ZigBee網路中的幀結構

2021-06-26 20:09:34 字數 1946 閱讀 2344

在zigbee技術中,每乙個協議層都增加了各自的幀頭和幀尾,在pan網路結構中定義了4種幀結構:

物理層以下所描述的包結構以位元表示,為實際在物理**上所傳送的資料。

1.   信標幀

在信標網路中,信標由主協調器的mac層生成,並向網路中的所有從裝置傳送,以保證各從裝置與主協調器同步,使網路執行的成本最低,即採用信標網路通訊,可減少從裝置的功耗,保證正常的通訊,信標幀的結構如下圖:

圖1 信標幀結構示意圖  

通常裝置中的mac層服務資料單元(msdu)包括超幀格式,未處理事務位址格式 位址列錶能及信標載荷。如果在msdu前面,加上mac層幀頭(mhr),在msdu結尾後面,加上幀尾(mfr),則mhr msdu和mfr共同構成了mac層信標幀(即mac層協議資料單元—mpdu),其中,mhr包括mac幀的控制字段。信標序列碼(bsn)以及定址資訊;mfr包含16位幀校驗序列(fcs)。

在mac層生成的mac層信標作為物理層信標包的載荷(psdu)傳送到物理層。同樣,在psdu前面,需要加上乙個同步幀頭(shr)和乙個物理層幀頭(phr),其中,shr包括前同步幀序列和幀起始定界符(sfd);在phr中,包含有psdu長度的資訊。使用前同步碼序列的目的是使從裝置與主協調器達到符號同步,因此,shr phr以及psdu共同構成了物理層的信標包(ppdu)。

通過上述過程,最終在phy層就形成了網路信標幀,乙個幀訊號在mac層和phy層分別都要加上所對應層的幀頭和幀尾,最後 在phy層形成相應的幀訊號。

2.   資料幀

在zigbee裝置之間進行資料傳輸時,傳輸的資料由應用 層生成,經資料處理後,傳送給mac層,作為mac層的資料載荷(msdu),並在msdu前面加上乙個mac層幀頭mhr,在其結尾後面,加上乙個mac層幀尾mfr. 其中,mhr包括幀控制。序列碼以及定址資訊,mfr為16位fcs碼,這樣由mhr msdu和mfr共同構成了mac層資料幀(mpdu).

mac的資料幀作為物理層載荷(psdu)傳送到物理層。在psdu前面,加上乙個shr和乙個phr。其中,shr包括前同步碼序列和sfd;phr包含psdu的長度資訊。同信標幀一樣,前同步碼序列和資料sfd能夠使接收裝置與傳送裝置達到符號同步.shr phr 和psdu共同構成了物理層的資料報(ppdu).

圖2 資料幀示意圖

3.   確認幀

在通訊接收裝置中,為保證通訊的可靠性,通常要求接收裝置在接收到正確的幀資訊後,向傳送裝置返回乙個確認資訊。以向傳送裝置表示已經正確地接收到相應的資訊。接收裝置將接收到的資訊經phy層和mac層後,由macnfc經糾錯解碼後,恢**送端的資料,如沒有檢查出資料的錯誤,則由mac層生成乙個確認幀,傳送回傳送端其幀結構

mac層的確認幀由乙個mhr和乙個mfr構成,其中,mhr包括mac幀控制欄位和資料序列碼字段,mfr由16位fcs構成,mhr和mfr共同構成了mac層的確認幀(mpdu)。

mpdu作為物理層確認幀載荷(psdu)傳送到物理層,在psdu前面,加上shr和phr。其中,shr包括前同步碼序列和sfd欄位;phr包含psdu長度的資訊。shr phr以及psdu共同構成了物理層的確認包(ppdu).

圖3 確認幀示意圖

4.   mac層命令幀

在zigbee裝置中,為了控制裝置的工作狀態,同網路中的其他裝置進行通訊,根據應用的實際需要,對裝置進行控制,控制命令由應用層產生,在mac 層根據命令的型別,生成的mac層命令幀,

包含命令型別欄位和命令資料的msdu叫作命令載荷。同其他幀一樣,在msdu前面,加上乙個幀頭mhr,在其結尾後面,加上乙個幀尾mfr,其中,mhr包括mac層幀控制。資料序列碼以及定址資訊字段,mfr由16位fcs構成,mhrmsdu和mfr共同構成了mac層命令幀(mpdu)。

mpdu作為物理層命令幀 傳送到物理層,psdu前加上乙個shr和乙個phr,其中,shr包括前同步碼序列和sfd欄位,phr包含了psdu長度的資訊,前同步碼字段序列能夠使接收機達到符號同步。shr phr 和psdu共同構成了物理層命令包(ppdu).

圖4 mac命令幀示意圖

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