信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第15部分：低速无线个域网（WPAN）媒体访问控制和物理层规范

信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第15部分：低速无线个域网（WPAN）媒体访问控制和物理层规范

国家标准 GB/T15629.15一2010 信息技术系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网特定要求 第15部分:低速无线个域网(WPAN 媒体访问控制和物理层规范 nformationtechmolog一Telecommmieationsamdinformationesxchange betweensystemslocalandmetropolitanareanetworks Specificreguirements一Part15:Wirelessediumaccesseontroland pysteallayer(PY)speetfeatontorlowrate wirelesspersonalareanetworks 2010-09-02发布 2011-02-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T15629.15一2010 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 总体描述 概述 LR-WPAN支持的设备 网络拓扑 协议栈 5.4 功能综述 物理层规范 -般要求和定 义 6.1 2 操作频率范围 6. PIHY服务规范 PPDU格式 28 PHY常数和PIB属性 29 780MHz频段物理层要求 30 315MHz和430MHz物理层MPSK要求 34 6,8射频一般规范 36 MAC子层规范 38 7.1MAc层服务规范 38 7.2MAC格式 95 7.3MAC命令顿 103 7.4MAC常量和PIB属性 10 MAC功能概述 15 7 7.6安全规范 146 MAC层和PHY交互的消息序列图 53 附录A规范性附录鉴别套件定义 163 附录B资料性附录关于无线个域网(wPAN)无线电频率的规定 173 附录C(资料性附录CSMA-CA及CAP评估方法建议 176 183 附录D(资料性附录消息鉴别算法和密钥导出算法的参考实现及测试向量
GB:/T15629.15一2010 前 言 本部分的附录A为规范性附录,附录B,附录C,附录D为资料性附录 本部分由全国信息技术标准化技术委员会提出并归口 本部分主要起草单位:北京威讯紫晶科技有限公司,深圳市海思半导体有限公司,北京航空航天大 学、电子技术标准化研究所、西安西电捷通无线网络通信有限公司等 本部分主要起草人;哪亮、刘培、杨晨阳、卓兰、张向东、黄振海、田亚飞、张良、赵振丰、王新、肖跃雷、 管勇,铁满霞、郭梢,吴东亚,徐平平、,苑克龙、邢涛、赵玉萍、程宇等
GB:/T15629.15一2010 言 引 本部分规定了低速无线个域网的媒体访问控制和物理层规范,适用于固定的、便携的、移动的设备 这些设备仅用非常有限的电池电源,并主要工作在有限的个人空间 鉴于电气和电子工程师协会(IEEE)的IEEE802.15.4;2006与本部分内容范围相似 特声明 如下 本部分与IEEE802.15.4;2006不一致时,以本部分为准; a 本部分内容与IEEE802.15.4;2006版的部分内容相同之处(包括章条,图,表)的对照见表0. b 表0本部分与IEEE802.15.4.2006引用对照表 本部分 IEEE802,15,4:2006 序号 第3章 第3章Definitions 增加“三元对等鉴别” 第4章 第4章Aceronymsand 去掉了IEEE802.15.4;2006中的AsK,AwN,BPsK.IwN,ocDM,Pc sIR,sNR,增加了cMA,Msc,MPsK,ppmn,sAP,sDU,TePA.wsAI、 abbreviations SPAP,IPAP,PAPTED,BK、CC,CDH、OJD 图1 图1 图2 图2 图3 图3 图4 图4 图 15 图16 图 图17 16 表6 表6 图68 图67 0 1 图72 图70 12 图73 图71 13 图74 图75 表82 表88 表83 表89 ？ 图76 图 17 图7m7 图75 18 表89 表95 19 表97 表91 20 表92 表98 表93 21 表99 图8o 22 图78
GB/T15629.15?2010 0() IEEE802.15,4;2006 ? 8 ? 82 24 ?82 ?82 25 ?83 ?83 26 ?84 ?84 27 ?85 ?85 28 ?86 ?86 ?87 29 ?87 30 ? 88 ?88
GB:/T15629.15一2010 信息技术系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网特定要求 第15部分;低速无线个域网(WPAN) 媒体访问控制和物理层规范 范围 GB/T15629的本部分规定了低浊无线个域网的物理层和媒体访问控制层的规范,这种低速无线 接人适用于固定的、便携的、移动的设备,这些设备不用电池或仅用非常有限的电池电源,并主要工作在 有限的个人空间(0m10m). 本部分不具体规定密码算法,密码算法的具体信息与国家密码管理局联系 本部分中提及的密码 算法仅作为示例 规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB/T15629的本部分的引用而成为本部分的条款 凡是标注日期的引用文件， 其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各 方研究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分 GB/T15629.22008信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求 第 2部分;逻辑链路控制 EEE802.15.4:2006信息技术系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求 第15.4部分:低速无线个域网(wPAN)媒体访问控制和物理层规范 IEEE802.15.4:2003信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求 第15.4部分;低速无线个域网(wPAN)媒体访问控制和物理层规范 术语和定义 下列术语和定义适用于本部分 3 可替换个域网(PAN)协调器aternatepersonalareanetwork(PAN)cordnator 如果个域网协调器由于任何理由退出网络，一个可以替代该个域网协调器的另一个协调器 个域 网可以没有或有多个可替换协调器 association 关联 用来在无线个域网络中建立成员之间关系的一种服务 3. 3 鉴别标签athentieationtag 可以用来验证消息真实性的信息 3 abled 有信标能力的个域网beacon-enanl lpersonalarenetworkPAN 在个域网内所有协调器都可以发送规则信标,即信标指数小于0x0F
GB/T15629.15一2010 3.5 块密码boekcipher 种对固定长度串进行操作的密码函数 3.6 块长度bloeksize 进行块密码操作的串长度,以比特为单位 3.7 竟争访问周期 contentionaccessperiod CAP 直接跟在信标帧之后的时间周期,在该时间周期期望发送的设备利用csMA-CA机制竞争信道接人 3.8 CAP符号CAPsymbol 在CAP期间出现的周期符号 3.9 协调器eordinator 能转发消息的全功能设备 如果协调器是个域网(PAN)的主协调器,则它被称为个域网协调器 3.10 数据鉴别dataauthentication 接收消息的实体确证关于消息中的信息真实来源的证据的过程,从而有该消息在运输过程中没有 被修改过的证据 3.11 数据真实性dataauthentieity 保证信息的来源 3.12 设备deviee 可以执行短距离无线个域网标准媒体访问控制与无线媒体的物理接口的任何实体 它可以是一个 简化功能设备(RFD)或全功能设备(FFD) 3.13 加密eneryption 把消息变换成一种新的表示形式,并且需要特权信息才能恢复原始表示 3.14 倾 framme 按时一起发送的所聚集的来自媒体访问控制MAC)子层的若干比特的格式 3.15 全功能设备ful-funetiondevice 能作为协调器进行操作的设备 3.16 组密钥groupkey 仅被一组设备知道的密钥 空闲周期idleperiod 安排收发机不进行工作的持续时间
