LR-WPAN802.15.4协议MAC的安全体系
802.15.4协议规范(物理层)
802.15.4协议规范（物理层）IEEE802.15.4-2003协议规范规定了一个MAC层和两个PHY层。
802.15.4的主要协议框架如图所示。
这边只介绍物理层。
802.15.4协议架构1．协议概述在LR WPAN（无线个人区域网）中，存在两种不同类型的设备，一种是完整功能设备（FFD），一种是简化功能设备（RFD）。
FFD可以同时和多个RFD或FFD进行通信，所以常作为协调器，而RFD只能和一个FFD进行通信。
一个网络中至少有一个FFD作为PAN 主协调器。
LR WPAN网络中根据不同需要有两种网络拓扑结构：星型拓扑结构和对等拓扑结构。
星型拓扑结构由一个叫做PAN主协调器的中央控制器和多个从设备组成，主协调器必须是一个具有完整功能的设备，从设备可以是FFD也可以是RFD。
在对等拓扑结构中，每一个设备都可以与在无线通信范围内的其他任何设备进行通信，任何一个设备都可以定义为PAN 主协调器。
无论是星型拓扑还是对等拓扑网络结构。
每一个独立的PAN都以一个标识符以确保唯一性。
在设备发起连接时，可采用64位的长地址，只有在连接成功时，系统分配了PAN的标识符后，才能采用16位的短地址码进行连接。
在LR WPAN中，允许有选择性的使用超帧结构，超帧的格式由主协调器来定义，它分为16个大小相等的时隙，其中第一个时隙为PAN的信标帧。
任何从设备如果想在两个信标之间的竞争接入期间（CAP）进行通信，则需要使用具有时隙和免冲突载波检测多路接入（CSMA CA）机制同其他设备进行竞争通信。
在一些特殊情况下，可采用PAN主协调器的超帧中的一部分来完成这些特殊要求。
这部分称为保护时隙（GTS）。
多个保护时隙构成一个免竞争时期（CFP），但最多可分配7个GTS。
因为有足够的CAP空间保证为其他网络设备和其他希望加入网络的新设备提供竞争接入的机会。
有无GTS的超帧结构分别如下所示。
timetime无GTS 的超帧有GTS 的超帧1.1数据传输LR WPAN 中，主要有3种数据传输模式：从设备向主协调器发送数据；主协调器向从设备发送数据；从设备之间传送数据。
IEEE.802.15.4网络协议栈-MAC子层
IEEE.802.15.4网络协议栈-MAC子层在IEEE 802系列标准中，OSI参考模型的数据链路层进一步划分为MAC和LLC两个子层。
MAC子层使用物理层提供的服务实现设备之间的数据帧传输，而LLC在MAC子层的基础上，在设备间提供面向连接和非连接的服务。
MAC子层提供两种服务：MAC层数据服务和MAC层管理服务（MAC sublayer management en tity, MLME）。
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，后者维护一个存储MAC子层协议状态相关信息的数据库。
MAC子层主要功能包括下面六个方面：（1）协调器产生并发送信标帧，普通设备根据协调器的信标帧与协议器同步；（2）支持PAN网络的关联（association）和取消关联（disassociation）操作；（3）支持无线信道通信安全；（4）使用CSMA-CA机制访问信道；（5）支持时槽保障（guaranteed time slot, GTS）机制；（6）支持不同设备的MAC层间可靠传输。
关联操作是指一个设备在加入一个特定网络时，向协调器注册以及身份认证的过程。
LR-WP AN网络中的设备有可能从一个网络切换到另一个网络，这时就需要进行关联和取消关联操作。
时槽保障机制和时分复用（time division multiple access, TDMA）机制相似，但它可以动态地为有收发请求的设备分配时槽。
使用时槽保障机制需要设备间的时间同步，IEEE 80 2.15.4中的时间同步通过下面介绍的“超帧”机制实现。
1．超帧在IEEE 802.15.4中，可以选用以超帧为周期组织LR-WPAN网络内设备间的通信。
每个超帧都以网络协调器发出信标帧（beacon）为始，在这个信标帧中包含了超帧将持续的时间以及对这段时间的分配等信息。
网络中普通设备接收到超帧开始时的信标帧后，就可以根据其中的内容安排自己的任务，例如进入休眠状态直到这个超帧结束。
无线传感网技术与应用-平时作业2
1.121.221.32无线传感网技术与应用-平时作业21.单选题全球通用的ISM频段是（ ）您答对了896MHz 915MHz 2.4GHz 135kHz 答案解析：ISM频段在各国的规定并不统一。
如在美国有三个频段902～928 MHz，2400～2483.5 MHz和5725～5850 MHz，而在欧洲的ISM频段则有部分用于GSM 通信。
2.4 GHz频段（2400 MHz～2483.5 MHz）是全球共同的ISM频段。
