短距离无线通信总结_通信电子-数据通信与网络.pdf
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1、-.-.word.zl.1 FFD 通常有的工作状态。A.主协调器 B.协调器 C.终端设备 2 Zigbee 技术的优点。近距离 低复杂度 低数据速率 3 作为 ZigBee 技术的物理层和媒体接入层的标准协议是 802.15.4 4 Zigbee 每个协调点最多可连接 255个节点。Zigbee 网络最多可容纳 65535个节点。5 ZigBee 网络中传输的数据可分为哪几类周期性,间歇性,反复性的、反响时间低的数据 6 支持 Zigbee 短距离无线通信技术的是 Zigbee 联盟 7 WPAN 的特点。A 有限的功率和灵活的吞吐量 C 网络构造简单 D 本钱低廉 8 Zigbee 体系
2、构造。物理层PHY 物理层定义了物理无线信道和 MAC 子层之间的接口,提供物理层数据效劳和物理层管理效劳。物理层数据效劳从无线物理信道上收发数据。物理管理效劳维护一个由物理层相关数据组成的数据库。物理层功能 1)ZigBee 的激活;2)当前信道的能量检测;3)接收链路效劳质量信息;4)ZigBee 信道接入方式;5)信道频率选择;6)数据传输和接收。MAC 层 MAC 层负责处理所有的物理无线信道访问,并产生网络信号、同步信号;支持 PAN 连接和别离,提供两个对等 MAC 实体之间可靠的链路。_MAC 层数据效劳:保证 MAC 协议数据单元在物理层数据效劳中正确收发。MAC 层管理效劳:
3、维护一个存储 MAC 子层协议状态相关信息的数据库。MAC 层功能 1网络协调器产生信标;2与信标同步;3支持 PAN(个域网)链路的建立和断开;4为设备的平安性提供支持;5 信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入(CSMA-CA)机制;6处理和维护保护时隙(GTS)机制;7 在两个对等的 MAC 实体之间提供一个可靠的通信链路。网络层NWK ZigBee 协议栈的核心局部在网络层。网络层主要实现节点参加或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能,支持 Cluster-Tree 等多种路由算法,支持星形 Star、树形Cluster-Tree、网格Mesh等多种拓扑构造。网络层功
4、能:1)网络发现;2)网络形成;3)允许设备连接;4)路由器初始化;5)设备同网络连接;6)直接将设备同网络连接;7)断开网络连接;8)重新复位设备;9)接收机同步;10)信息库维护。平安层SSP(Security Service Provider)平安层是 Zigbee 独立开发出来进展信息平安验证的功能模块,在 OSI 和 TCP/IP 模型中都没有表达。它主要负责实现信息交换的密钥管理、密钥存取等功能。应用程序接口API ZigBee 应用层框架包括应用支持层(APS)、ZigBee 设备对象(ZDO)和制造商所定义的应用对象。应用支持层的功能包括:维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。
5、所谓绑定就是基于两台设备的效劳和需求将它们匹配地连接起来。ZigBee 设备对象的功能包括:定义设备在网络中的角色(如 ZigBee 协调器和终端设备),发起和响应绑定请求,在网络设备之间建立平安机制。ZigBee 设备对象还负责发现网络中的设备,并且决定向他们提供何种应用效劳。ZigBee 应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供适宜的效劳接口外,一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。-.-.word.zl.9 Zigbee 工作频率范围。B、868868.6 C、902928 D、24002483.5 10 Zigbee 发射功率范围。010dBm 30+10lgP mv 1
6、1 Zigbee 名字来源。这一名称又称紫蜂协议来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡(zig)地抖动翅膀的“舞蹈来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。人们用 Zigbee 来命名这种无线通讯方式,也是因为 Zigbee 也有蜜蜂 8字舞一样近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率的特点。12 Zigbee 适应的应用场合。A.个人安康监护 B.玩具和游戏 C.家庭自动化 13根据 IEEE802.15.4标准协议,ZigBee 的工作频段分为哪三个?868MHz欧洲频段、915MHz北美频段、2.4GHz全球使用 14 ZigBe
7、e 组成的无线网络内,连接地址码的短地址和长地址分别最大可容纳多少个设备?216 264 15 在 ZigBee 技术的体系构造中,具有信标管理、信道接入、时隙管理、发送确认帧、发送连接及断开连接请求的特征的是哪一层?MAC 层 16 FFD(Full Functional Device)完整功能设备 MAC(Media Access Control)媒体访问控制 CAP Competitive Access Provider竞争接入提供商 RFD(Reduced Function Device)精减功能设备 17 ZigBee 相对于其它点对点的协议,ZigBee 协议的缺点是:构造复杂 Z