GB:/T15629.15一2010 3.18 密钥key 可以使用的特权信息,例如,为了防止信息泄露给对该特权信息没有访问权的各方,和/或为了防止 对该特权信息没有访问权的各方的信息进行不可检测的修改 3.19 密钥建立keyestabishment 两方或两个以上建立密钥的过程 3.20 密钥材料keyingmaterial 密钥和相关安全信息(例如,现实值)的组合 3.21 密钥管理key" managemment 在系统的生存彻内.,建立和维护情钥关系的一系列过程(包精谢钥的产生.,.分配,注人.验证和使用》 3.22 密钥共享组keysharinggroup 共享密钥的一组设备 3.23 本地时钟loealclock 设备内部的符号时钟 3.24 链路密钥linkkey 只在两个特定设备间共享的密钥 3.25 最小安全级别minimumseeuritlevel 信息运输中所需的最小保护指示 3.26 移动设备 mobiledevice 在使用期间网络中的逻辑位置可以改变的设备 3.27 m序列m-sequenee 最长线性反馈移位寄存器序列 .28 3 不用信标能力的个域网nonbeacon-enabledpersonnlareanetwork 协调器不发送规则信标的个域网,即,其信标指数值等于0x0F 3 29 现值nonee 个不重复的值,例如一递增的计数器，一个足够长的随机串,或者一个时间戳 3.30 孤设备orphaneldeviee 与其相关联的协调器已失去联系的设备 3.31 packet 通过物体媒体按时一起发送的格式化聚集的若干比特
GB/T15629.15一2010 3.32 oadldata 有效负荷数据pay 正在发送的数据消息的内容 3.33 PAN协调器PANcoordinator 用于个域网中起主要控制作用的协调器,在一个个域网中必须有一个确定的个域网协调器 3.34 ratins POs个人工作空间personaloper ngspace 距离人或物体10m范围的空间,无论空间内的人或物体是静止还是运动状态 3. .35 明文plaintext 未加干扰的信息串 3.36 保护proteetonm 在信息运输中提供的安全服务组合,例如保密性、数据真实性和/或重放保护 3.37 简化功能设备reducet-functiondesyiee 不能作为协调器使用进行操作的设备 3.38 无线电作用范围radiosphereofinnunce 类似无线电设备之间能够成功通信的有效空间范 3.39 安全级别seeuritylevel 将已声称保护应用到在运输信息的指示 3.40 自愈self-healing 网络的能力,能检测到在网络中或通信链路上出现的故障并且能从该故障中进行恢复 3.41 自组织selFn 0rganizing 网络节点和通信链路在无人干涉条件下能自行检测并能够自动组成网络的能力 网络节点的能力,能检测到其他节点的存在并组织成结构化,功能化网络,而无需人干涉 3.42 对称密钥symmetriekey 根据用途,在双方或多方之间用于加密/解密或完整性保护/完整性验证而共享的秘密密钥 3.43 事务 tranSactiOn 为了成功地传输MAC命令或数据帧而要求的在两个对等的媒体访问控制MAC)实体之间连续 帧的交换 44 33 事务队列transactionqueue 由给定协调器的MAC子层所启动的待处理事务的列表,该列表使用迂回的传输来发送,当事务在 进行中时,该事务队列通过改协调器来维护,并且其长度与现实相关,但必须至少为1
GB:/T15629.15一2010 3.45 authenticationm 三元对等鉴别trielementpeer 实体间的鉴别通过可信第三方作为中介来实现,鉴别协议在两个实体和可信第三方上运行 缩略语 AES advancedeneryptionstandard高级加密标准 加性高斯白噪声(additivewhiteGaussiannoise) AwGN BE 退避指数(backoffexponent 比特差错率(bit BER errorrate 信标间隔(beaconintervalD) Bl B 基密钥(basekey BLE 电池寿命扩充(batterylifeextension) "0 信标指数(b eaconorder 信标序列号(beaec 5ss onseguencenumber cAP entionaccessperiod 竟争访问周期(eonte 密码块链接消息鉴别码(eipherblockchaining-messageauthenticationcode) CBC -MAC 空闲信道评估(elearechannelassessment 信道调制方式评估(channelmodulationassessment) ceNa 用CBC-MAc(操作方式)的计数counterwithCBC-MAc(操作方式 c xtensionofCCM CCM的扩展(ex cEPp 非竟争周期(contentionfreeperob) 簇标识符(clusteridentifier) " 簇头(elusterhead CRC 循环冗余校验eyclicredundaneycheck) withcollision CSMA-CA 带碰撞避免的载波侦听多址访问(e multipleaccessw (carriersense avoidance) 计数器方式(countermode) CTR 竟争窗口(长度)(contentionwindow(length)) cw DsN 数据序列号(datasequencenumber) DSsS 直接序列扩频(direetsequencespreadspectrum Ecc 椭圆曲线密码学(elliptie curvecryptography BcDHt 基于ECC的Difie-Hellman交换(Diffie-Hellmanex xchangebasedonEcc ED 能量检测ene ergydetection) EIRe 有效全向辐射功率(effectiveisotropicradiatedpower) BMe 电磁兼容性(electromagneticcompatibility EP 有效辐射功率(e effectiveradiatedpower) EMn 差错向量幅度(e error-vectormagnitude cs 检验序列(framecheckseguence 全功能设备(full-functiondevice 网 跳频(frequencyhopping" FHIss 跳频扩频(frequeneyhoppingspreadspectrum) GTs 保证的时隙(guaranteedtimesot) IFS 帧间间隔(interframespaceorspacing IPAP 基于ID的wPAN鉴别协议(identity-basedwPANauthentieationprotocol