（）是连通独立集的代表性算法，采用最大独立集构造连通支配集您答对了EECDS算法CDS-Rule-K算法ASCENT算法SPAN算法答案解析：EECDS（Energy Efficient Connected Dominating Set）是连通独立集的代表性算法，采用最大独立集构造连通支配集。
该算法分为两个阶段：第一阶段创建一个MIS;第二阶段选择连接节点使这独立集连通。
（）是实现传感器网络各种功能的基础和保障您答对了配置管理1.421.52故障管理安全管理性能管理答案解析：故障管理是实现传感器网络各种功能的基础和保障。
故障在传感器网络中十分常见，能量缺乏、连接中断、环境变化、QoS变化、数据处理、物理设备故障、初始配置错误、完整性违例、操作异常、无线干扰、时间异常等导致的故障随时都可能发生。
传感器网络必须有足够的容错能力和鲁棒性，经得起单个节点或网络部分节点发生突发事件的考验。
故障管理涉及故障检测、故障隔离和故障修复。
当传感器网络出现故障的时候，网络管理系统必须能够迅速定位故障发生的位置，分析故障产生的原因，并且尽快采取应对措施。
另外，故障与网络的安全紧密相关，一旦网络受到外来威胁，网络正常行为受到干扰，故障的产生通常比较频繁。
因此故障管理需要结合安全检测，协同处理。
瑞典皇家科学院2003年发布了世界上最小的嵌入式操作系统（）您答对了Windows Contiki Android TinyOS答案解析：瑞典皇家科学院2003年发布了世界上最小的嵌入式操作系统Contiki。
IEEE 802.15 系列标准_无线传感器网络技术及应用_[共2页]
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第2章无线个域网与IEEE 802.15.4协议簇17 准。
WPAN标准结构包括两部分：物理层和MAC层由IEEE 802.15标准系列定义；网络层、传输层及应用层等上层协议由各自联盟（如ZigBee、Bluetooth、ISA 100、WIA-PA等）开发。
IEEE 802.15.4标准规范的LR-WPAN网络是一种结构简单、成本低廉的无线通信网络，它使低电能和低吞吐量的应用环境中使用无线连接成为可能。
IEEE 802.15.4与WLAN相比，LR-WPAN网络只需很少甚至不需要基础设施。
802.15.4标准吸引了工业与学术界的大量关注，Zigbee直接采用802.15.4标准作为其物理层、MAC层标准。
大量的工业物联网标准如ISA100、WIA-PA、Wireless Huart都以802.15.4标准为基础进行扩展增强。
随着应用及研究的不断发展，IEEE 802.15.4工作组又相继推出了802.15.4a、802.15.4c、802.15.4d、802.15.4e、802.15.4f、802.15.4g等一系列扩展标准，不断适应工业物联网技术和应用发展的需要。
2.1.2 IEEE 802.15系列标准无线个域网标准结构包括两部分，其中物理层和MAC层由IEEE 802.15标准系列定义，网络层、安全层及应用层等上层协议由各自联盟开发。
为此，IEEE 802.15的系列标准基本上是WPAN或近距离无线通信技术的物理层和MAC层的标准。
（1）IEEE 802.15.1IEEE 802.15.1标准是由IEEE与蓝牙特别兴趣小组（SIG，Special Interest Group）合作共同完成的。
源于蓝牙v1.1版的IEEE 802.15.1标准已于2002年4月15日由IEEE-SA的标准部门批准成为一个正式标淮，它可以同蓝牙v1.1完全兼容。
IEEE 802.15.1是用于无线个人网络的无线媒体接入控制（MAC）和物理层（PHY）规范。
802.15.4协议简介
802.15.4协议简介IEEE802.15.4 简介原⽂资料：概述：为什么选择802.15.4？LR-WPAN的⼯业化标准；基于DSSS传输，可以与WLAN共存；GTS⽤于实时应⽤；提供安全机制。
与蓝⽛、WLAN的对⽐802.15.4（zigbee)802.15.1（蓝⽛）802.11（WLAN)⼯作频段 2.4GHz/868MHz/915MHz2.4GHz 2.4G 5G峰值速率259kb/s720kb/s450Mb/s调制⽅式DSSS FHSS DSSS,OFDM覆盖范围10~75m<10m100m拓扑结构星型、点对点、簇树及混合点对点主从AC-AP,胖AP，MESH实时特效否是是接⼊⽅式CSMA/CA轮询-答复CSMA/CA纠错机制差错检测/重传前向纠错差错检测/重传业务范围数据数据+语⾳多种802.15.4的结构应⽤层、⽹络层、MAC层、PHY802.15.4的主要特征低速率（250/40/20 