WSN通信标准总结1.802.15.4802.15.4是为了适应低吞吐量的应用和WPAN的潜在需求而设计的短距离无线通信协议。它的特点是复杂度低、低能量消耗、数据传输率低、支持设备便宜，可支持物体移动性。802.15.4仅对物理层和MAC层进行了规定，更上层的规定可由Zigbee协议或者6LowPAN来继续完成。1.1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）激活或者休眠射频收发器（2）信道能量检测（3）检测接收数据包的链路质量指示（4）空闲信道评估（5）收发数据物理层用的是三个无牌照的频段，用直接扩频技术来减少干扰。为了保持低能耗，802.15.4允许设备进行周期性工作。802.15.4将三个频段划分成27个双工信道。组织方式如下：在868MHz和915MHz调制方式信号处理过程相同，只是数据速率不同。处理过程如下---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---PPDU比特数据差分编码器比特到片序列转换BPSK调制调制信号频段信道数速率通信距离（理想情况）868MHz120kbps1Km915MHz1040kbps同上2.4GHz16250kbps220m在2.4GHz的情况下先将PPDU的二进制数据中每4位转换为一个符号，然后将每个符号转换为长度为32的片序列，再进行O-QPSK调制。1.2MAC层MAC子层提供两种服务：MAC层数据服务和MAC层管理服务。MAC层数据服务保证MAC协议数据单元在物理层数据服务中的正确收发，MAC层管理服务负责维护一个存储MAC子层协议状态相关信息的数据库。MAC层的主要功能包括下面六个方面的内容：（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调器同步（2）支持PAN网络的关联和取消关联操作（3）支持无线信道通信安全（4）使用CSMA-CA机制访问信道（5）支持时槽机制（6）支持不同设备间的MAC层间可靠传输。在MAC层，802.15.4应用CSMA/CA算法。该算法要求在发送数据前先侦听信道来减少冲突。802.15.4中，可以选用以超帧为周期组织PAN内设备间通信，每个超帧都是以网络的协调器发出的信标帧开始。超帧分为活跃阶段与不活跃阶段，活跃阶段又可分为信标帧、竞争访问阶段和非竞争访问阶段。超帧的活跃阶段被划分为16个时槽，每个时槽的长度、竞争访问阶段包含的时槽数都由协调器设定。在竞争访问阶段，网络设备使用带时槽的CSMA-CA访问机制。在非竞争访问阶段，，协调器根据上一个超帧期间PAN网络中设备申请GTS的情况，将非竞争时段划分成若干个GTS，每个GTS由若干个时槽组成。时槽数目在申请GTS时就已经确定。802.15.4定义了两种通信模式：信标使能通信和信标不使能通信，它们分别对应了两种不同的信道接入模式。在无信标模式中，采用非时槽的CSMA/CA协议来连接到信道和传输数据包。这种算法的操作模式为：首先每个节点将按一个随机长时间进行退避。退避时间到后，然后开始检测信道状态，如果信道空闲节点立即发送数据，如果信道繁忙，进入下个退避阶段。节点尝试连接到信道存在一个最大的时间阈值，当超过这个阈值的时候，算法结束，数据将不能发送。在有信标模式中，采用协议。协调器会发送一个信标帧，PAN网络中的设备根据信标帧来进行同步。在时槽CSMA/CA机制下，当设备需要发送数据时首先定位下一个时槽的边界，然后等待随机数目个时槽。等待完毕后，信道开始检测信道状态，如果信道空闲，在下一个时槽开始发送数据。如果信道忙，则重复等待检测过程1.3802.15.4支持的拓扑结构802.15.4定义了两种节点，全功能节点（FFD）和简化节点（RFD）。全功能节点包含了全部的MAC服务，可以作为一个协调者或者一个简单的网络设备，而简化节点只能作为一个网络设备。802.15.2允许两种拓扑结构：星型结构和点到点的结构。但是由于涉及到更高层功能的定义，在标准中这两种结构没有被标准化。星型结构中有一个FFD节点作为PAN协调者，它是唯一一个可以连接超过两个的设备。点到点结构---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---中可以形成多个直接的链路。星型结构适合于...