无线个人网

匿名网友 2018年6月9日 pm8:41 阅读 974

无线个人网概况

无线个人网(英语:Wireless personal area network)提供了一种小范围内无线通信的手段。

IEEE 802协议系列中定义了一系列无线网络标准,目前已成型的无线个人网标准主要有两个:

无线个人网络(WPAN,IEEE802.15.1),覆盖了蓝牙(BlueTooth)协议栈的物理层/媒体接入控制层(MAC/PHY)层。 低速无线个人网络(LR-WPAN,IEEE802.15.4),覆盖了ZigBee协议栈的物理层/媒体接入控制层(MAC/PHY)层。

无线个人网与无线局域网(WLAN)的区别

主要在于目标应用领域不同。

无线局域网一般用来替代有线的局域网技术。 蓝牙用来替代智能设备,如电脑,手机,PDA,数码相机/摄像机等的外接电缆。 ZigBee则应用于低速低功耗的无线网络,如传感器网络,无线读表网络,智能玩具,智能家庭,智能农业等。

应用领域的不同决定了这三种无线网络实现上的不同,包括

无线的覆盖范围。WLAN覆盖半径设计值为100米,蓝牙覆盖半径为10米,ZigBee则为50米。 设备功耗。无线局域网设备一般为插电设备,而无线个人网设备则一般为电池设备。ZigBee更致力于极低功耗网络,例如不换电池能维持约10年的设备。 组网形式。 无线接入方式。 网络的安装及网络的生存期,等等。

无线个人网络

IEEE802.15.1:Wireless Personal Area Network,WPAN。

该标准定义一个物理层对应于蓝牙的物理层,一个介质访问控制层包括了蓝牙协议栈相应的部分。

组网形式

可有两种网络形式。

极微网(Piconet)由一个主控设备(Master)和1到7个从属设备(Slave)组成。 一个IEEE802.15.1设备可在一个极微网中充当主控设备,而在另一个或几个极微网中充当从属设备,从而将不同的极微网桥接起来,如此组成一个分散网(Scatternet)。

物理层

主要特性为:

GFSK调制; 2.4GHz的ISM频段 3类发射功率 第一类最高100mW(=20dBm)最低1mW 第二类最高2.5mW最低0.25mW,第三类最高1mW。

介质访问控制层

主要特性为:

基带(Baseband),一个每秒1600跳的跳频信道由连续不断的625微秒的时隙组成。双向通信由时分双工实现。基带支持两种物理信道: 面向连接的同步信道(Sychronous Connection-Oriented,SCO link)可用于提供双向64kb/s的PCM话音通路; 无连接异步信道(Asychronous Connection-Less,ACL link)用于数据通路(不对称可达723.2kb/s,对称可达433.9kb/s)。 链路管理协议(Link Manager Protocol),负责物理链路的建立和管理。 逻辑链路控制及适配协议(Logical Link Control and Adaptation Protocol),负责对高层协议的复用,数据包分割(Segmentation)和重新组装(Reassembly)。 一个标准化的控制接口(Host Control Interface HCI)。

低速无线个人网络

IEEE 802.15.4:Low Rate Wireless Personal Area Network,LR-WPAN

组网形式

IEEE802.15.4的网络设备分为两类,完整功能设备(Full Functional Device, FFD)支持所有的网络功能,是网络的核心部分;部分功能设备(Reduced Functional Device, RFD)只支持最少的必要的网络功能,网络中一般大部分是此类设备。一般有两种组网形式,

星型网络,以一个完整功能设备为网络中心。 簇型网络,在若干星型网络基础上,中心的完整功能设备再互相连接起来,组成一个树型网络。

物理层

主要特性为:868MHz,915MHz,2.4GHz ISM频段上的共27个信道。其中,信道0,868-868.6MHz,中心频率868.3Hz。BPSK调制。提供20kb/s的数据通路。 信道1-10,中心频率=906 + 2x(信道号-1)MHz。BPSK调制。每信道提供40kb/s的数据通路。 信道11-26,中心频率=2405 + 5x(信道号-11)MHz。O-QPSK调制。每信道提供250kb/s的数据通路。

介质访问控制层

主要特性为:CSMA/CA接入,以及可选的超级帧(Superframe)分时隙机制。

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