kb/s）、短距离、低功耗、低内存、低价、星型/点对点/簇树拓扑结构，CSMA/CA 信道接⼊、动态设备地址PHY 概述PHY的职责Activation and deactivation of the radio transceiverED(Energy Detection) within the current channelLQI(Link Quality Indication) for received packetsCCA(Clear Channel Assessment) for CSMA/CAChannel frequency selectionData transimssion and receptionPHY Packet FieldsPreamble 32bitsStart of packet Delimiter 8bitsPhy Header 8 bitsPSDU 0~1016bitsPreamble Start of PacketDelimiter PHY Header PHY Service DataUnitMAC 概述MAC层的主要任务协调者发送⽹络beacon帧；beacon的同步；⽀撑PAN的关联、去关联；⽀撑设备安全；运⽤CSMA/CA与信道接⼊；处理GTS机制；提供两个设备之间可靠的链接。
IEEE802.15.4协议—协议框架和特点
IEEE802.15.4协议目的何在？IEEE802.15.4标准旨在提供一种无线个人域网（WPANs）用于在相对较短距离的数据传输，和无线局域网(WLANs)不同，通过WPANs实现的连接只涉及很少或根本不涉及基础设施，因此具备小型、节能、低成本的特性，适用于各种设备的解决方案。
IEEE802.15.4协议有何特点？●无线数据传输的速率包括250kb/s、100kb/s、40kb/s、20kb/s●支持星型和点对点两种网络拓扑●有16位和64位两种地址格式，其中64位地址是全球唯一的扩展地址●可选的有保证时隙（（GTSs）●载波侦听多路访问/冲突避免（carrier sense multiple access with collisionavoidance,CSMA-CA）●支持确认（ACK）机制，保证传输可靠性●具备低功耗●具备信道能量检测（ED）●具备链路质量指示（LQI）工作于2.4G ISM频段的16个信道，915频段的30个信道，868频段的3个信道设备类型有哪些？在IEEE802.15.4网络中根据设备具备的通信能力可以分为，全功能设备（Full Function Device,FFD）和精简功能设备（Reduced Function Device,RFD）。
FFD以协调器、（PAN）协调器、设备等三种角色运行在网络中。
FFD设备之间以及FFD设备与RFD设备之间都可以通信，RFD设备之间不能直接通信，只能与FFD设备通信，或者通过一个FFD设备向外转发数据。
RFD适用于非常简单的应用，如光开关或被动红外传感器，它们不需要发送大量数据，一次可能只与一个FFD关联，因此RFD可以使用最小的资源和内存容量来实现。
网络拓扑结构IEEE802.15.4网络包括星型和对等两种网络拓扑结构如下图所示：全功能设备（FullFunction Device,FFD）○精简功能设备（Reduced Function Device,RFD）←→通信流程在星型结构中，所有设备都与中心设备PAN网络协调器通信，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。
IEEE_802.11及802.15.4协议
IEEE802.11
使用扩频技术的好处
扩频是一种在信号传输前先将信号的带宽进行扩展的技术。采用扩频的好处是：❏ 抗干扰。若使用窄频，容易受到使用相同频率的通信干扰导致完全无法通信(“盖台”)❏ 对于非特定的目的接收器，扩展了带宽的信号混在背景噪声中，让蓄意想侦听窃取数据资料的人不易判别真正的信号，避免了他人的截听❏ 提供了供多个用户使用同一传输波段的方法，保证了无线设备在频段上的可用性和可靠的吞吐量，也保证使用同一频段的设备不互相影响。
IEEE802.11
距离越远、信号越弱、速率越低
11Mbps 5.5Mbps2Mbps1Mbps
距离
802.11b 采用了动态速率漂移技术，可以根据环境噪声变化对传输速率进行自动调整。在理想情况下，发送节点以最高速率11Mb/s进行发射。当设备移动到覆盖范围之外，或者出现重大干扰时，发送节点将自动逐次降低速率，以 5.5Mb/s、2Mb/s
Transmitter
Receiver
IEEE802.11
DSSS（直接序列扩频）
Direct Sequence Spread Spectrum（Chip code 也称为 pseudo-noice 或 spreading code）DSSS系统则将要传输的数据流通过扩展码调制而人为地扩展带宽，即使在传输波段中存在部分噪声信号，接收机也可以无错误地接收数据。
