無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ieee802154-lzy(已修改)
2025-02-21 20:07 本頁面
【正文】 《 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 》 講義 第五章、通信標(biāo)準(zhǔn) 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)相互連通的無線設(shè)備提供通信標(biāo)準(zhǔn)。 ? IEEE ? TG1：制定 IEEE （藍(lán)牙無線個(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 （無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)）的共存問題 ? 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多路訪問（ Carrier sense multiple access with collision avoidance， CSMACA）的信道訪問機(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)使用相同無線信道并通過 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 ?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 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) IEEE ?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） 點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) IEEE ? 基于開放系統(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 協(xié)議棧架構(gòu) 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)訪問時(shí)段和非競(jìng)爭(zhēng)訪問時(shí)段；劃分為 16個(gè)等長時(shí)槽 ?CSMACA訪問機(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 度 ( S D )信 標(biāo) 幀 周 期 ( B I )G T S G T S競(jìng) 爭(zhēng) 訪 問 時(shí) 段 ( C A P )無 競(jìng) 爭(zhēng) 訪 問時(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 Ocets： 4 字節(jié) 1 字節(jié) 1 字節(jié) 可變 前導(dǎo)碼（ preamble） SFD （幀起始分隔符） 固定值：OXA7 Frame length (7 比特 ) Reserved (1 比特 ) PSDU 同步頭 (SHR) 物理幀頭 (PHR) PHY 負(fù)載 物理幀格式 IEEE ? 物理層功能實(shí)現(xiàn) ? 數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收 ? 物理信道的能量檢測(cè) (ED： Energy Detection) ? 射頻收發(fā)器的激活與關(guān)閉 ? 空閑信道評(píng)估 (CCA： clear channel assessment) ? 鏈路質(zhì)量指示 (LQI： link quality indication) ? 物理層屬性參數(shù)的獲取與設(shè)置 IEEE ?IEEE ?網(wǎng)絡(luò)組
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