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無線個人區域網路

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無線個人網英語:Wireless personal area network)提供了一種小範圍內無線通信的手段。

IEEE 802協議系列中定義了一系列無線網絡標準,目前已成型的無線個人網標準主要有兩個:

無線個人網與無線局域網WLAN)的區別[編輯]

主要在於目標應用領域不同。

  • 無線局域網一般用來替代有線的局域網技術。
  • 藍牙用來替代智能設備,如電腦,手機,PDA,數碼相機/攝像機等的外接電纜。
  • ZigBee則應用於低速低功耗的無線網絡,如傳感器網絡,無線讀表網絡,智能玩具,智能家庭,智能農業等。

應用領域的不同決定了這三種無線網絡實現上的不同,包括

  • 無線的覆蓋範圍。WLAN覆蓋半徑設計值為100米,藍牙覆蓋半徑為10米,ZigBee則為50米。
  • 設備功耗。無線局域網設備一般為插電設備,而無線個人網設備則一般為電池設備。ZigBee更致力於極低功耗網絡,例如不換電池能維持約10年的設備。
  • 組網形式。
  • 無線接入方式。
  • 網絡的安裝及網絡的生存期,等等。

無線個人網絡[編輯]

IEEE802.15.1Wireless Personal Area NetworkWPAN

該標準定義一個物理層對應於藍牙的物理層,一個介質訪問控制層包括了藍牙協議棧相應的部分。

組網形式[編輯]

可有兩種網絡形式。

  • 極微網(Piconet)由一個主控設備(Master)和1到7個從屬設備(Slave)組成。
  • 一個IEEE802.15.1設備可在一個極微網中充當主控設備,而在另一個或幾個極微網中充當從屬設備,從而將不同的極微網橋接起來,如此組成一個分散網(Scatternet)。

物理層[編輯]

主要特性為:

  • GFSK調製
  • 2.4GHz的ISM頻段
  • 3類發射功率
    • 第一類最高100mW(=20dBm)最低1mW
    • 第二類最高2.5mW最低0.25mW,第三類最高1mW。

介質訪問控制層[編輯]

主要特性為:

  • 基帶(Baseband),一個每秒1600跳的跳頻信道由連續不斷的625微秒的時隙組成。雙向通信由時分雙工實現。基帶支持兩種物理信道:
    • 面向連接的同步信道(Sychronous Connection-Oriented,SCO link)可用於提供雙向64kb/s的PCM話音通路;
    • 無連接異步信道(Asychronous Connection-Less,ACL link)用於數據通路(不對稱可達723.2kb/s,對稱可達433.9kb/s)。
  • 鏈路管理協議(Link Manager Protocol),負責物理鏈路的建立和管理。
  • 邏輯鏈路控制及適配協議(Logical Link Control and Adaptation Protocol),負責對高層協議的復用,數據包分割(Segmentation)和重新組裝(Reassembly)。
  • 一個標準化的控制接口(Host Control Interface HCI)。

低速無線個人網絡[編輯]

IEEE 802.15.4Low Rate Wireless Personal Area NetworkLR-WPAN

組網形式[編輯]

IEEE802.15.4的網絡設備分為兩類,完整功能設備(Full Functional Device, FFD)支持所有的網絡功能,是網絡的核心部分;部分功能設備(Reduced Functional Device, RFD)只支持最少的必要的網絡功能,網絡中一般大部分是此類設備。一般有兩種組網形式,

  • 星型網絡,以一個完整功能設備為網絡中心。
  • 簇型網絡,在若干星型網絡基礎上,中心的完整功能設備再互相連接起來,組成一個樹型網絡。

物理層[編輯]

主要特性為:868MHz,915MHz,2.4GHz ISM頻段上的共27個信道。其中,

  • 信道0,868-868.6MHz,中心頻率868.3Hz。BPSK調製。提供20kb/s的數據通路。
  • 信道1-10,中心頻率=906 + 2x(信道號-1)MHz。BPSK調製。每信道提供40kb/s的數據通路。
  • 信道11-26,中心頻率=2405 + 5x(信道號-11)MHz。O-QPSK調製。每信道提供250kb/s的數據通路。

介質訪問控制層[編輯]

主要特性為:CSMA/CA接入,以及可選的超級幀(Superframe)分時隙機制。

參考文獻[編輯]

英文網站[編輯]