自组网络
A
E
D
C
F
源结点
目的结点
转发结点B
转发结点
转发结点
IEEE802.11
IEEE802.11的物理层❏ WLAN 传输方式有 红外线 (Infra Red, IR) 和 无线电射频 两种❏ 红外系统的优点：不受无线电干扰；视距传输，检测和窃听困难，保密性好。缺点是：对非透明物体的透过性极差，传输距离受限；易受日光、荧光灯等干扰；半双工通信。❏ 无线电射频系统采用 扩频 (Spread Spectrum) 技术进行调制。扩频技术的频率范围开放在 ISM 频段，此频段不需申请：
802154协议
802.15.4协议802.15.4是一种低功耗无线个人局域网（WPAN）协议，由IEEE（国际电气电子工程师协会）制定。
该协议为低功耗设备之间提供了一种简单、低成本的通信解决方案，适用于各种物联网（IoT）应用。
协议概述802.15.4协议定义了物理层和媒体访问控制（MAC）层规范，用于在低功耗、低速率的无线网络中实现设备之间的通信。
该协议支持多种网络拓扑结构，如星型、树型和网状网络。
物理层规范802.15.4协议使用ISM频段（Industrial, Scientific and Medical，工业、科学和医疗频段），包括2.4GHz频段和868/915MHz频段。
其中2.4GHz频段是最常用的频段，具有全球范围内的可用性。
协议支持多种调制方式和数据速率，例如O-QPSK调制和250kbps的数据速率。
MAC层规范802.15.4协议的MAC层规范定义了一套用于媒体访问控制和网络管理的协议。
MAC层使用了CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波监听多点接入/冲突避免）机制来实现多节点之间的无冲突数据传输。
协议规定了两种不同的MAC层工作模式：非信标模式和信标模式。
非信标模式中，节点可以根据需要自由发送和接收数据；信标模式中，网络中存在一个信标节点，用于同步和调度其他节点的通信。
网络拓扑结构802.15.4协议支持多种网络拓扑结构，以满足不同应用场景的需求。
1.星型网络：所有节点直接连接到一个中心节点，中心节点负责网络的管理和调度。
2.树型网络：节点之间以层级结构组织，根节点负责网络管理，并通过中间节点转发数据。
3.网状网络：节点之间可以直接通信，没有中心节点，数据可以通过多个路径传输。
适用场景802.15.4协议在物联网应用中具有广泛的应用前景。
1.家庭自动化：通过无线传感器和执行器，实现家庭设备的智能控制，如灯光、温度、安防等。
IEEE_802.15.4协议解析
4/10
0/5/6/10 /14 附加安 全头部
2 超帧 描述
可变 GTS分 配释放 信息
可变 待发数 据目标 地址信 息
可变
2
地址 域
帧负载
FCS校 验 帧尾 (MFR)
帧头(MHR)
MAC 负载
信标帧格式 超帧字段：持续时间；活跃部分持续时间；竞争访问时断持续时间 GTS分配释放信息：将无竞争时断划分为若干个GTS，并把每个GTS 具体分配给某个设备 转发数据目标地址：列出了与协调者保存的数据相对应的设备地址 信标帧负载数据：为上层协议提供数据传输接口
以及相关的保密措施。
应用层 ZigBee的应用层由应用子层(APS)、设备对象(ZDO)以
及制造商定义的应用设备对象组成。
APS子层的作用包括维护绑定表、在绑定设备间传输信息。 ZDO的作用包括在网络中定义一个设备的作用、发现网络中的设备 并确定它们能提供何种服务、起始或回应绑定需求以及在网络设备中 建立一个安全的连接。 制造商定义的应用对象根据ZigBee定义应用说明执行实际的应用。
MAC层网络设备
两种设备类型:
精简功能设备(RFD) 全功能设备(FFD)
FFD 与RFD 的差别：FFD 有能力成为协调者并选取一个频道建 立新的网络，而RFD 只能透过向协调者注册并连结后才能使用网 络；另一个差别在于，并不是任何节点都有资格向协调者提出 GTS使用申请，此节点必须属于FFD 才可向协调者要求保证传输 时槽使用权。 三种设备角色:
超帧结构
在IEEE 802.15.4中，可以选用超帧为周期组织LR-WPAN网络内 设备间的通信。每个超帧都以网络协调器发出信标帧开始，在信 标帧中包含了超帧将持续的时间以及对这段时间的分配等信息。 网络中的普通设备接收到包含超帧结构的信标帧后，就可以根据 其中的配置信息安排自己的任务。 超帧将通信时间划分为活跃和不活跃两个部分。
IEEE802.15.4协议—协议框架和特点