8、igbee 优点:低功耗。低本钱。低速率。近距离。短时延。高容量。高平安。免执照频段。18 IEEE802.15.4协议用于哪个层?物理层 MAC 层 19网络层通过哪两种效劳接入点提供相应的两种效劳。网络层数据效劳和网络层管理效劳 20 ZigBee 应用层由什么组成。应用支持层、ZigBee 设备对象和制造商所定义的应用对象 21.树形、星形、网状形 22.蓝牙技术、UWB 技术、WIMAX 技术等的标准是什么?23.MAX 层处理所有的物理层无线信道的技术,其主要功能是什么?与信道同步 24.WI-FI的标准是什么?802.11 25.WIMA 所能提供的最高接入速率是多少?70M 26
9、.ZigBee 使用了 3 个频段其中 2450MHZ 定义了多少个频道?16 27.列举你了解的短距离无线通信技术?层的标准协议是每个协调点最多可连接个节点网络最多可容纳个节点网络中传输的数据可分为哪几类周期性间歇性反复性的反响时间低的数据支持短距离无线通信技术的是联盟的特点有限的功率和灵活的吞吐量网络构造简单本钱低据效劳从无线物理信道上收发数据物理管理效劳维护一个由物理层相关数据组成的数据库物理层功能的激活当前信道的能量检测接收链路效劳质量信息信道接入方式信道频率选择数据传输和接收层层负责处理所有的物理无线信道访理层数据效劳中正确收发层管理效劳维护一个存储子层协议状态相关信息的数据库层功能
10、网络协调器产生信标与信标同步支持个域网链路的建立和断开为设备的平安性提供支持信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入机制处理和-.-.word.zl.目前为止,学术界和工程界对此并没有一个严格的定义。一般来讲,短距离无线通信的主要特点为通信距离短,覆盖距离一般在 10-200m;另外,无线发射器的发射功率低,一般小于100mW,工作频率多为免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医学频段。1 蓝牙技术 蓝牙工作频率为 2.4GHz,有效范围大约在 10m 半径内作为一种电缆替代技术,蓝牙具有低本钱、高速率的特点,它可把内嵌有蓝牙芯片的计算机、手机和其他编写通信终端互联起来,为其提供语音和数字接入效
11、劳,实现信息的自动交换和处理,并且蓝牙的使用和维护本钱低于其他任何一种无线技术。2 WI-FI技术 Wi-Fi Wireless Fidelity 无线高保真属于无线局域网的一种,通常是指符合 IEEE802.11b标准的网络产品,是利用无线接入手段的新型局域网解决方案。Wi-Fi的主要特点是传输速率高、可靠性高、建网快速便捷、可移动性好、网络构造弹性化、组网灵活、组网价格较低等。3 IrDA 技术 IrDA 的主要有点是无须申请频率的使用权,因而红外通信本钱低廉。它还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点;由于数据传输率较高,因而适于传输大容量的文件和多媒体数据。此外,红
12、外线发射角度较小,传输平安性高。4 UWB 技术 超宽带技术UWB是另一个新开展起来的无线通信技术。UWB 通过基带脉冲作用于天线的方式发送数据。窄脉冲小于 1ns产生极大带宽的信号。脉冲采用脉位调制货二进制移相键控调制。UWB 被允许在 3.1-10.6GHz的波段内工作,主要应用在小范围、高分辨率,能够透墙壁、地面和身体的雷达和图像系统中。5 NFC 技术 NFC 能快速自动地建立无线网络,为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi设备提供一个“虚拟连接,使电子设备可以在短距离范围进展通信。NFC 的短距离交互大大简化了整个认证识别过程,使电子设备间互相访问更直接、更平安和更清楚,不会再听到各种电子
13、杂音.6 ZigBee 技术 ZigBee 可以说是蓝牙的同族兄弟,它使用 2.4GHz 波段,采用跳频技术。与蓝牙相比,ZigBee更简单,速率更慢,功率及费用也更低。它的根本速率是 250kb/s,当降低到 28kb/s 时,传输范围可扩大到 134m,并获得更高的可靠性。28.比拟 ZigBee、蓝牙、UWB、WIFI、RFID 技术?ZigBee 技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低本钱的双向无线通信技术,主要适合于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术,Zigbee 技术是最低功耗和本钱的技术。同时由于 Zigbe
14、e 技术的低数据速率和通信范围较小的特点,也决定了 Zigbee 技术适合于承载数据流量较小的业务。ZigBee 技术将主要用于这几种场景:(1)设备本钱很低,传输的数据量很小;(2)设备体积很小,不便放置较大的充电电池或者电源模块;(3)没有充足的电力支持,只能使用一次性电池;(4)频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者很困难;(5)需要较大范围的通信覆盖,网络中的设备非常多,但仅仅用于监测或控制。蓝牙(Bluetooth)工作在 2.4GHz 的频段,采用 FHSS 扩频方式,目前蓝牙信道带宽为 1MHz,异步非对称连接最高数据速率 723.2kbps;连接距离多半为 10m 左右。蓝牙