GB/T15629.15一2010 trial,scientific,andmedical ISM 工业、科学和医疗(industr 被测实现(Gimplemem ntationundertest) uT LEFs 灿间长间隔(ong" inter-framespacing 逻辑链路控制(logicallinkcontrol) 链路质量指示(linkqualityindication) LPpu" LCC协议数据单元(LLCprotocoldataunit) LR -WPAN areanetwork 低速无线个域网(Io ow-ratewirelesspersonal LsB 最低有效位(leastsignifieantbit MAC 媒体访问控制(medium accesscontrol MCPs MAc公共部分子层(MAc commonpartsublayer MCPsSAP MAC公共部分子层-服务访问点(MACcommonpartsublayersericeeaccesspoint) MFR MAC帧尾(MACfooter MAC帧头(MACheader) MHR Mc 消息完整性代码messageintegritycode) MAC子层管理实体(MAcCsublayermanagemententity MLME MAc子层管理实体-服务访问点MAcsublayermanagemententity-service MIME-SAP accesspoint) MSB 最高有效位(nmostsignificantbit) MsC 消息序列图(messagesequencechart) MPDU MAC协议数据单元(MACprotocoldataunit) MPSK M元相移键控(MauryPhasesShiftKesying) MSDU MAc服务数据单元(MACservicedataunit) 退避(周期)数(numberofbackoff(periods) NB oD 对象标识符objeetidentifier) O-QPSK 偏置四相相移键控(offlsetquadraturephase hifkeyine OSI 开放系统互连(opensystemsinterconnection PAN 个域网(personalareanetwork) PAPTED 基于传输加密数据的wPAN鉴别协议(wPANauthenetationprotocolbasedon thetransportationofeneiphereddata PBP 信标后周期(postbeaconperiod PD PHY数据(PHYdata) PDSAP PHY数据服务访问点(PHHYdataserviee accessponb) 协议数操单元paadaa PDU unit PER 包差错率(packeterorrate) PHY层头(PHYheader) PHIR PHmy 物理层(physicallayer) PAN信息库(PANinfo P formationbase Pcs 协议实现一致性声明(protocolimplementationconformancestatement) PLME 物理层管理实体(physicallayermanagemententity PL.MEsAP 物理层管理实体-服务访问点(physiceallayermanagenmententity-serviceacces5point) PN 伪随机噪声(pseudo-randommnoise P0s 个人工作范围(personaloperatingspace) PPDU 协议数据单元(PHYprotocoldataunitPHY) PSD 功率谱密度(powerspetraldensity
GB:/T15629.15一2010 PSDU PHY服务数据单元(PHY serVicedataunit 并行序列扩频parallel seguencespreadspectrum) PSsS 射频(radiofrequency Rr RFD 简化功能设备(reducedfunctiondevice 接收或接收器(r receiveorrecever 8 服务访问点( serViceaccesspoInt 超帧持续期(superframeduration) " 服务数据单元(servicedataunit) 帧起始定界符(s start-of-framedeimiter m 同步头(synchronizationheader sS 帧间短间隔(shortinter-framespacing o 超帧指数(superframeorder PAe 基于共享密钥的wPAN鉴别协议(sharedkey WPAN authenticationprotocol sPru 协议数据单元(SSCSprotocoldataunitsSSCS) sRD 短距离设备(short-rangedevice) Scs 特定服务汇聚子层(servicespecificconvergencesublayer) 被测系统(systemundertest) authentication 三元对等鉴别tri-elementpeer 收发器(transeeiver) 发送或发送器(transmitortransmiter) wLAN 无线局域网(wirelesslocalareanetwork) wPAN nalareanetworks) 无线个域网(wirelesspersona wsA wPAN安全接人基础设施(wPANsecurityaccessinfrastructure) 总体描述 概述 LRwPAN是一个低速的wPAN,也是一个简单的、低成本的通信网络,这种网络支持有限功率、 允许灵活应用的无线连接 LR-wPAN的主要目标是在家电、传感器和监视器之间,实现易安装、数据 传输可靠,短距离工作,低成本和低功耗的无线网络 同时,支持简单和灵活的网络拓扑 5.2LR-wPAN支持的设备 在LR-wPAN中支持两种具有不同通信能力的设备,全功能设备(FFD)和简化功能设备(RFD) FFD之间以及FFD与RFD之间都可以通信 RFD之间不能直接通信,只能与FFD通信,或者通过一 个FFD向外转发数据,这个与RFD相关联的FFD称为该RFD的协调器 RFD主要用于简单的控制 应用,如灯的开关、被动式红外线传感器等,传输的数据量较低,并占有较少的传输资源和通信资源 5.3网络拓扑 5.3.1网络拓扑结构 LR-wPAN可组成星型网络或者组成对等网络,如图1所示 在星型网络中,所有普通设备都需要 与中心设备即网络协调器通信 在这种网络中,网络协调器一般使用持续电力系统供电,而其他设备采 用电池供电 星型网络适用于家庭自动化、个人计算机的外设以及个人健康护理等小范围的室内应用 与星型网络不同,对等网络只要彼此都在对方的无线辐射范围之内,任何两个设备之间都可以直接 通信 对等网络中也需要网络协调器,负责实现管理链路状况信息,鉴别设备身份等功能 对等网络方 式可以支持自组织网络,允许通过多跳路由的方式在网络中传输数据 但本规范不涉及自组织网络 对等网络可以构造更复杂的网络拓扑结构,适用于设备分布范围广的应用,例如在工业控制和监视、货 物库存跟踪和农业智能化等方面
GB/T15629.15一2010 星型网络 对等网络 PAN协调器 全功能设备 简化功能设备 PAN协调器 通信流 图1星型网络和对等网络 网络的形成由邻近高层来完成,这不属于该标准的范略 因此,5.3.2简要地描述了这两种被支持 的拓扑的形成过程 5.3.2网络拓扑形成 5.3.2.1星型网络的形成 星型网络以网络协调器为中心,所有设备只能与网络协调器进行通信,如图1所示 在星型网络形 成过程中,一旦网络中有一个FFD被启动后,便由它来建立网络并成为网络协调器 选择一个标识符 后,网络协调器就允许其他设备加人自己的网络,并为这些设备转发数据帧 5.3.2.2对等网络的形成 对等网络中,任意两个设备可进行直接通信 在对等网络中仍然需要一个网络协调器来完成设备 注册和访问控制等网络管理功能 簇型结构网络是对等网络的一个例子,下面以簇型网络为例描述对 等网络的形成过程,PANIDn表示多级簇树网络第n个PAN 图2是一个多级簇型网络的例子 PANID PAND5 P叭ND2 PAND3 PANID1 0 MN协调器 PANID6 、个A协调器 协调 o投备 PANID7 注;PANDn表示多级簇型网络第n个PAN 图2多级簇型网络