IEEE802.15.4协议目的何在？IEEE802.15.4标准旨在提供一种无线个人域网（WPANs）用于在相对较短距离的数据传输，和无线局域网(WLANs)不同，通过WPANs实现的连接只涉及很少或根本不涉及基础设施，因此具备小型、节能、低成本的特性，适用于各种设备的解决方案。
IEEE802.15.4协议有何特点？●无线数据传输的速率包括250kb/s、100kb/s、40kb/s、20kb/s●支持星型和点对点两种网络拓扑●有16位和64位两种地址格式，其中64位地址是全球唯一的扩展地址●可选的有保证时隙（（GTSs）●载波侦听多路访问/冲突避免（carrier sense multiple access with collisionavoidance,CSMA-CA）●支持确认（ACK）机制，保证传输可靠性●具备低功耗●具备信道能量检测（ED）●具备链路质量指示（LQI）工作于2.4G ISM频段的16个信道，915频段的30个信道，868频段的3个信道设备类型有哪些？在IEEE802.15.4网络中根据设备具备的通信能力可以分为，全功能设备（Full Function Device,FFD）和精简功能设备（Reduced Function Device,RFD）。
FFD以协调器、（PAN）协调器、设备等三种角色运行在网络中。
FFD设备之间以及FFD设备与RFD设备之间都可以通信，RFD设备之间不能直接通信，只能与FFD设备通信，或者通过一个FFD设备向外转发数据。
RFD适用于非常简单的应用，如光开关或被动红外传感器，它们不需要发送大量数据，一次可能只与一个FFD关联，因此RFD可以使用最小的资源和内存容量来实现。
网络拓扑结构IEEE802.15.4网络包括星型和对等两种网络拓扑结构如下图所示：全功能设备（FullFunction Device,FFD）○精简功能设备（Reduced Function Device,RFD）←→通信流程在星型结构中，所有设备都与中心设备PAN网络协调器通信，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。
IEEE.802.15.4网络协议栈及物理层
IEEE.802.15.4网络协议栈及物理层IEEE 802.15.4网络协议栈基于开放系统互连模型（OSI），如图5-4所示，每一层都；实现一部分通信功能，并向高层提供服务。
IEEE 802.15.4标准只定义了PHY层和数据链路层的MAC子层。
PHY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点到点通信的服务接口。
MAC子层以上的几个层次，包括特定服务的聚合子层（service specific convergence sublayer, SSCS），链路控制子层（logical link control , LLC）等，只是IEEE 802.15.4标准可能的上层协议，并不在IEEE 802.15.4标准的定义范围之内。
SSCS为IEEE 802.15.4的MAC层接入IEEE 802.2标准中定义的LLC子层提供聚合服务。
LLC子层可以使用SSCS的服务接口访问IEEE 802.15.4网络，为应用层提供链路层服务。
5.3.1物理层物理层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。
物理层数据服务从无线物理信道上收发数据，物理层管理服务维护一个由物理层相关数据组成的数据库。
物理层数据服务包括以下五方面的功能：（1）激活和休眠射频收发器；（2）信道能量检测（energy detect）；（3）检测接收数据包的链路质量指示（link quality indication , LQI）；（4）空闲信道评估（clear channel assessment, CCA）；（5）收发数据。
信道能量检测为网络层提供信道选择依据。
它主要测量目标信道中接收信号的功率强度，由于这个检测本身不进行解码操作，所以检测结果是有效信号功率和噪声信号功率之和。
链路质量指示为网络层或应用层提供接收数据帧时无线信号的强度和质量信息，与信道能量检测不同的是，它要对信号进行解码，生成的是一个信噪比指标。
802.15.4 协议
这个802.15.4.c是中国按照IEEE 802.15.4（低速率无线个人区域网（LR - WPAN））的精神和要求，在不违背法律法规的前提下，通过线局域网媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）拓展的方法，以支持一个或多个中国314-316兆赫，430-434兆赫和779-787 MHz频段。
这篇PDF中提到了实现这种支持的方法以及一些类似代码的东西。
这里面好像也没有什么太实质性的内容。
以下为比较重要的一段的信息。
我把他复制粘贴在这里。
