移动等周围环境的变化都有可能引起通信链路信号强度和质量的剧烈变化,因此无线通信的覆盖范围是不确定的。这就造成IEEE 802.15.4网络设备的数量以及它们之间关系的动态变化。? IEEE 802.15.4通信协议主要描述和定义物理层和MAC层的标准,换言之,它是无线传感器网络通信协议中物理层与MAC层的一个具体实现。IEEE 802.15.4规定了物理层(PHY)和媒体接入控制亚层(MAC)与固定、便携式及移动设备之间的低数据率无线连接的规范。根据无线传感器网络的特性,上述这些设备都没有电池,而且电池电量和功耗要求都很小,一般在数十米的较小空间内运行。РIEEE 802.15.4的物理层是实现无线传感器网络通信架构的基础。IEEE 802.15.4的MAC层用来处理所有对物理层的访问,并负责完成信标的同步、支持个域网络关联和去关联、提供MAC实体间的可靠连接、执行信道接入的CSMA/CA机制等任务。? IEEE 802.15.4标准也采用了满足国际标准组织(ISO)开放系统互连(OSI)参考模型的分层结构,定义了单一的MAC层和多样的物理层,如图5-2所示。Р图5-2 IEEE 802.15.4标准体系层次图Р5.2.1 物理层? 物理层定义了无线信道和MAC子层之间的接口,提供物理层数据传输和物理层管理服务。物理层数据服务是从无线物理信道上收发数据,物理层管理服务包括信道能量监测(Energy Detect,ED),链接质量指示(Link Quality Indication, LQI)和空闲信道评估(Clear Channel A)等,其模型如图5-3所示。其中,RF-SAP是由驱动程序提供的接口,PD-SAP是物理层提供的介质访问层(MAC)的数据服务接口,PLME-SAP是物理层给MAC层提供管理服务的接口。IEEE 802.15.4标准规定物理层主要有以下功能:
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