GB:/T15629.15一2010 在簇型网络中,多数设备是FFD,而RFD总是作为簇型网络的叶子设备连接到网络中 任意一个 FFD都可以作为RFD协调器或网络协调器,为其他设备提供同步信息 在这些协调器中,只有一个可 以充当整个对等网络的网络协调器 网络协调器首先为该簇选择一个未被使用的PAN网络标识符， 形成网络中的第一个簇 接着,网络协调器开始广播信标帧 如果存在两个或两个以上FFD同时申请 成为簇头,则使用竞争算法,本部分不涉及网络加人算法 邻近设备收到信标后,就可以申请加人该 簇 由网络协调器决定设备是否成为簇成员 如果请求被允许,则该设备将作为簇的子设备加人网络 协调器的邻居列表 新加人的设备会将簇头作为它的父设备加人到自己的邻居列表中 这里给出的是一个由单簇构成的最简单簇 个域网络中的网络协调器可指定另一个设备成为邻近 的新簇头,以此形成更多的簇 新簇头同样可以选择其他设备成为簇头,进一步扩大网络的覆盖范围 但是过多的簇头会增加簇间消息传递的延迟和通信开销 为了诚少延迟和通信开销,簇头可以选择最 远的通信设备作为相邻簇的簇头 5.4协议栈 5.4.1概述 LR-wPAN网络协议栈基于开放系统互连模型,如图3所示,每一层都实现一部分通信功能,并向 高层提供服务 上层 802.2LLC Sscs MCPS-SAP MLME-SAP MAC PD-SAP PLMESAP Y 物理媒体 注:MCPSSAP见7.l;MLMESAP见5.4.3;PDSAP见6.3;PLMESAP见5.4.2 图3LR-wPAN设备架构 LR-wPAN定义了物理层和数据链路层的MAC子层,物理层由射频收发器以及底层的控制模块 构成 MAC子层为高层访问物理信道提供对等通信的服务接口 MAC子层以上的几个层,分别为特 定服务的特定业务会聚子层(SSCS),逻辑链路控制子层(LLC)等 SsCS为LR-wPAN的MAC子层 接人GB/T15629.2-2008标准中定义的逻辑链路控制子层提供聚合服务 链路控制子层可以使用 SsCs的服务接口访问LR-WPAN网络,为高层提供链路服务 5.4.2物理层 物理层定义了两种服务;连接到物理层管理实体(PLME)服务接人点(SAP)(称为PLME:SAP)的 PHHY数据服务和PHY管理服务 PHY数据服务在物理发射信道上收发PHY协议数据单元 (PPDUs) PHY管理服务维护一个由物理相关数据组成的数据库
GB/T15629.15一2010 PHY数据服务包括以下5方面的功能 a)启动和休眠射频收发机; 信道能量检测; b 检测接收数据帧的链路质量并指示; c d 空闲信道评估; 收发数据 e 5.4.3MAC子层 MAC子层提供两种服务:连接到MAC子层管理实体(MLME)服务接人点(SAP)(称为MLME SAP)的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PHY数据服务中的正 确收发,后者维护一个存储MAC子层协议状态相关信息的数据库 MAc子层主要功能包括信标管理、信道接人.GTs管理、赖确认,发送确认赖,关联和解关联 5.5功能综述 本部分主要对LR-wPAN网络的功能进行综述,包括超帧结构、数据传输模型、帧结构、鲁棒性、能 量消耗和安全服务 5.5.1超顿结构 超赖的活跃期划分为3个阶段;信标帖发送期,竟争访问周期和非竟争周期 超赖的活跃期划分为 16个等长的时隙,每个时隙的长度、竟争访问周期包含的时隙数等参数,均由协调器设定,并通过超倾 开始时发出的信标帧广播到整个网络 在LR-wPAN网络中,每个超帧都以网络协调器发出信标帧为开始(见图4),并被平分为16个时 隙 根据需要,也可将超帧分为活跃期和非活跃期两个部分(见图4) 在非活跃期,个域网中的设备， 如果是能量受限的将不进行互相通信,从而可以进人休眠状态以节省能量,如果是能量非受限的,除了 已经成功申请在非活跃期进行通信的设备,也将进人休眠状态 在每个超帧的第一个时隙发送信标帧 如果不需要使用超帧结构,协调器将终止信标的传输 信标帧通常用来与已连接设备之间保持同步、,标 识个域网,以及描述超帧结构 如果设备在两个信标之间的竞争访问周期(CAP)内进行通信,那么需 要采用时隙的CSMA-CA算法与其他设备竟争信道 所有通信事务将在下一个网络信标达到前结束 这个信标帧包含了超帧将持续的时间以及对这段时间的分配等信息 网络中的其他设备接收到超帧开 始时的信标帧后,就可以根据其中的信息安排自己的任务,例如进人休眠状态直到这个超帧结束 图5 所示为超帧结构示意图 信标倾 竞争访间周期 信标桃 活跃期 非活跃期 图4无GTs的超帧结构 10
GB:/T15629.15一2010 信标 信标 cAP CFP Gs2 GTs1 Grs3 AGTS 6 7 10m121345T6 ”2so， SD=aaseSuperfumeD)uruion 'symbols 非活跃期 活跃期) "2Bosymbols B-aaseSu4puryfrumel)uwruom 图5超帧结构 在超的竞争访问周期,LR-wPAN网络设备使用带时隙的CSMA-CA访问机制,并且任何通信 都应在竞争访问周期结束前完成 在非竟争期,协调器根据上一个超帧期间个域网中设备申请GTS的 个GTs由若干个时郎组成.时腺数目在设备申请GTs时确 情说,将非竞争朋划分成着干个 GTS 每个 定 如果申请成功,申请设备就拥有了它指定的时隙数目 图5中第1个GTs由时隙11和12构成， 第2个GTs由时隙9和10构成.第3个GTs由时隙13至17构成,其中AGTs由时隙16和17构成 它作为第3个GTS的组成部分,是第3个GTs扩展到非活跃期的部分 显然,第3个GTs的申请设 备是一个能量非受限设备 GTs中的时隙都指定分配给了时隙申请设备,因此不需要竟争信道 LR-wPAN网络中要求设备必须在自已分配的GTs内完成通信 竟争访问周期的功能包括网络设备 可以自由收发数据帧,字段内设备向协调器申请GTS时段,新设备加人当前个域网等 超中非竟争期应在竞争访问周期后 非竟争期由协调器指定的设备发送或接收数据 如果某 个设备在非竞争期一直处在接收状态,那么拥有GTs使用权的设备就可以在GTs时段直接向该设备 发送信息 5.5.2数据传输模型 LR-wPAN网络中存在着三种数据传输事务;设备发送数据给协调器、协调器发送数据给设备、对 等设备之间的数据传输 星型拓扑网络中只存在前两种数据传输方式;面而在对等拓扑网络中,三种数据 传输方式都存在 在LR-wPAN网络中,有两种通信方式可供选择;有信标能力通信和不用信标能力通信 在有信标能力的网络中,网络协调器定时广播信标帧 设备之间通信使用基于时隙的cSMA-CA 信道访问机制,个域网中设备都通过协调器发送的信标进行同步 在时隙CSMA-CA机制下,每当 设备需要发送数据帧或命令帧时,它首先定位下一个时隙的边界,设备就在下一个可用时隙边界开始发 送数据;如果信道忙,设备需要重新等待随机个数的时隙,再检查信道状态,重复这个过程直到有空闲信 道出现 在这种机制下,确认的发送不需要使用CSMA-CA机制,而是紧跟接收帧发送回源设备 在不用信标能力的通信网路中,个域网协调器不发送信标帧,各个设备使用非时隙CSMA-CA机 制访问信道 该机制的通信过程如下;每当设备需要发送数据或者发送MAC命令时,它首先等待一段 随机长度的时间,然后开始检测信道状态 如果信道空闲该信道立即开始发送数据 如果信道忙,设 备需要重复上面等待一段随机时间和检测信道状态的过程,直到能够发送数据 在设备接收到数据帆 或命令帧而需要响应确认帧的时候,确认帧应紧跟着接收帧发送,而不使用CSMA-CA机制竞争机制 图6中是一个有信标能力网络中某一设备传送数据给协调器的例子 该设备首先侦听网络中的信 标帧如果接收到信标倾,它就同步到以此信标帧开始的超帧上,然后应用时隙CsM1A-CA机制,选择 -个合适的时机,把数据帧发送给协调器 协调器成功接收到数据以后,回发一个确认帧表示成功收到 该数据帧 11
GB/T15629.15一2010 协调器 网络设备 信标械 数锁 确认 如果请求) 图6在有信标能力网络中网络设备发送数据给协调器 图7是一个不用信标能力的网络设备传送数据给协调器的例子 该设备应用非时隙CSMA-CA 机制,设备若需要发送数据,就发送它的数据 协调器确认成功接收到数据后,回发一个确认表示 成功收到该数据 图8为在有信标能力网络中协调器发送数据帧给网络中某个设备的例子 当协调器需要向某个设 备发送数据时,就在下一个信标帧中说明协调器拥有属于某个设备的数据正在等待发送 目标设备在 周期性的侦听过程中会接收到这个信标帧,从而得知属于自己的数据保存在协调器,这时就会向协调器 发送请求传送数据的MAC命令 何时发送该命令帧由时隙CSMA-CA机制来确定 协调器收到请求 帧后,先响应一个确认帧表明收到请求命令,然后开始传送数据 设备成功接收到数据帧后再回发一个 数据确认帧,协调器接收到这个确认帧后,才将消息从自己的消息队列中移走 协调器 网络设备 数据航 确认倾 如菜销来 图7在不用信标能力网络中网络设备发送数据给协调器 图9为在不用信标能力网络中协调器发送数据帧给网络中某个设备的例子 协调器只是为相关的 设备存储数据,被动地等待设备来请求数据,数据帧和命令帧的传送都使用非时隙CSMA-CA机制 设备可能会根据应用事先定义好的时间间隔,周期性地向协调器发送请求数据的MAC命令帧,查询协 调器是否存在属于自己的数据 协调器响应一个确认赖表示收到数据请求命令,如果有属于该设备的 数据等待传送,则利用非时隙CSMA-CA机制选择时机开始传送数据帧;如果没有数据需要传送,则发 送一个长度为零的数据帧给设备,表示没有属于该设备的数据 设备成功收到数据帧后,回发一个确 认帧 在对等个域网中,每个设备均可以与在其无线辐射范围内的设备通信 为了保证通信的有效性,这 些设备需要保持持续接收状态或者通过某些机制实现彼此同步 如果采用持续接收方式,设备只是简 单地利用cSMA-CA收发数据;如果采用同步方式,需要采用其他措施来达到同步的目的 超帧结构 12
