一、概述
低数据速率的无线个域网络(LR-WPAN,Low Rate-Wireless Personal Area Network)的显著的特征是:短距离、低速率、低功耗、低复杂度及低成本。被广泛地应用于支持传感器、交互式玩具、智能徽章、远端控制和家用自动化等物联网(IoT)场景中。
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我们知道,LR-WPAN的媒体访问控制层(MAC)和物理层(PHY)的规范,主要是由IEEE 802.15工作组的第4任务组(TG4)负责研究制定的,其发布了IEEE 802.15.4的一系列标准。我国在2010年,参照了IEEE 802.15.4-2006版本标准,并结合我国的具体情况,发布了GB/T 15629.15-2010《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》。该规范制定了我国的LR-WPAN的MAC和PHY物理层的规范要求,两个规范的内容相似但不完全相同。另外,目前802.15.4-2006版本又经过了2011年、2015年和2020年的修订。
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我国GB/T 15629.15-2010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线的电池电源,并主要工作在非常有限的个人操作空间(POS),即工作距离在0~10m之间范围。由于该标准规范的具体内容相对较多,下述将简要介绍GB/T 15629.15-2010标准中相关物理层(PHY)的技术要求方面的内容,若要具体了解该标准的详细、全部内容的请查阅下附件。
附件:GB/T 15629.15-2010《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》
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二、物理层型式
在我国GB/T 15629.15标准中给出了低速无线个域网(LR-WPAN)的5种物理层型式,这些型式与射频工作频段、调制方式、数据速率等参数相关,具体详见下表2。
表2:LR-WPAN的频段、扩频参数及数据参数
三、操作频率范围
1、射频工作频率
GB/T 15629.15规定的LR-WPAN射频工作频段,并没有使用2.4GHz的ISM频段,而是选用780MHz频段、315 MHz频段、430 MHz频段等几个频段,具体见表2中。其中,780MHz频段标准规定了两种调制方式,采用时都应至少实现一种调制方式,或同时实现着两种调制方式。
在GB/T 15629.15中,对各种物理层型式的规范要求分别有专门详细的要求,具体详见该标准原文(即见附件)。
2、信道划分
根据GB/T 15629.15的规定,LR-WPAN的物理层共有32个可用信道页(信道页编号0~31),其中信道页1和信道页5在用,其它信道页处于保留状态,用于将来的频段。信道页1和信道页5对应的信道、频段及中心频率(Fc)的分配详见下表3-2中。
表3-2:LR-WPAN射频工作频段信道的划分与分配
四、物理层相关要求
1、调制方式
在GB/T 15629.15中给出了LR-WPAN物理层的调制方式有两种:多态相移键控(MPSK,M-ary phase-shift keying)调制方式和正交四相相移键控(O-QPSK,Orthogonal-Quadrature phase shift Keying)调制方式。O-QPSK调制仅采用在780MHZ频段(该频段同时也可采用MPSK调制)。
2、数据速率
在GB/T 15629.15中给出了LR-WPAN物理层的两种数据速率:50 kbit/s和250 kbit/s。250 kbit/s适用于780MHz频段。
3、其他
在GB/T 15629.15中,还给出其它相关要求,包括:最小的长帧间间隔(LIFS)和段帧间间隔(SIFS)周期;射频功率测量;发射功率;带外杂散辐射;接收机灵敏度等要求。
五、射频一般规范
GB/T 15629.15规定了LR-WPAN物理层的射频一般规范,其给出的参数有10项,包括定义或解释,有的给出具体参数值要求,具体详见该标准原文(见附件),其名称汇总于下表5中。
表5:我国LR-WPAN射频一般规范的名称
在GB/T 15629.15中,对于我国LR-WPAN物理层的服务规范、协议数据单元(PPDU)格式、物理层常数和个域网信息库(PIB)属性等进行了规范,具体详见该标准原文,即见附件。
另外,GB/T 15629.15-2010参照的是IEEE 802.15.4-2006版标准,且技术要求的内容有较大的不同,IEEE 802.15.4有新的修订版本。因此,
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