IEEE 802.15.4协议完整中文版(1)

出处：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：