GB:/T15629.15一2010 可以用来实现对等网络的通信,同前面提到的GTS监听方式,或者在竞争访问周期进行自由竞争信道 都可以直接实现同步的对等网络通信 协调器 网络设备 信标帆 数据请求 确认恢 数据 确认帆 图8在有信标能力网络中协调器传送数据给网络设备 协调器 网络设备 数据请求赖 确认恢 数据械 确认帆 图9在不用信标能力网络中协调器传送数据给网络设备 5.5.3MAc层帧结构 MAC层倾结构的设计目的是用最低复杂度实现在噪声无线信道环境下的可靠数据传输 LR-wPAN网络共定义了以下4种类型的帧: a)信标帧 信标帧在MAC子层产生,协调器可在有信标能力网络中发送网络信标帧 信标帧的有效负荷数 据单元由四部分组成;超帧描述字段,GTS分配字段、待处理数据目的地址字段和信标帧有效负荷数 据,如图10所示 信标帧中超帧描述字段规定了该超帧的持续时间,活跃期持续时间以及竟争访问周期持续时间等 信息 GTS分配字段将非竟争期划分为若干个GTS,并把每个GTS具体分配给各个设备 转发数据目的地址列出与协调器保存的数据相对应的设备地址 一个设备如果发现自己的地 2 址出现在待处理数据目的地址字段里,则意味着协调器存有属于它的数据,所以它就会向协调 器发出请求传送数据的MAC命令帧 13
GB/T15629.15一2010 4或100,5,6,10或14 八位位组数 地址信息字 超轨述字GTS分屋字特转发数信标有效 FCS MAc子层帜控制字段 序列号 辅助安全头 段 目标地址 负荷 MMAc子层有效负荷 MHR MFR 八位位组数 7(4到24)+k+m+n PHIY 前导码序列 顿开始分隔符 赖长度/保留 PSDU PHR PHY有效负荷 SR 3(4到24)+k十m+n 图10信标帧的格式 3)信标帧有效负荷数据为上层协议提供数据传输接口 例如在使用安全机制时,该有效负荷字 段将根据被通信设备设定的安全通信协议填人相应的信息 通常情况下,该字段可以忽略 b 数据帧 数据赖用来传输上层发到MAc子层的数据,它的有效负荷字段包含了上层所需要发送的数据 数据有效负荷发送至MAC子层时,被称为MAC服务数据单元(MSDU) 它的首尾被分别附加MAC 赖头和MIAC赖尾信息后,就构成了MMAC赖,如图1所示 0,5,6,10 MAc子层 八位位组: 4到20 或14 地址信且 制控制 辅助安 数那就有效 FCS 序列号 学段 学改 全头 负有 MAC层有效 M仆FR MIHR 负树 八位位组数; 5(4到34)+n" 长度 PHY 前导码序列 开始分隔符 PSDU /保留 SHR PHR PHY有效负截 11(4到34)+n 图11数据帧的格式 MAC帧传送至物理层后,头部增加同步信息SHR和长度信息PHIR,就成为物理的有效负荷 PPDU 其中同步信息SHR包括用于同步的前导码和SFD字段,均为固定值 帧长度字段PHR表示 MAC帧的长度,为一个八位位组长且其中低7位为有效位,所以MAC帧的长度不超过127个八位 位组 e)确认帧 如果设备收到目的地址为其自身的数据帧或MAC命令帧,并且帧控制信息字段的确认请求位置 为1,设备需要响应一个确认朝,则收到的数据赖或MMAc命令赖被称为被确认树 确认赖的序列寻应 该与被确认帆的序列号相同,且有效负荷长度应该为零 确认赖紧接着被确认赖发送,不需要使用 cSMAcA机制竞争信道 确认轨帧格式如图12所示 d)命令恢 MAC命令帧用于组建个域网,传输同步数据等 命令帧在格式上和其他类型的帧没有太多区别 只是赖控制字段的赖类型位有所不同,命令帧定义如图13所示 赖头的赖控制字段的赖类型为01b. 表示这是命令帧,命令倾的具体功能由帧的有效负荷数据表示 有效负荷数据是一个变长结构,所有命 令帧有效负荷的第一个八位位组是命令类型八位位组,后面的数据针对不同的命令类型有不同的含义 14
GB:/T15629.15一2010 MAC子层 八位位组数 赖控制字段 序列号 FCS MFR MHR 八位位组数s 锁长度 前导码序列 领开始分隔符 PsDu PHY层 /保留 SHR PHR PHIY有效负荷 图12确认帧的格式 4到20 0,5,6,10或14 MAc子层 八位位组数" 辅助 命令 懒控制 " 地址信息 FCS 序列号 类利 安个头 字段 字段 MER 八位位组数 MAC层有效 MHHR 负树 物理层 6+(4到34)nm 航长度 PSDU 前导码序列 懒开始分隔符 保图 SHR PHIR PHY有效负荷 12+(4到34)+n 图13命令帧的格式 5.5.4鲁棒性 LR-WPAN网络采用以下机制来保证数据传送的鲁棒性 a)CSMA-CA机制 根据网络的结构,采用两种不同的信道访问机制 不用信标能力的PAN采用非时隙的cSMA-CA 机制(见7.5.1) 当任何一个设备想要传输数招桃或MAc命令时,应等待一段随机时间若发现道信 道是空闲的,在一段随机时间后就可以发送;若信道被其他设备占用,设备必须退避另一随机时间再感 知信道 确认帧的发送不需要经过这一机制 在有信标能力的PAN中,设备采用时隙的csMA-CA机制来访问无线媒体,必须注意的是退避时 隙和信标帖的发送是同时开始 此外,在同一个PAN中,所有设备的退避时隙由协调器排列 当一个 设备要在CAP期间传输数据时,必须定位于下一个退避时隙的起始边界,并等待一个随机退避时间 如果感知到信道忙,在随机退避时间结束后,设备应等待另一段随机时间,然后再感知信道;如果发现信 道空闲,设备则在下一个可用时隙传输数据 确认帧和信标帧的发送并不采取这一机制 b)恢确认机制 帧确认机制是一种可选机制,发送帧的设备可要求目的设备在成功接收数据后发送确认,也可以不 要求发送 设备只对数据帧和命令帧使用帧确认机制,在任何情况下都不会为信标顿或确认帧响应确 设备发送一躺后,如果在一定的时间内没有收到确认帆,就认为传输失败,需要重新选择时机发送 认 该帧 对于不要求确认的数据帧,发送以后就认为发送成功,并从本地缓冲队列中删除该数据帧 e)数据验证机制 在LR-wPAN网络中有两种机制解决传输误码问题 一种机制是使用短帧格式(小于128个八位 位组)以减少单个帧出错的概率;另一种机制是利用MAC帧中的验证机制验证收到的数据是否出错 15
