IEEE 802.15.4协议完整中文版(1)

忘是亡心i 2022-09-21 05:57 259阅读 0赞

出处：[http://blog.csdn.net/tidyjiang/article/details/51526946][http_blog.csdn.net_tidyjiang_article_details_51526946]

# 介绍 #

本标准定义在个域网（PAN）中通过无线通信进行设备互联和协议。标准采用CSMA-CA的媒体接入机制，并且支持星型以及点到点的拓扑结构。采用基于竞争的媒体接入方式，但是采用可选的超帧结构，PAN协调器可以分配时隙给时间严格的设备。通过PAN协调器可以将个域网连接到更高性能的网络。

本次修订新引入一些额外的特征和增强，并且也对2003版本进行了一些简化。本标准现在包含两个可选的物理层（可以在低频段实现更高的通信速率），因此具有有以下四个物理层（PHYs）：

——868/915MHz直接序列扩频（DSSS），移相键控调制（BPSK）的物理层  
　　——868/915MHz DSSS，正交移相键控（O-QPSK）调制的物理层  
　　——968/915MHz 并行序列扩频（PSSS），采用BPSK和幅移键控（ASK）调制的物理层  
　　——2450MHz DSSS,O-QPSK调制的物理层。

868/915MHz PHYs支持空中速率为20kb/s，40kb/s和可选的100kb/s和250kb/s。2450MHz物理层支持速率为250kb/s。物理层的选择主要基于本地的法规和用户偏好。  
　　本修订相对于2003版也进行了增加和加强：

——通过增加数据时间戳机制来提供一个共享时基  
　　——在低频段具有更高地通信速率  
　　——引入一个机制用于和修订水平进行通信  
　　——增加beacon调度支持  
　　——允许在beacon-enabled PAN中和广播消息进行同步  
　　——提高安全工具的使用

此外，本修订还包含以下的改变和简化：

——使GTS支持变为可选  
　　——去掉对接受者进行手动使能的限制  
　　——简化被动和主动扫描的流程  
　　——CSMA-CA[算法][Link 1]更为灵活  
　　——在nonbeacon网络中减少关联时间

本修订与2003版后向兼容，也就是遵循本标准的器件可加入或与2003版的器件一起工作。

# 1 概述 #

## 1.1 综述 ##

WPAN用于在短相对较短的距离内传输信息。与WLAN不同，WPAN通常没有或者很少有基础网络设施。这个特点使得可以采用很多器件来实现小型，高能效和低成本的方案。  
　　本文档规定了LR-WPAN的标准。

## 1.2 范围 ##

本次修订是为了增强IEEE 802.15.4的特性以及更正一些不合适的地方，所有的这些改动向后兼容IEEE 802.15.4-2003。具体的改动包括解决二义性，减小不必要的复杂性，增加使用安全密钥的灵活性，最近的频率分配的考量，以及其它一些地方。  
　　IEEE 802.15.4规定了物理层(PHY)和媒体接入控制子层(MAC)与固定、便携式及移动设备之间的低数据率无线连接的规范，这些设备都没有电池，或者电池电量和功耗要求都很小。一般在10m的个人操作空间内运行。根据应用的不同，也可以采取更大的范围和更低的数据率来作为一个权衡方案。  
　　本次修订的意图是为了与为其他无线设备制订标准的任务组，比如IEEE 802.15.2和IEEE 802.11/ETSI-BRAN/MMAC 5GSG，在工作中共同合作。

## 1.3 目的 ##

本次修订的目的是为了扩展IEEE 802.15.4的市场实用性，以及移除标准中的具有二义性的地方。本标准的2003版已经显示出了需要在哪些地方进行改进。

# 2 参考标准 #

FIPS Pub 197, Advanced Encryption Standard (AES).  
　　IEEE Std 802®, IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture.  
　　IEEE Std 802®, IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture.  
　　ISO/IEC 9646-7 (ITU-T Rec. X.296), Information technology — Open systems interconnection —Conformance testing methodology and framework — Part 7: Implementation conformance statements

# 3 术语定义 #

备用PAN协调器（alternate personal area network (PAN) coordinator）：  
　　如果一个PAN协调器基于某种原因离开了网络，备用PAN协调器有能力代替PAN协调器。一个PAN网络可以有0个或者个多备用PAN协调器。  
关联 \- association：  
　　用于建立一个设备在WPAN中的成员关系的服务  
授权标签 \- authentication tag ：  
　　用于验证一条消息授权的消息  
信标使能PAN \- beacon-enabled personal area network (PAN)：  
　　在一个PAN中，所有的协调器发送规范化的信标  
\- block cipher：  
\- block size：  
竞争接入阶段 \- contention access period (CAP)：  
\- contention access period (CAP) symbol：  
协调器 \- coordinator：  
\- data authentication：  
\- data authenticity：  
\- device：  
\- encryption：  
\- frame：  
\- full-function device (FFD)：  
\- group key：  
\- idle period：  
\- key：  
\- key establishment：  
\- keying material：  
\- key management：  
\- key sharing group：  
\- local clock：  
\- link key：  
\- minimum security level：  
\- mobile device：  
\- m-sequence：  
\- nonbeacon-enabled personal area network (PAN)：  
\- nonce：  
\- orphaned device：  
\- packet：  
\- payload data：  
\- personal area network (PAN) coordinator：  
\- personal operating space (POS)：  
\- plain text：  
\- protection：  
\- radio sphere of influence：  
\- reduced-function device (RFD)：  
\- security level：  
\- self-healing：  
\- self-organizing：  
\- symmetric key：  
\- transaction：  
\- transaction queue：

[http_blog.csdn.net_tidyjiang_article_details_51526946]: http://blog.csdn.net/tidyjiang/article/details/51526946
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/31