此次推出的是没有IEEE 802.15.4c标准，2009年，信息技术，电信和信息交换系统之间的局部和城域网网络的具体要求，部分15.4 IEEE标准的一部分：无线局域网媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）规格低速率无线个人区域网（LR - WPAN）的修订2：替代物理层扩展，以支持一个或多个中国314-316兆赫，430-434兆赫和779-787 MHz频段。
该修正案规定除IEEE标准802.15.4-2006和IEEE标准802.15.4aTM - 2007的备用的物理层。
这些备用的PHY被指定为中国的780 MHz频段。
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uwb定位用到的协议
uwb定位用到的协议
UWB（Ultra-Wideband，超宽带）定位技术通常涉及多种协议和标准，以实现准确的室内定位和跟踪。
以下是一些常用的UWB定位用到的协议：
1. IEEE 80
2.15.4a: 这是一种无线个人局域网（WPAN）协议，它支持UWB技术，提供了在较短距离内进行高速数据传输和定位的能力。
该协议定义了UWB通信的物理层和MAC层规范。
2. Time Difference of Arrival (TDoA): TDoA是一种UWB定位系统中常用的测距技术，它利用信号到达不同接收器的时间差来计算目标位置。
通常需要在系统中使用TDoA算法来处理接收到的UWB信号。
3. Two-Way Ranging (TWR): TWR是另一种常见的UWB定位技术，它通过来回的信号传输和接收来测量信号的往返时间，从而计算出目标的位置。
TWR通常需要在UWB设备之间进行精确的时间同步。
4. 超宽带联盟（UWB Alliance）: 这是一个致力于推动UWB技
术发展和标准化的组织，他们制定了一些UWB技术的标准和规范，以促进UWB在各种应用中的使用。
总的来说，UWB定位涉及的协议和技术非常多样化，涵盖了物理层、MAC层、定位算法等多个方面。
这些协议和标准的综合应用可以实现高精度的室内定位和跟踪，为物联网、智能制造、智能家居等领域提供了广阔的应用前景。
IEEE_802.15.4原理解析
安全层 依靠相称性密匙保护、应用保护机制、合适的密码机制
IEEE 802.15.4 标准
IEEE 802.15.4的物理层定义了物理信道和MAC子层间的接口， 提供数据服务和物理层管理服务。物理层数据服务从无线物理信 道上收发数据，物理层管理服务维护一个物理层相关数据组成的 数据库。 在IEEE 802.15.4的MAC层中引入了超帧结构和信标帧的概念。 这两个概念的引入极大了方便了网络管理，我们可以选用以超帧 为周期组织LR-WPAN网络内设备间的通信。每个超帧都以网络 协调器发出信标帧为始，在这个信标帧中包含了超帧将持续的时 间以及对这段时间的分配等信息。网络中的普通设备接收到超帧 开始时的信标帧后，就可以根据其中的内容安排自己的任务，例 如进入休眠状态直到这个超帧结束。 MAC子层提供两种服务：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正确收发，后者 维护一个存储MAC子层协议相关信息的数据库。
端设备 End device (RFD or FFD)：只具有简单的收发功能，不能进 行分组的转发。 协调器 Coordinator (FFD)：通常通过发送信标实现与周围节点的同 步，且具有转发分组的功能。 网络协调器 PAN Coordinator (FFD)：为整个网络的主控节点，并且 每个IEEE 802.15.4网络只能有一个网络协调点
IEEE 802.15.4 与 ZigBee
ZigBee是由ZigBee Alliance所 主导的标准，定义了网络层、安全 层应用层、以及各种应用产品的架 构;而由IEEE所定制的802.15.4标准， 则是定义了物理层及MAC层。
ieee802标准体系结构
ieee802标准体系结构IEEE 802标准体系结构是一个涵盖了各种无线局域网（WLAN）、城域网（MAN）和个人局域网（PAN）等无线通信技术的标准体系。
这个标准体系由IEEE 802.1至IEEE 802.22等多个子标准组成，每个子标准都针对特定的无线通信应用领域进行了详细规范。
在IEEE 802标准体系结构中，IEEE 802.11是其中最为人熟知的一个子标准，它定义了WLAN的工作方式和通信协议。
IEEE 802.11标准支持多种不同的物理层技术，包括传统的2.4GHz和5GHz频段的无线通信技术，以及近年来兴起的基于更高频段的毫米波通信技术。
通过对不同物理层技术的支持，IEEE 802.11标准使得WLAN可以在不同的频段和环境中进行部署，从而满足不同场景下的无线通信需求。
