ieee802154協(xié)議規(guī)范-資料下載頁
2025-04-07 05:57本頁面
【正文】 標使能通信和信標不使能通信。在信標使能的網(wǎng)絡(luò)中，PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器定時廣播標幀。信標幀表示超幀的開始。設(shè)備之間通信使用基于時槽的CSMACA信道訪問機制，PAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備都通過協(xié)調(diào)器發(fā)送的信標幀進行同步。在時槽CSMACA機制下，每當設(shè)備需要發(fā)送數(shù)據(jù)幀或命令幀時，它首先定位下一個時槽的邊界，然后等待隨機數(shù)目個時槽。等待完畢后，設(shè)備開始檢測信道狀態(tài)：如果信道忙，設(shè)備需要重新等待隨機數(shù)目個時槽，再檢查信道狀態(tài)，重復(fù)這個過程直到有空閑信道出現(xiàn)。在這種機制下，確認幀的發(fā)送不需要使用CSMACA機制，而是緊跟著接收幀發(fā)送回源設(shè)備。在信標不使能的通信網(wǎng)絡(luò)中，PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器不發(fā)送信標幀，各個設(shè)備使用非分時槽的CSMACA機制訪問信道。該機制的通信過程如下：每當設(shè)備需要發(fā)送數(shù)據(jù)或者發(fā)送MAC命令時，它首先等候一段隨機長的時間，然后開始檢測信道狀態(tài)：如果信道空閑，該設(shè)備立即開始發(fā)送數(shù)據(jù)；如果信道忙，設(shè)備需要重復(fù)上面的等待一段隨機時間和檢測信道狀態(tài)的過程，直到能夠發(fā)送數(shù)據(jù)。在設(shè)備接收到數(shù)據(jù)幀或命令幀而需要回應(yīng)確認幀的時候，確認幀應(yīng)緊跟著接收幀發(fā)送，而不使用CSMACA機制競爭信道。3．MAC層幀結(jié)構(gòu)MAC層幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標是用最低復(fù)雜度實現(xiàn)在多噪聲無線信道環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸。每個MAC子層的幀都由幀頭、負載和幀尾三部分組成。幀頭由幀控制信息、幀序列號和地址信息組成。MAC子層負載具有可變長度，具體內(nèi)容由幀類型決定。幀尾是幀頭和負載數(shù)據(jù)的16位CRC校驗序列。在MAC子層中設(shè)備地址有兩種格式：16位（兩個字節(jié)）的短地址和64位（8個字節(jié)）的擴展地址。16位短地址是設(shè)備與PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器關(guān)聯(lián)時，由協(xié)調(diào)器分配的網(wǎng)內(nèi)局部地址；64位擴展地址是全球惟一地址，在設(shè)備進入網(wǎng)絡(luò)之前就分配好了。16位短地址只能保證在PAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是惟一的，所以在使用16位短地址通信時需要結(jié)合16位的PAN網(wǎng)絡(luò)標識符才有意義。兩種地址類型的地址信息的長度是不同的，從而導(dǎo)致MAC幀頭的長度也是可變的。一個數(shù)據(jù)幀使用哪種地址類型由幀控制字段的內(nèi)容指示。在幀結(jié)構(gòu)中沒有表示幀長度的字段，這是因為在物理層的幀里面有表示MAC幀長度的字段，MAC負載長度可以通過物理層幀長和MAC幀頭的長度計算出來。IEEE ：信標幀，數(shù)據(jù)幀，確認幀和MAC命令幀。1）信標幀信標幀的負載數(shù)據(jù)單元由四部分組成：超幀描述字段、GTS分配字段、待轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)目標地址字段和信標幀負載數(shù)據(jù)。（1）信標幀中超幀描述字段規(guī)定了這個超幀的持續(xù)時間，活躍部分持續(xù)時間以及競爭訪問時段持續(xù)時間等信息。（2）GTS分配字段交無競爭時段劃分為若干個GTS，并把每個GTS具體分配給了某個設(shè)備。（3）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)目標地址列出了與協(xié)調(diào)者保存的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的設(shè)備地址。一個設(shè)備如果發(fā)現(xiàn)自己的地址出現(xiàn)在待轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)目標地址字段里，則意味著協(xié)調(diào)器存有屬于它的數(shù)據(jù)，所以它就會向協(xié)調(diào)器發(fā)出請求傳送數(shù)據(jù)的MAC命令幀。（4）信標幀負載數(shù)據(jù)為上層協(xié)議提供數(shù)據(jù)傳輸接口。例如在使用安全機制的時候，這個負載域?qū)⒏鶕?jù)被通信設(shè)備設(shè)定的安全通信協(xié)議填入相應(yīng)的信息。通常情況下，這個字段可以忽略。在信標不使能網(wǎng)絡(luò)里，協(xié)調(diào)器在其他設(shè)備的請求下也會發(fā)送信標幀。此時信標幀的功能是輔助協(xié)調(diào)器向設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，整個幀只有待轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)目標地址字段有意義。2）數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀用來傳輸上層發(fā)到MAC子層的數(shù)據(jù)，它的負載字段包含了上層需要傳送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)負載傳送至MAC子層時，被稱為MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元。它的首尾被分別附加了MHR頭信息和MFR尾信息后，就構(gòu)成了MAC幀。MAC幀傳送至物理層后，就成為了物理幀的負載PSDU。PSDU在物理層被“包裝”，其首部增加了同步信息SHR和幀長度字段PHR字段。同步信息SHR包括用于同步的前導(dǎo)碼和SFD字段，它們都是固定值。幀長度字段的PHR標識了MAC幀的長度，為一個字節(jié)長而且只有其中的低7位有效位，所以MAC幀的長度不會超過127個字節(jié)。3）確認幀如果設(shè)備收到目的地址為其自身的數(shù)據(jù)幀或MAC命令幀，并且?guī)目刂菩畔⒆侄蔚拇_認請求位被置1，設(shè)備需要回應(yīng)一個確認幀。確認幀的序列號應(yīng)該與被確認幀的序列號相同，并且負載長度應(yīng)該為零。確認幀緊接著被確認幀發(fā)送，不需要使用CSMACA機制競爭信道。4）命令幀MAC命令幀用于組建PAN網(wǎng)絡(luò)，傳輸同步數(shù)據(jù)等。目前定義好的命令幀有力種類型，主要完成三方面的功能：把設(shè)備關(guān)聯(lián)到PAN網(wǎng)絡(luò)，與協(xié)調(diào)器交換數(shù)據(jù)，分配GTS。命令幀在格式上和其他類型的幀沒有太多的區(qū)別，只是幀控制字段的幀類型位有所不同。幀頭的幀控制字段的幀類型為011B（B表示二進制數(shù)據(jù)）表示這是一個命令幀。命令幀的具體功能由幀的負載數(shù)據(jù)表示。負載數(shù)據(jù)是一個變長結(jié)構(gòu)，所有命令幀負載的第一個字節(jié)是命令類型字節(jié)，后面的數(shù)據(jù)針對不同的命令類型有不同的含
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