能被用来作为开始点；
功率调整能够按照响应RNG－RSP消息中指定的数量减少或增加；
在初始化期间，如果功率增加到值（没有来自BS的响应），则功率将返回到值。
收到RNG－RSP后，SS将不应该发射，直到RE信号根据RNG－RSP调整并稳定。对于工作在llGHz以下的系统，BS可 能另外在初始测距时隙中响应无法译码的消息。
③协商基本能力。完成测距后，SS立即通过传送一个SBC－REQ消息通知BS自身的基本能力。BS以一个SBC－RSP 消息响应，根据自身的能力接受或拒绝该SS。
④注册和IP版本协商。注册是55被允许接人网络以及被管理的55接收到它的第二管理CID而成为易管理的过程。 为了注册一个BS，SS将发送一个REG－REQ消息给这个BS，BS将用一个REG RSP消息响应。对在REG－REQ消息中被说 明为是被管理的SS，REG RSP消息将包含第二管理CID。
一旦SS已向BS发送了一个REG－REQ消息，它将等待REG－RSP以获得转发业务到网络的授权。对于被管理的SS， BS在发送完REG－RSP以后将等待一个TFTP CPI－T。如果计时器T13间隔（SS收到一个REG RSP消息后，允许发送一 个TFTP－CPLT消息给BS的时间）内超时，BS将同时从那个SS去掉管理CIDs和采取一些措施去老化这些CIDs。
SS可能在REG－REQ消息中包括IP版本参数，用来表明它在第二管理连接中支持的IP版本。当IP版本参数在REG－ REQ消息中出现时，BS将在REG－RSP消息中包含IP版本参数，用来命令SS在第二管理连接上使用指定的IP版本。BS 指定的IP版本应该是SS能够支持的IP版本中的一个。
在REG－REQ消息中省略IP版本参数将被认为仅支持IPv4。从而，REG－REQ消息中省略IP版本参数将被认为在第 二管理连接上使用IPv4。
⑤建立IP连接。为了获得IP地址和建立IP连接所需的其他任何参数，55将调用DHCP机制（IETF RFC 2131）。如 果55具有配置文件，DHCP响应将包含一个文件的名字，该文件包含了更详细的配置参数。IP连接的建立将在55的 第二管理连接上执行。
⑥建立日期时间。SS和BS需要知道当前的日期和时间。管理系统重获带时间戳的日志事件有这个要求。该过程 不需要被鉴别，只需要被到近的秒。
取得日期时间的协议在IETF RFC 868中定义，请求和响应使用UDP传送。从服务器获得的时间（UTC）应该与从 DHCP响应中收到的时间偏移结合在一起，来创建当前的本地时间。日期时间的建立将在55的第二管理连接上执行 。
对一个成功的注册来说，成功地获得日期时间不是强制的，但对接下来的操作是必须的。日期时间请求的具体 超时值与实现有关。然而，在5分钟内，SS发出的日期时间请求将不会超过3个。
⑦转移操作参数。DHCP操作成功以后，如果DHCP响应中已指定，SS将使用TFTP在第二管理连接上55配置文 件。DHCP配置文件服务器被DHCP响应中的“siaddr”域指定。SS将对TFTP操作使用基于二进制指数退避算法的自 适应超时值。
当配置文件成功后，SS将通过在SS的管理连接上发送TFTP－CPI－T消息通知BS。TFTP CPI－T消息将周 期性地不断发送，直到从BS收到一个TFTP－RSP消息；或者重试竭尽，SS将终止重传。
⑧建立预各连接。操作参数传递完成（对于被管理的终端）或注册完成（对于没有被管理的终端）之后，BS将发送DSA REQ消息给SS，以用来为指派给该55的服务流建立连接。SS响应DSA－RSP消息。
3．安全子层
MAC层包含一个单独可选的安全子层来提供加密、鉴权、密钥交换等与安全有关的功能。IEEE 802．16通过加密SS和BS之间的连接给用户提供秘密接人固定宽带无线网络的能力。此外，BS通过加密相关的业务流禁止未经授权的访问，还给运营商提供强大的防盗用功能。加密采用带鉴权的C/S密钥管理协议。在该协议中，服务器端BS控制对客户端55的密钥资料的分发。另外，通过在密钥管理协议中增加基于数字的55鉴权，极大地增强了基本加密机制。
如果SS指明它不支持IEEE 802.16安全，那么授权和密钥交换步骤将被跳过。如果BS支持IEEE 802.16加密，那么将认为SS通过了鉴杈，否则，不能被服务。密钥交换和数据加密都不会执行。
IEEE 802．16标准的安全子层定义了两部分内容：
（1）加密封装协议
该协议负责加密接人固定BWA网络的分组数据，定义了加密和鉴权演算法，以及这些演算法在MAC PDU净荷中的应用规则（加密只针对MAC PDU中的净荷部分，MAC头不被加密）。
（2）密钥管理协议（PKM）
PKM负责从BS到SS之间密钥的安全分发，SS和BS之间密钥资料的同步，以及BS强迫接入网络业务。PKM采用客户端／服务器模型，SS作为客户端请求密钥，BS作为服务器端回应55的请求并授权给SS的密钥。PKM使用CPS子层中定义的MAC管理消息来完成上述功能。PKM支持周期性地重新授权机密钥更新机制。PKM使用X．509（IETF RFC3280）数字证书、RSA公钥加密演算法[PKCS艹1］，以及强对称演算法进行BS和55之间的密钥交换，通过使其基于数字证书方式，进一步加强了PKM的安全性能。
欢迎转载，信息来源维库电子市场网（www.dzsc.com）
免责声明: 凡注明来源本网的所有作品，均为本网合法拥有版权或有权使用的作品，欢迎转载，注明出处。非本网作品均来自互联网，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
