文档详情

短距离无线通信系统及仿真课件 第二十讲 ZigBee技术.ppt

发布:2025-04-18约2.58千字共20页下载文档
文本预览下载声明

ZigBee技术*无线频段是非常宝贵的资源,是需要政府进行监管的。否则可能出现无序使用,影响正常通信等情况。而ISM频段是一些特殊的频段,它的使用不仅是免费,而且是免许可的。当然,在这些频段发射的信号还是要受到法规的一定限制。ZigBee协议栈在网络中,为了完成通信,必须使用多层上的多种协议。这些协议按照层次顺序组合在一起,构成了协议栈(ProtocolStack)。协议栈是指网络中各层协议的总和,一套协议的规范。它形象的反映了一个网络中文件传输的过程:由上层协议到底层协议,再由底层协议到上层协议。使用最广泛的是因特网协议栈,由上到下的协议分别是:应用层(HTTP,TELNET,DNS,EMAIL等),运输层(TCP,UDP),网络层(IP),链路层(WI-FI,以太网,令牌环,FDDI等)ZigBee协议栈ZigBee协议栈各层的功能PHY:定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口,提供物理层数据服务和物理层管理服务,主要是在驱动程序的基础上,实现数据传输和管理。物理层数据服务从无线物理信道上收发数据,管理服务包括信道能量监测(ED),链接质量指示(LQI),载波检测(CS)和空闲信道评估(CCA)等,维护一个由物理层相关数据组成的数据库。MAC:MAC层数据服务和MAC层管理服务。前者保证MAC协议数据单元在物理层数据服务中的正确收发,而后者从事MAC层的管理活动,并维护一个信息数据库。NWK:加入和退出网络,申请安全结构,路由管理,在设备之间发现和维护路由,发现邻设备,储存邻设备信息。APL:包括APS和ZDO。APS:维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息;ZDO:定义设备在网络中的角色、发起和响应绑定请求、在网络设备之间建立安全机制。ZigBee协议栈ZigBee协议栈结构由一组被称作层的模块组成。每一层为上面的层执行一组特定的服务:数据实体提供了数据传输服务,管理实体提供了所有其它的服务。每个服务实体通过一个服务接入点(SAP)为上层提供一个接口,每个SAP支持多种服务原语来实现要求的功能。物理层物理层是整个协议栈最基础的部分,包括物理信号的接收和发送处理,信号测量,以及收发机状态调整和参数设置等基本功能。以下从基带处理、无线电规格、物理层功能三方面加以介绍。IEEE802.15.4标准基带处理之一:IEEE802.15.4一共定义了三种物理层基带方式,分别工作在868MHz(868-868.6MHz),915MHz(902-928MHz),2.4GHz(2.4-2.4835GHz)。每一频段宽度不同,其分配信道的个数也不相同,IEEE?802.15.4规范标准定义了27个物理信道,信道编号从0到26,在不同的频段其带宽不同。其中,2400?MHz频段定义了16个信道,915?MHz频段定义了10个信道,868?MHz频段定义了1个信道。工作频段这些信道的中心频率定义如下:fc=868.3MHz(k=0)fc=906+2(k-1)MHz(k=1,2,…,10)fc=2405+5(k-11)MHz(k=11,12,…,26)其中,k是信道编号。由于各个国家和地区采用的工作频率范围不同,为提高数据传输速率,IEEE802.15.4规范标准对于不同的频率范围,规定了不同的调制方式,因而在不同的频率段上,其数据传输速率不同,具体调制和传输速率如表所示。频段/MHz扩展参数数据参数码片速率/kc·s-1调制比特速率/kb·s-1符号速率/kBaud·s-1符号868~868.6300BPSK2020二进制902~928600BPSK4040二进制2400~2483.52000O-QPSK25062.516相正交基带处理之二:物理层帧包括同步包头、物理层包头和物理层净荷3个部分物理层帧结构允许接收设备锁定在比特流上,并且与该比特流保持同步包含帧长度的信息长度变化的净荷,携带MAC层的帧信息收发机根据前同步码引入的消息,可获得码同步和符号同步的信息帧定界符由一个字节组成,用来说明前同步码的结束和数据包数据的开始帧长度占7个比特,它的值是PSDU中包含的字节数(即净荷数)帧定界符的格式基带处理之三:物理层帧形成之后会按照发送顺序进行发射端的基带处理,在ZigBee中,分为3个射频频段,并采用不同的编码方式。868-868.6MHz(在该频段上仅仅有1个信道,编号为信道“0”,其中心频率为868.3M)的发射基带处理过程如图:基带的规定物理层帧数据比特的原始速率为20Kbps,先进行差分编码,然后进行比

显示全部
相似文档