ZIGBEE帧结构.doc
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1、ZIGBEE帧结构在ZigBee技术中,每一个协议层都增加了各自的帧头和帧尾在PAN网络结构中定义了4种帧结构:信标帧主协调器用来发送信标的帧;数据帧用于所有数据传输的帧;确认帧/应答帧用于确认成功接收的帧;MAC命令帧用于处理所有MAC层对等实体间的控制传输。1. 信标帧信标帧由主协调器的MAC层生成,并向网络中的所有从设备发送,以保证各从设备与主协调器同步,使网络运行的成本最低,即采用信标网络通信,可减少从设备的功耗,保证正常的通信。帧结构如下图所示: MHR是MAC层帧头;MSDU是MAC层服务数据单元,表示MAC层载荷;MFR是MAC层帧尾。其中,MSDU包括超帧格式、未处理事务地址格
2、式、地址列表能及信标载荷;MHR包括MAC帧的控制字段、信标序列码(BSN)以及寻址信息;MFR中包含16位帧校验序列(FCS)。这三部分MHR、MSDU、MFR共同构成了MAC层协议数据单元(MPDU)。MAC层协议数据单元(MPDU)被发送到物理层(PHY)时,它便成为了物理层服务数据单元(PSDU)。如果在PSDU前面加上物理层帧头(PHR)和同步帧头(SHR)便可构成物理层协议数据单元(PPDU)。其中,SHR包括前同步帧序列和帧起始定界符(SFD);PHR包含有PSDU长度的信息。使用前同步码序列的目的是使从设备与主协调器达到符号同步。SHR、PHR、PSDU共同构成了物理层的信标包
3、(PPDU)。通过上述过程,最终在PHY层就形成了网络信标帧。2. 数据帧数据帧由应用层发起,在ZigBee设备之间进行数据传输时,传输的数据由应用层生成,经过逐层数据处理后发送给MAC层,形成MAC层服务数据单元(MSDU)。通过添加MAC层帧头MHR和帧尾MFR,形成完整的MAC数据帧MPDU。MAC的数据帧作为物理层载荷(PSDU)发送到物理层。在PSDU前面,加上同步帧头(SHR)和物理层帧头(PHR)。同信标帧一样,前同步码序列和数据SFD能够使接收设备与发送设备达到符号同步。SHR、PHR、PSDU共同构成了物理层的数据包(PPDU)。帧结构如下图所示:3. 确认帧/应答帧在通信接
4、收设备中,为保证通信的可靠性,通常要求接收设备在接收到正确的帧信息后,向发送设备返回一个确认信息。以向发送设备表示已经正确地接收到相应的信息。接收设备将接收到的信息经PHY层和MAC层后,由MAC层经纠错解码后,恢复发送端的数据,如没有检查出数据的错误,则由MAC层生成一个确认帧,发送回发送端。帧结构如下:MAC层的确认帧由一个MHR和一个MFR构成,MHR和MFR共同构成了MAC层的确认帧(MPDU)。MPDU作为物理层确认帧载荷(PSDU)发送到物理层,在PSDU前面加上SHR和PHR。SHR、PHR、PSDU共同构成了物理层的确认包(PPDU)。4. MAC命令帧MAC命令帧由MAC子层
5、发起。在ZigBee网络中,为了对设备的工作状态进行控制,同网络中的其他设备进行通信,控制命令由应用层产生,在MAC层根据命令的类型,生成的MAC层命令帧。帧结构如下图所示:包含命令类型字段和命令数据的MSDU叫作命令载荷。同其他帧一样,在MSDU前面,加上帧头MHR,在其结尾后面,加上帧尾MFR。MHR、MSDU、MFR共同构成了MAC层命令帧(MPDU)。MPDU作为物理层载荷发送到物理层,在PSDU前加上SHR和PHR。SHR、PHR、PSDU共同构成了物理层命令包(PPDU)。注:1、同步头SHR:包括帧引导序列,接下来是帧开始界定符(SFD)。在IEEE802.15.4规范中,帧引导
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