15、速率也进一步增强,新的蓝牙标准 2.0 版拟支持高达 10Mbps 以上速率,使用蓝牙技术的无线电收发器的链层的标准协议是每个协调点最多可连接个节点网络最多可容纳个节点网络中传输的数据可分为哪几类周期性间歇性反复性的反响时间低的数据支持短距离无线通信技术的是联盟的特点有限的功率和灵活的吞吐量网络构造简单本钱低据效劳从无线物理信道上收发数据物理管理效劳维护一个由物理层相关数据组成的数据库物理层功能的激活当前信道的能量检测接收链路效劳质量信息信道接入方式信道频率选择数据传输和接收层层负责处理所有的物理无线信道访理层数据效劳中正确收发层管理效劳维护一个存储子层协议状态相关信息的数据库层功能网络协调器
16、产生信标与信标同步支持个域网链路的建立和断开为设备的平安性提供支持信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入机制处理和-.-.word.zl.接距离可达 10 米,使用高增益天线可以将有效通信范围扩展到 100 米。鉴于蓝牙在睡眠状况下消耗的电流,及其激活延迟,一般电池使用寿命为 24 个月。由于蓝牙的上述特性,使得它可以应用于无线设备、图像处理设备,如智能卡、身份识别等平安产品,消费娱乐,家用电器,医疗健身和建筑、玩具等领域。UWB 具有以下特点:(1)占用带宽大和传输速率高 UWB 系统使用上千兆赫兹的超宽频带,所以即使把发送信号功率谱密度控制得很低,也可以实现高达 100Mb/s500Mb/
17、s 的信息速率。(2)保密性强 在短距离应用中,UWB 发射机的发射功率通常可做到低于 1mW,使 UWB 系统与同频段的现有窄带通信系统保持良好共存性,还使得 UWB 信号隐蔽性好,不易被截获,保密性高。(3)抗多径衰落 由于 UWB 采用持续时间极短的窄脉冲,其时间、空间分辨力都很强,因此系统的多径分辨率极高,窄脉冲具有很强的穿透各种障碍物的能力,例如墙壁和地板,因此 UWB 具有比红外通信更为广泛的应用。(4)无载波的基带通信 传统的 UWB 技术使用基带传输,无需进展射频调制和解调,由此带来的好处是设备的功耗小、本钱低、灵活性高,适合于便携型无线应用。无线局域网技术 WLAN(WiFi
18、),其技术标准为 802.11,可实现十几兆至几十兆的无线接入。WLAN 最大的特点是便携性,主要解决用户“最后 100m的通信需求,定位于热点地区的高速游牧数据接入,不支持高速移动性,主流应用是商务用户在酒店、机场等热点使用便携电脑上网浏览或访问企业的效劳器。WLAN 制定有一系列标准,有 802.11b/a/g/n 等。RFID 是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息到达识别目的的技术。29.谈谈你对蓝牙微微网的认识?蓝牙系统采用一种灵活的
19、无基站的组网方式,使得一个蓝牙设备可同时与 7 个其它的蓝牙设备相连接。基于蓝牙技术的无线接入简称为 BLUEPACBluetooth Public Access,蓝牙系统的网络构造的拓扑构造有两种形式:微微网piconet和分布式网络Scatternet。一个蓝牙网络由一个主设备和一个或多个附属设备组成,它们都与这设备的时间和跳频模式同步以主设备的时钟和蓝牙设备的地址为准。每个独立的同步蓝牙网络就被称为一个微微网piconet。微微网是通过蓝牙技术以特定方式连接起来的一种微型网络,一个微微网可以只是两台相连层的标准协议是每个协调点最多可连接个节点网络最多可容纳个节点网络中传输的数据可分为哪几
20、类周期性间歇性反复性的反响时间低的数据支持短距离无线通信技术的是联盟的特点有限的功率和灵活的吞吐量网络构造简单本钱低据效劳从无线物理信道上收发数据物理管理效劳维护一个由物理层相关数据组成的数据库物理层功能的激活当前信道的能量检测接收链路效劳质量信息信道接入方式信道频率选择数据传输和接收层层负责处理所有的物理无线信道访理层数据效劳中正确收发层管理效劳维护一个存储子层协议状态相关信息的数据库层功能网络协调器产生信标与信标同步支持个域网链路的建立和断开为设备的平安性提供支持信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入机制处理和-.-.word.zl.的设备,比方一台便携式电脑和一部移动 ,也可以是 8 台
21、连在一起的设备。在一个微微网中,所有设备的级别是一样的,具有一样的权限。蓝牙采用自组式组网方式Ad-hoc,微微网由主设备Master单元发起链接的设备和从设备Slave单元构成,有一个主设备单元和最多 7 个从设备单元。主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列,从设备单元一般是受控同步的设备单元,承受主设备单元的控制。在每个微微网中,一组伪随机调频序列被用来决定 79 个跳频信道,这个调频序列对于每个微微网来说是惟一的,由主设备地址和时钟决定。信道分成时隙,每个时隙相应有一个调频频率,通常调频速率为 1600跳/s。30.简要表达两个蓝牙设备连接的过程?蓝牙的连接的过程 在开发中最为重要的一
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