GB/T15629.15一2010 MAC帧的校验码长16比特,使用ITU标准的16比特CRC校验生成算法产生 5.5.5能量消耗 本部分的很多应用中,设备都将是电池供电的,并且频繁的更换电池或者对电池充电是不切实际的 因 此,在本部分中能量消耗的考虑是一个很重要的内容,标准制订过程中也一直有对能量供应有限的考虑 尽 管如此,标准的实际应用过程中还是需要其他的能量管理方面的措施,这不是本部分讨论的范围 5.5.6安全 本部分所定义的安全机制为wSAI,包括设备身份鉴别机制和密码机制两部分 身份鉴别机制,主 要是在设备人网时,对设备的身份合法性进行验证,保证网络中的设备都是合法的和可信的 密码机 制,主要是对传送的帧进行处理,保证数据的安全性 本部分的身份整别机制的具体鉴剔方法,通过鉴舅套件的方式来实现,本部分推荐鉴别套件见附 录A 本部分的密码机制基于对称密码系统,所用密钥由上层提供 密钥的生成和维护不在本部分的范 围之内 密码机制提供如下几种安全服务的特定组合 数据保密性;确保传输的信息只有目的对象可见 a b)数据真实性;确保传送消息的来源(并因此确定消息在传送过程中没有被更改) 重放保护;确保重复的信息被检测到 实际应用中,提供的帧保护可以是不同,并且允许不同级别的数据真实性(如果需要可以最小化传 输的帧的安全开销),和可选的数据机密性 如果必要,则可提供重传保护 躺密码保护可以使用2个对等设备之间共享的密钥(连接密钥)也可以用在一组设备之间共享的 密钥(组密钥),如果组密钥被用于2个对等设备之间的通信,则只能提供对共享组密钥以外的设备的攻 击抵抗,而不能抵抗共享组密钥的设备的攻击 在第7章,将给出本部分的设备身份鉴别机制和帧密码安全机制 5.5.7原语的概念 本条将给出服务原语概念的一个简单描述 更详绷的概念见GB/T15829.2一208 某层提供的服务是指该层在下层提供的服务的基础供应上层或者子层的能力 在图14给出了通 信双方N-users和它们相关的对等协议实体N-layer(或者子层)之间的关系和服务层次 服务用户 服务提供者 服务用户 N-User) N-Usen N-ayer Reuest indieation confirm Rcesponse 图14服务原语 服务通过捕述在Nwer和Nay之间传递的信息流来详绸说明 这种服务提供信息流采用离 散,瞬时事件来模拟 每个事件都是通过层的与N-user相关的SAP从一个层向另一个层发送服务原 语 服务原语通过提供特定的服务来传达要求的信息 服务原语都是抽象的,因为它们只指定提供的 服务,而不指定提供服务的方法 这个定义和其他任何的接口执行相互独立 16
GB:/T15629.15一2010 服务通过描述服务原语和该原语相关的参数来指定 一个服务可能有一个或者多个相关的原语 由这些原语构造特定的服务 每一个服务原语都有零个或者多个用来传递提供服务需要信息的参数 个原语可能是以下的4个基本原语之 a Reest;Reuet原语从N-user发送给Nlhser,请求初始化一个服务 b hndication;lndication原语由N-layer发送给N-user,通知一个和N-user相关的内部N-layer事件 该事件可能和一个远程服务请求逻辑上相关,也可能是由一个N-layer内部事件引起的 Response:Response原语由N-user发送给N-layer,来完成前面由通知原语调用的过程; d Comfrm.Comfrm原语由N-layer发送给N-user,来传达和先前服务原语相关的结果 物理层规范 6 -般要求和定义 本章规定了一些物理层的共同要求 物理层主要作用包括: 打开和关闭收发器 a b)对当前工作信道进行能量检测; 对接收到的数据包进行链路质量检测并指示; 为cSsMA-CA做信道空闲评估; d 信道频率选择 数据发送和接收 在本章中-物理层规定的常数和维护的属性用斜体书写 所有的常数列于表中,其前缀为"" ”，如,aMa.r 注: PHYPackeSize 所有的属性列于表21中,其前缀为“phy”,如,MhyCwrenrChannel 6.2操作频率范围 本部分中规定的频段以及相应的调制和扩频方式见表1 表1频段和数据速率 扩频参数 数据参数 频带/MH 码片速率(Mehip/s) 调制方法 比特速率/(kbhit/)符号速率(ksymbol/) MPsK 50 5 12. 314-316 0.2 30.00-432.79 0.2 MPSK 50 12.5 433.00-434.79 0.2 MPSK 50 12.5 779-787 MPSK可选 250 62.5 62.5 779-787 0-QPSK可选 250 注:780MHz频段标准规定了两种调制方式,采用本部分都应至少实现一种调制方式,或者同时实现这两种调制 方式 6.2.1信道划分 物理层总共有32个可用信道页 物理层PAN信息库中的属性hyPugesuppurel表示当前 PHY支持哪些信道页,属性Mhscurr uge表示当前PHY所使用的信道页 rentPa PHYPIB的属性表示 方式见表2 在设置p/h)yCwrrenPuge时,如果新的信道页不同于当前的信道页,且当前的工作信道不在新的信 道页中,则PHY应当把当前工作信道设置为新信道页的第一个信道,即编号最小的那个信道 17
GB/T15629.15一2010 表2信道页和信道编号 信道页 信道编号 信道页(二进制 信道编号 b31，b30，29，b28，b27 十进制 十进制 00000 保留 保留 信道03工作在315MHz频段，调制方式 03 MPSK 炉 信道4一7工作在430一431MHa频段,调制方式 00001 47 为MPSK 信道8一11工作在433一434MHa频段,调制方式 8~11 为MPSK 信道页(二进制 信道页 信道编号 信道编号 十进制 (十进制) b3l，b30，b29，b28，b27 保留 保留 24 0001000100 信道 03 工作在780MHa频段，调制方式 03 为MPSK 00101 信道4一7工作在780MH频段，调制方式为 O-QPSK 保留 ll26 631 00110~1111 保留 保留 例如,信道页2的编号为4的信道可以映射为比特 00010000000000000000000000010000信道页0保留,用于将来的频段 对于信道页1，一共有12个可用信道,编号为0~11 这些信道包含3个频段,其中315MH么频 段、430MHz频段、433MHz频段内各有4条可用信道,这些信道的中心频率为 a)F =314.3，314.8，315.3，315.8(MHz) k=0,l,2,3 bF =430.3，430.8，431.3，431.8MHz): 尺=4,5,6,7 k=8,9,10,11 =433.3，433.8，434.3，434.8MH2); 信道页2~4保留,用于将来的频段 对于信道页5,一共有27个信道,其中前8个信道可用,编号为0~7 这8个信道在780MHa频 段,信道编号为03的采用MPsK物理层方案,信道编号为47的采用O-QPSK物理层方案 这些 信道的中心频率为: a)F =780十2*(MHz); b=0,1,2,3MPSK物理层方案) 尺=4,5,6,7O-QPSK物理层方案 b)F =780十2*(k一4)MHz) 注:为信道编号 信道页6~13保留,用于将来的懒段 对于每一种可支持的物理层方案，一个符合标准的设备,应该支持所有该设备工作区字段内规范授 权的信道 最小的长顿间间隔LIFS)和短顿间间隔(SIFS)周期 每种PHY对应的最小长间间隔和短间间隔周期见表3,长帧间间隔和短帧间间隔的描述使 用及图例在7.5.13的图68中示出 18
GB:/T15629.15一2010 表3最小L.IFS和sIrS周期 最小长赖间间隔周期 最小短帧间间隔周期 PHY 单元 macMinlIFSPeriod macMinSIFSPeriod 315MHzBandMPSK 符号 40 12 符号 12 40 430MHzBandMPSK 433MHzBandMPSK 12 40 符号 符号 40 12 780MHzBandMPSK 789MHzBand0-QPSK 40 12 符号 6.2.3射频功率测量 除非另外声明,所有的射频功率测量,不管是发射还是接收,都应在收发器到天线的接口上进行 测量时应使用与天线接口阻抗相匹配的装置或补偿可能产生的失配 对没有天线接口的设备来讲,测 量应被解释为等效全向辐射功率(EIRP)(也就说,0dBi增益的天线),在所有辐射的测量中,应补偿天 线增益的影响 6.2.4发射功率 最大发射功率应遵守使用我国的相关规定,具体见附录B 对符合本部分的设备,其标称发射功率 应由其PHY参数hyTansmiPwer(见6.5)表明 6.2.5带外杂散幅射 带外杂散辐射具体要求参见国家无线电管理委员会《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》相关规定 6.2.6接收机灵敏度 表4给出了接收机灵敏度的定义,在本部分的其他章条中,凡涉及到接收机灵敏度的地方,都应参 考此定义 表4接收机灵敏度定义 术语 定义 条件 -PSDU长度 20八位位组 -PER<1% 接收机灵敏度 产生规定PER时,输人信号的功率门限 在天线终端上测量功率 不存在干扰 误包率(PER) 发射数据包被错误检测的平均比率 -PsDU里为随机数据,取测量平均值 PY服务规范 .3 6. PHY包含一个管理实体,称为PLME 这个实体提供一个PHY管理的服务接口,通过它可以调 用PHHY管理功能 PLME也负责维护一个PHY可管理对象的数据库 这个数据库被称做PHY 个 域网信息库(PIB). 图15描述了PHY的部件和接口 psAP PMFsAP" PLME 物理层 IIY PIB RF-SAP" 图 5 P参考模型 19