除了IEEE 802.11标准外，IEEE 802.15和IEEE 802.16标准也分别针对PAN和MAN领域的无线通信进行了规范。
IEEE 802.15标准定义了一系列低功耗、短距离的无线通信技术，比如蓝牙和ZigBee等，这些技术在智能家居、物联网等领域得到了广泛应用。
而IEEE 802.16标准则定义了一系列用于城域无线通信的技术，比如WiMAX等，这些技术可以支持更大范围的无线通信覆盖，为城市中的宽带接入提供了有效的解决方案。
除了上述几个比较知名的子标准外，IEEE 802标准体系结构还包括了一系列其他的子标准，比如IEEE 802.3（以太网）、IEEE 802.15.4（低速低功耗的无线通信）等，这些子标准涵盖了从有线到无线、从短距离到长距离等各种不同的通信技术，为整个通信行业的发展提供了坚实的技术基础。
总的来说，IEEE 802标准体系结构是一个非常庞大和复杂的标准体系，它涵盖了几乎所有现代通信领域的技术规范。
通过这个标准体系，不同厂商和组织可以基于统一的技术规范进行产品开发和部署，从而实现了不同设备和系统之间的互操作性。
IEEE802.15.4简述
IEEE 802.15.4 简述简述包括：1IEEE 802.15.4标准概述2IEEE 802.15.4网络简介3IEEE 802.15.4网络拓扑结构及形成过程4IEEE.802.15.4网络协议栈及物理层5IEEE.802.15.4网络协议栈-MAC子层6IEEE802.15.4的安全服务IEEE 802.15.4标准概述随着通信技术的迅速发展，人们提出了在人自身附近几米范围之内通信的需求，这样就出现了个人区域网络（personal area network, PAN）和无线个人区域网络（wireless personal area network, WPAN）的概念。
WPAN网络为近距离范围内的设备建立无线连接，把几米范围内的多个设备通过无线方式连接在一起，使它们可以相互通信甚至接入LAN或Internet。
1998年3月，IEEE 802.15工作组。
这个工作组致力于WPAN网络的物理层（PHY）和媒体访问层（MAC）的标准化工作，目标是为在个人操作空间（personal operating space, POS）内相互通信的无线通信设备提供通信标准。
POS一般是指用户附近10米左右的空间范围，在这个范围内用户可以是固定的，也可以是移动的。
在IEEE 802。
15工作组内有四个任务组（task group, TG），分别制定适合不同应用的标准。
这些标准在传输速率、功耗和支持的服务等方面存在差异。
下面是四个任务组各自的主要任务：（1）任务组TG1：制定IEEE 802.15.1标准，又称蓝牙无线个人区域网络标准。
这是一个中等速率、近距离的WPAN网络标准，通常用于手机、PDA等设备的短距离通信。
（2）任务组TG2：制定IEEE 802.15.2标准，研究IEEE 802.15.1与 IEEE 802.11（无线局域网标准，WLAN）的共存问题。
（3）任务组TG3：制定IEEE 802.15.3标准，研究高传输速率无线个人区域网络标准。
基于IEEE802.15.4无线个域网的研究与实现的开题报告
基于IEEE802.15.4无线个域网的研究与实现的开题报告Introduction近年来，无线个域网（Wireless Personal Area Network, WPAN）得到了广泛的关注和研究，它是一种用于短距离（一般在10米以内）通信的无线网络，通常应用于个人设备之间的数据传输。
WPAN在医疗、家庭娱乐、物联网等领域中有着广泛的应用前景。
IEEE802.15.4是WPAN的一种无线通信标准，它定义了物理层和媒体访问控制（MAC）层，可提供低功耗、低数据速率、低复杂性和低成本的通信。
目前，IEEE802.15.4已经被广泛应用于物联网领域中。
本文旨在进行基于IEEE802.15.4无线个域网的研究与实现，通过对相关技术的研究和实现，探究如何在WPAN中建立可靠的通信，并应用于实际场景中。
Research content本文的主要研究内容如下：1. WPAN的概述：介绍WPAN的概念、特点和分类，分析WPAN与其他无线网络的区别。
2. IEEE802.15.4标准的研究：介绍IEEE802.15.4标准的体系结构、协议栈、MAC层、物理层等内容，分析其优劣势。
3. WPAN中的路由技术：介绍WPAN中的路由协议，包括基于层次结构、基于集群等路由技术，分析其特点和适用场景。
4. WPAN中的安全技术：介绍WPAN中的安全机制，包括密钥管理、加密和认证等技术，分析其保护机制和使用注意事项。
5. 实验设计与实现：设计WPAN的拓扑结构，搭建IEEE802.15.4标准的环境，利用ContikiOS进行编程实现。
