無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)(已修改)
2025-01-06 05:44 本頁(yè)面
【正文】 《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》講義 第五章、通信標(biāo)準(zhǔn) 2023年 8月 20日 內(nèi)容提要 1. IEEE 2. ZigBee標(biāo)準(zhǔn) 3. 6LowPan草案 4. 主要參考文獻(xiàn) 內(nèi)容提要 1. IEEE 2. ZigBee標(biāo)準(zhǔn) 3. 6LowPan草案 4. 主要參考文獻(xiàn) IEEE ? IEEE ? 網(wǎng)絡(luò)組成及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 協(xié)議棧架構(gòu) ? 功能概述 ? 物理層規(guī)范 ? 信道分配及調(diào)制方式 ? 物理層幀格式 ? 物理層功能實(shí)現(xiàn) ? MAC子層規(guī)范 ? MAC子層的信道訪問(wèn)方式 ? MAC子層的幀格式 ? MAC子層的功能實(shí)現(xiàn) IEEE ? IEEE ? 網(wǎng)絡(luò)組成及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 協(xié)議棧架構(gòu) ? 功能概述 ? 物理層規(guī)范 ? 信道分配及調(diào)制方式 ? 物理層幀格式 ? 物理層功能實(shí)現(xiàn) ? MAC子層規(guī)范 ? MAC子層的信道訪問(wèn)方式 ? MAC子層的幀格式 ? MAC子層的功能實(shí)現(xiàn) IEEE ? 目標(biāo)：為在個(gè)人操作空間（ POS）內(nèi)相互連通的無(wú)線設(shè)備提供通信標(biāo)準(zhǔn)。 ? IEEE – TG1：制定 IEEE （藍(lán)牙無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)）；中等速率、近距離的 WPAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 – TG2：制定 IEEE ，研究 IEEE IEEE （無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)）的共存問(wèn)題 – TG3：制定 IEEE ，研究高傳輸速率 WPAN標(biāo)準(zhǔn)。 – TG4：制定 IEEE ，研究低速 WPAN標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE IEEE ： ? 實(shí)現(xiàn) 20kbps、 40kbps、 100kbps、 250kbps四種不同的傳輸速率； ? 支持星型和點(diǎn)到點(diǎn)兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； ? 在網(wǎng)絡(luò)中采取兩種地址方式： 16位地址和 64位地址。其中 16位地址是有協(xié)調(diào)器分配的， 64位地址是全球唯一的擴(kuò)展地址； ? 采用可選的時(shí)槽保障（ Guaranteed Time Slots， GTS）機(jī)制； ? 采用帶沖突避免的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（ Carrier sense multiple access with collision avoidance， CSMACA）的信道訪問(wèn)機(jī)制； ? 支持 ACK機(jī)制以保證可靠傳輸； ? 低功耗機(jī)制； ? 信道能量檢測(cè)（ Energy Detection， ED）； ? 鏈路質(zhì)量指示（ Link quality indication， LQI）； ? 工作在 ISM頻段上，其中在 2450 MHz 波段上有 16個(gè)信道，在915MHz波段上有 30個(gè)信道，在 868MHz上有 3個(gè)信道； ? 數(shù)據(jù)安全策略。 IEEE ? IEEE ：在一個(gè) POS內(nèi)使用相同無(wú)線信道并通過(guò) IEEE 。 ? 全功能設(shè)備（ FFD）和精簡(jiǎn)功能設(shè)備（ RFD） ? 協(xié)調(diào)器：與 RFD相關(guān)聯(lián)的 FFD設(shè)備 ? PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器：成員身份管理、鏈路信息管理、分組轉(zhuǎn)發(fā) IEEE 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 所有設(shè)備都與中心設(shè)備 PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通訊 ? 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器持續(xù)供電，其他設(shè)備電池供電 ? 適合家庭自動(dòng)化、個(gè)人計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、個(gè)人康護(hù)護(hù)理等小范圍的室內(nèi)應(yīng)用 IEEE 點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 任何兩個(gè)設(shè)備之間都可以通訊 ? 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)管理鏈路狀態(tài)信息、認(rèn)證設(shè)備身份等功能 ? 允許多跳路由的方式傳輸數(shù)據(jù) ? 適合于設(shè)備分布范圍廣的應(yīng)用（工業(yè)檢測(cè)與控制） IEEE IEEE 協(xié)議棧架構(gòu) ? 基于開(kāi)放系統(tǒng)互連模型（ OSI） ? 每一層都實(shí)現(xiàn)部分通信功能，并向高層提供服務(wù) ? 物理層由射頻收發(fā)器和底層的控制模塊組成 ? 數(shù)據(jù)鏈路層的 MAC子層為高層訪問(wèn)物理信道提供點(diǎn)到點(diǎn)通訊的服務(wù)接口 ? 特定服務(wù)的聚合子層（ SSCS）為 IEEE MAC層接入 IEEE 中定義的鏈路控制子層（ LLC）子層提供聚合服務(wù) ? LLC為應(yīng)用層提供鏈路層服務(wù) IEEE ? IEEE ? 超幀結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)傳輸模型 ? MAC層幀結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)可靠傳輸機(jī)制 ? 低功耗策略 ? 數(shù)據(jù)的安全服務(wù) IEEE ?以超幀為周期組織 LRWPAN內(nèi)設(shè)備間的通訊 ?信標(biāo)幀包含超幀將持續(xù)的時(shí)間以及對(duì)這段時(shí)間的分配等信息 ?超幀將時(shí)間劃分為活躍和不活躍兩個(gè)部分 ?不活躍階段：設(shè)備進(jìn)入休眠狀態(tài) ?活躍階段：信標(biāo)幀發(fā)送時(shí)段、競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)時(shí)段和非競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)時(shí)段；劃分為 16個(gè)等長(zhǎng)時(shí)槽 ?CSMACA訪問(wèn)機(jī)制； 不 活 躍 時(shí) 段 ( I n a c t i v e )信 標(biāo) 幀 信 標(biāo) 幀超 幀 持 續(xù) 時(shí) 間 長(zhǎng) 度 ( S D )信 標(biāo) 幀 周 期 ( B I )G T S G T S競(jìng) 爭(zhēng) 訪 問(wèn) 時(shí) 段 ( C A P )無(wú) 競(jìng) 爭(zhēng) 訪 問(wèn)時(shí) 段 ( C F P ) IEEE ? IEEE ? 網(wǎng)絡(luò)組成及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 協(xié)議棧架構(gòu) ? 功能概述 ? 物理層規(guī)范 ? 信道分配及調(diào)制方式 ? 物理層幀格式 ? 物理層功能實(shí)現(xiàn) ? MAC子層規(guī)范 ? MAC子層的信道訪問(wèn)方式 ? MAC子層的幀格式 ? MAC子層的功能實(shí)現(xiàn) IEEE 信道分配和調(diào)制方式 頻段 (MHz) 擴(kuò)頻參數(shù) 數(shù)據(jù)參數(shù) 片速率 (kchip/s) 調(diào)制方式 比特速率 (kb/s) 符號(hào)速率 (ksymbol/s) 符號(hào) 868– 300 BPSK 20 20 二進(jìn)制 902–928 600 BPSK 40 40 二進(jìn)制 868–* 400 ASK 250 20bitSPSS 902–928* 1600 ASK 250 50 5bitSPSS 868–* 400 OQPSK 100 25 16ary正交 902–928* 1000 OQPSK 250 16ary正交 2400– 2023 OQPSK 250 16ary正交 注： *項(xiàng)為可選項(xiàng)目，系 IEEE 物理幀格式 Ocets
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