GB/T15629.15一2010 通过访问PHY数据服务接人点(PDSAP)和PHY管理服务接人点(PLME-SAP)两个服务接人 点,PHY可以提供两种服务;PHY数据服务和PHY管理服务 6.3.1PY数据服务 PDsAP支持MPDU在MAC子层对等实体间的传输 表5列出了PDsAP支持的原语,这些原 语会在表5中所列的章条里详细描述 表5PDSAP的原语 PDSAP原语 Request Confirm Indication 数据原语PDDATA 6.3.1.1 6,3.1." 6.3.1.3 6.3.1.1PD-DATA.request 原语请求一个从MAc子层到本地PH!Y实体的MPDU(也即是PsDU)传输 PD-DATA.request 6.3.1.1.1服务原语的语义 PD-DATA. .request原语的语义如下: PDDATA.request psdulength. psdu 表6规定了PD-DATA. A.request原语的参数 表6PD-DATA.reques的参数 名称 类型 有效范围 描述 PHY实体将要传输的PsDU中包含的八位位 saMMaPHPakasi 无符号整型 psdul.ength 组数 psdu 八位位组集 组成PHY实体将要发送的PSDU的八位位组集 6.3.1.1.2产生条件 当MAc子层实体需要传输一个MPDU时,产生PDDATA reques原语,并发布给其PHY 实体 6.3.1.1.3收后效果 收到PDDATA.request原语后,PHY实体会发送此原语所提供的PSDU 如果发射机是打开状 态(TX_ON),PHY实体会构建一个包含所提供PsDU的PPDU,然后发送这个PPDU 发送完成后 PHHY实体会发布PD-DATA.confir原语,状态参数为sUcCEss. 如果收到DDATA.rque原语时接收机是打开状态(Rx_oN)或收发器是关闭状态(TRx s OFF),PHY实体也会发布PD-DATA. confirm 原语,状态参数分别为RX_ON或TRX_OFF 6.3.1.2PD-DATA.eonfirm PD-DATA.confirm原语证实从本地MAc子层实体到另一对等MAc子层实体MPDU即 PsDU)发送的结束 6.3.1.2.1服务原语的语义 PD-DATA.confirm原语的语义如下: PD-DATA.confirm status 表7规定了PD-DATA.confirm原语的参数 20
GB:/T15629.15一2010 表7 PDDATA.confirm的参数 名称 类型 有效范围 描述 枚举 sucCEss,Rx_oN，或TRx_oFF 发送包请求的结果 status 6.3.1.2.2产生条件 当PHY实体响应PD-DATA.request原语时,产生PpDATA.confirm原语,并发布给其MAc子 onfirm原语返回的状态参数可以是sUcCEss,表示数据传输请求得到了成功执 层实体 PD-DATA. 行,也可以是RX_ON或TRX_OFF,表示发生了错误 产生这些状态值的原因见6.3.1.1.3 6.3.1.2.3收后效果 收到PDDATA.confirm原语后,MAC子层实体获知了数据发送请求的结果 如果发送成功,状 态参数为SUCCESs,否则,状态参数会指示所发生的错误 6.3.1.3PD-DATA.indicationm PD-DATA.indieation原语指示从PHY到本地MAC子层实体的一个MPDU也就是PsDU) 传输 6.3.1.3.1服务原语的语义 PD-DATA.indieation原语的语义如下 PD-DATA.indication psdulength psdu ppduLinkQuality 表8规定了PDDATA.indication 原语的参数 表8PD-DATA.indieation的参数 类型 描述 名称 有效范围 PHIY实体收到的PSDU中所包含的八位 psdul.ength 无符号整型 SaMa.rPHYPauckeSicd 位组数 组成PHY实体收到的PsDU的八位位 八位位组集 psdu 组集 在接收PPDU过程中测到的链路质量 ppduLinkQuality 整型 0x00-0xIl LQI)值见6.8.8 6.3.1.3.2产生条件 当PHY实体需要传送一个接收到的PsDU时,产生PD-DATA.indication原语,并发布给它的 MAC子层实体 当接收到的psduLength的值为零或大于aMa.PHYPackeSize时,不产生此原语 6.3.1.3.3收后效果 收到PD-DATA.indication原语后,MAc子层实体通过PHY数据服务获知了一个MPDU的 到来 6.3.2PY管理服务 PLME-sAP允许管理指令在MLMIE和PLME之间传输 表9列出了PLME-sAP支持的原语 这些原语将在表9中列出的条中详细讨论 21
GB/T15629.15一2010 表9PLME-SAP的原语 称 Request Confirm 空闲信道评估原语(PLMEccA 6.3.2 6.3.2.2 能量检测原语(PLMEED) 6.3.2.3 6.3.2.4 6,3,2.5 6,3.2.6 读取PHIYPIB属性原语(PL.ME:GE:T 设置TRX状态原语(PLMEET-TRX-STATE 6.3.2.7 6.3.2.8 写人PHIYPIB属性原语(PLME-SET) 6.3.2.9 6.3.2.10 信道调制方式原语(PILME-CMA 6.3.2.11 6.3.2.12 6.3.2.1PLMIE-CCA. .request PLME-CCA. .request原语请求PLME执行一次CCA.,cCA的实现见6.8.9 6.3.2.1.1服务原语的语义 PLME-CCA. .request原语的语义如下 PLME-CCA.t ，request PLME-CCA， .request原语没有参数 6.3.2.1.2产生条件 当CSMA-CA算法需要对信道进行评估时,MILME产生PLME-CCA.r est原语,并发布给它的 reque PLME 6.3.2.1.3收后效果 原语时接收机是打开状态IME会使PHY执行一次ccA 如果收到PLMECCA reguest PHY完成cCA后,PLME会发布一个PLMEcCA.confirm原语,根据ccA的结果,其状态参数为 BUSY或IDLE 如果收到PLME-CCA 原语时收发器是关闭状态(TRx_OFr)或发射机是打开状态(Tx reguest .confirm原语,状态参数为TRxoFr或Tx.oN ON),PLME也会发布PLME-CCA. 6.3.2.2PLME-CCA.confirm PLME-ccA.confirm原语报告ccA的结果 6.3.2.2.1服务原语的语义 PLME-ccA.confirm原语的语义如下 PLMECCA.confirmm status 6.3.2.2.2PLME-cCA.confirm的参数 表10规定了PLMECCA.confirm原语的参数 表10PLM-ccA.confirm的参数 名称 类型 有效范围 描述 枚举 TRXOFF，TX_ON，BUSY，或IDLE 请求执行CCA的结果 status 6.3.2.2.3产生条件 当PLME响应PLME-CCA reques原语时,产生PLME-CCA.conlfirm原语,并发布给它的 MLME PLME-CCA.confirm会返回状态参数BUSY或IDLE,表示成功执行了CCA;或者返回状态 参数TRX_OFF或TX_ON,表示发生了错误 产生这些状态值的原因见6.3.2.1.3 6.3.2.2.4收后效果 收到PLME-CCA.confirm原语后,MLME获知了cCCA的结果 如果成功执行了CCA,状态参数 22