6. 实验结果分析：分析实验结果，并验证WPAN建立的可靠通信，讨论不同参数对通信性能的影响。
Conclusion本文在对WPAN的概述、IEEE802.15.4标准、路由技术和安全技术进行分析的基础上，进行了实验设计与实现，探究如何建立可靠的WPAN通信。
实验结果表明，IEEE802.15.4标准的优势在于通信距离短、能耗低、成本低，同时提供了良好的通信质量和低延迟。
IEEE802.15.4 无线传感器网络仿真与性能评估
计算机与现代化
ＪＩＳＵＡ唧ＹＵ ＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ
总第１７６期
ＩＥＥＥ８０２．１５．４无线传感器网络仿真与性能评估
金东方，李绍文，王昆
（桂林电子科技大学计算机与控制学院，广西桂林５４ｍ０４）
摘要：也ＥＥ８０２．１５．４标准是为满足低速率、低能耗、低成本需求而制定的无线个人区域网（ＬＲ—ＷＰＡＮ）规范。通过用网
ｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄ ｍａｋｅｓ ｍｅｔｒｉｃｓ ａｎｌｙｄｓ ａｎｄ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＩＥＥＥＳ０２．１５．４；ｓｌｏｔｔｅｄ ＣＳＭＡ／ＣＡ；ＷＳＮ；ＮＳ２ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
２０１０年第４期
表１仿真环境设置
广播模型 增益
节点问距 天线类型 天线高度
Ｔｗｏ—ｒａｙ Ｇｒｏｕｎｄ １．Ｏ（收发） ｌＯｍ ０ｄＢｍ ０．Ｄ８６４ｍ
（ａ）物理层设置
ＰＩ一 ＲｘＴｈ－ｅｓｌｌ
Ｃ‰ｈ ＣＳＴｈｒｅｓｈ一
ｉｄｌｅＰｏｗｅｒ ｔｘＰｏｗｅｒ ｒｘＰｏｗｅｒ
０ｄＢｍ ３．１６２３ｅ．１３Ｗ ３．１６２３ｅ．１３Ｗ
ｕｓｉｎｇ
ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＮＳ２，ｉｔ ｄｏｅｓ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＷＳＮ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＩＥＥＥＳ０２．１５．４，
ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ ｔｈｅ ｓｌｏｔｔｅｄ ＣＳＭＡ／ＣＡ ｍａｃｈａｎｉｓｍ ｉｎ ｔｈｅ ＩＥＥＥＳ０２．１５．４ ＭＡＣ ｐｒｏｔｏｃ０１．Ｆｉｎａｌｌｙ ｉｔ ｍａｋｅｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎ·
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朱建新 ， 高蕾娜 ， 张新 访
（ 中科技 大 学 信 息与 系统技 术研 究 所 ，湖 北 武汉 ４ ０ ７） 华 ３ ０４
摘 要 ： 年 来 短 距 离无 线 通 信 技 术 成 为 通 信 领 域 热 点 之 一 ， 主 要 特 征 是 低 功 耗 、 成 本 和 低 数 据 率 。 细分 析 ＩＥ 近 其 低 详 Ｅ Ｅ低 速 无 线 个 人 区域 网（ ＲｗＰ Ｎ 协 议 ８２１ ． 全 架 构 中的 ＭＡ Ｌ－ Ａ ） ０ ． ４安 ５ Ｃ安 全 帧 结 构 、 Ｃ ＰＢ安 全 属 性 、 全 服 务 和 安 全 机 制 ， 论 其 ＭＡ Ｉ 安 讨 安 全 工 作 模 式 下 的 安 全 组 件 并 给 出 帧 完 整 性 验 证 和 数 据 加 密方 法 实 施 流 程 。 绍 了 Ｚｇ ｅ／ Ｅ ２１． 用 发 展 现 状 及 趋 介 ｉ ｅ Ｅ Ｅ８ ． ４应 Ｂ Ｉ ０ ５ 势 ， 出安 全 性 是 其 产 品 发 展 的 重 要 组 成 部 分 ， 全 组 件 性 能 分 析 和 密钥 管 理 体 制 是 今 后 的研 究 重 点 。 指 安 关 键 词 ：Ｅ Ｅ８２１．；ＭＡ Ｉ 全 属 性 ； 安 全 组 件 ；ＡＥ — Ｔ ；ＡＥ ．Ｂ — Ｃ ＩＥ ０．５ ４ ＣＰＢ安 ＳＣ Ｒ ＳＣ Ｃ ＭＡ ；ＡＥ ．Ｃ ＳＣ Ｍ
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第２ 卷 ９
ＶＯ ． ９ １２
第 ２ 期 １
ＮＯ． ２１
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２０ 年 １ 月 ０８ １
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