GB:/T15629.15一2010 为BUSY或IDLE 否则,状态参数会指示错误 6.3.2.3PLMIE-ED.request PLME-ED.r ..reques原语请求PLME执行一次ED测量(见6.8). 6.3.2.3.1服务原语的语义 PLME-ED. ..reques原语的语义如下 PLME-ED. ，request PLME-ED. .request原语没有参数 6.3.2.3.2产生条件 当MLME需要一个ED测量值时,产生PLME-ED.request原语,并发布给它的PLME. 6.3.2.3.3收后效果 如果收到PLME-ED.reques原语时接收机是打开状态,PLME会使PHY执行一次ED测量 PHY完成ED测量后,PLME会发布一个PLME-ED.confirm原语,状态参数为sUcCESS. 如果收到PLME-ED.request原语时收发器是关闭状态(TRXx_OFF)或发射机是打开状态(Tx ON),PLME也会发布PLME-CCA.confirm原语,状态参数为TRXx_OFF或TX_ON 6.3.2.4PLMIE-ED.confirm PLME-ED.confirm原语报告ED测量的结果 6.3.2.4.1服务原语的语义 PLME-ED.confirm原语的语义如下 PLME-ED.confirm status, EnergyL.evel 表11规定了PLME-ED.confirm原语的参数 表11PME-ED.confirm的参数 名称 类型 有效范围 描述 请求执行ED测量的结果 status 枚举 SUCCESS，TRX_OFF，或TX_ON 整型 当前信道的ED层级 Energylevel 0x00-0xff 6.3.2.4.2产生条件 当PLME响应PLME-ED.t request原语时,产生PLME-ED.confirm原语,并发布给它的MLME PLME-ED.confirm会返回状态参数sUCCESS,表示成功执行了ED测量;或者返回状态参数TRX OFF或TX_ON,表示发生了错误 产生这些状态值的原因见6.3.2.3.3. 6.3.2.4.3收后效果 收到PLME-ED.confirm原语后,MLME获知了ED测量的结果 如果ED测量得到了成功执行， 状态参数为sUCCESs 否则,状态参数会指示相应的错误 6.3.2.5PLMIE-GE." request PLME-GET request原语请求获知某一PHYPIB属性的信息 6.3.2.5.1服务原语的语义 PLME-GET ..request原语的语义如下 PLME-GET. request PIBAttribute 表12规定了PLME-GET.request原语的参数 23
GB/T15629.15一2010 表12PLAME-GEr.request的参数 名称 类型 有效范围 描述 枚举 见表21 要获取的PHYPIB属性标识符 PIBAttribute 6.3.2.5.2产生条件 当MLME需要从PHYPIB中获得信息时,产生PLME-GET." s原语,并发布给它的PLME reguest 6.3.2.5.3收后效果 收到PLME-GET， .request原语后,PLME会在它的数据库中搜寻这个被请求的PHYPIB属性 如果在数据库中找不到此属性的标识,PLME会发布一个PLME-GET.confirm原语,状态参数为UN sUPPORTED_ATTRIBUTE 如果成功获取了被请求的PHYPIB属性,PLME也会发布PLME-GET.confirm原语,不过状态 参数为SUCCESS 6.3.2.6PLMIE-GET.confirm PLME-GET.confirm原语报告PHYPIB获取信息的结果 6.3.2.6.1服务原语的语义 PLME-GET.confirm原语的语义如下 PLME-GET.confirm status PIBAttribute PIBAttributeValue 表13规定了PLME-GET.confirm原语的参数 表13PLME-GET.confirm的参数 名称 类型 有效范围 描述 SUCCEsS或UNsUPPORTED 枚举 请求获取PHIYPB属性信息的结果 status ATTRIBUTE PIBAttribute 枚举 见表21 请求的PHHYPIB属性的标识符 所请求的PHIYB属性的取值 当stats参数为 PIBAttributeValue 多样 跟属性有关 UNSUPpPORRTDANTTRIBUTE时,本参数为0 6.3.2.6.2产生条件 当PLME响应PLME-GET request原语时,产生PLME-GET.confirm原语,并发布给它的 MLME PLMEGET.confirm会返回状态参数sUcCESs,表示成功读取了PHYPIB属性信息,或者 返回错误代码UNsUPPORTED_ATTRIBUTE 产生这些状态值的原因见6.3.2.5.3. 6.3.2.6.3收后效果 收到PLME-GET.confirm原语后,MLME获知了它请求读取PHYPIB属性信息的结果 如果读 取PHYPIB属性的请求被成功执行,状态参数为sUCCESS 否则,状态参数会指示相应的错误 6.3.2.7PLME-SET-TRX-STATE." request PLME-SET-TRX-STATE.t .request原语请求PHIY实体改变收发器的内部工作状态 收发器有3种主要状态 收发器关闭(TRX_OFF); a b发射机打开(TXx_ON); 接收机打开(RX_ON. c 214
GB:/T15629.15一2010 6.3.2.7.1服务原语的语义 PLME-SET-TRX-STATE.request原语的语义如下 PLME-SET-TRX-STATE.request status 表14规定了PLME-SET-TRX-STATE.request原语的参数 表14PLME-SE:T-IRx-SIATE.request的参数 名称 类型 有效范围 描述 枚举 RX_ON,TRX_OFF，FO)RCE_TRX_O)FF，或TX_ON 收发器配置的新状态 status 6.3.2.7.2产生条件 当收发器当前的工作状态需要被改变时,MLME生成PLME-SET-TRx-sTATE.request原语并 发布给它的PLME 6.3.2.7.3收后效果 收到PLME-SET-TRX-sTATE.request原语后,PLME会使PHIY转换到所请求的状态 如果状 态转换被接受.PHY会发布PL.MuE:sETRxsTATE.conirm原语,状态参数为stcCEss 如果此 原语所要求的状态就是收发器当前的配置状态,PHY也会发布PLME-SET-TRX-STATE.conlfirm原 语,指示当前状态的参数,如RX_ON,TRX_OFF或TX_ON 如果此原语发布时包含RX_ON或TRX OFF的变量,而PHY此时正在发送一个PPDU,那么PHY会发布状态为BUSY_TX的PLME-SET TRX-STATE.confirm原语并推迟状态转换直到发送结束 如果此原语发布时包含TX_ON或TRX OFF的变量,而PHY此时处于RX_ON状态并且已经接收到一个有效的SFD,那么物理会发布状态为 BUSY_RX的PLMESET-TRX-STATE.confirm n原语并推迟状态转换直到完成PPDU的接收 如果 此原语发布时包含的变量为FORCE_TRX_OFF,那么PHY会无条件地转换到TRX_OFF状态,不管 当前处在什么状态 6 .3.2.8PLME-SEI-TRx-STATE.eonfirm PLMESET-TRX-STATE.confirm原语报告请求转换收发器内部工作状态的结果 6.3.2.8.1服务原语的语义 PLME-SET-TRx-STATE.confirm原语的语义如下 PLME-sET-TRX-sTATE.confirm stats 表15规定了PLME-SET-TRx-sTATE.confirm原语的参数 表15PLM-SET-TRx-STATE.confirm的参数 类型 名称 有效范围 描述 sUCCEsS，RX_ON,TRX_OFF，TX_ON. 枚举 请求转换收发器状态的结果 status BUsY_Rx或BUsY_Tx 6.3.2.8.2产生条件 当PLME试着改变收发器的内部工作状态后,生成PLMESET-TRx-sTATE.confirm原语并发 布给它的MLME 6.3.2.8.3收后效果 收到PLME:SET-TRx.sTATE.confirm原语后,MLME获知了它请求转换收发器内部工作状态 的结果 状态值sUCCESS表示转换收发器内部工作状态的请求已被接受 状态值RX_ON,TRX 25