内部IEEE 802.15.4 - MAC帧生成和解码提供服务

背景

内部IEEE 802.15.4标准指定了MAC层和物理层提供服务层的低速率无线个人区域网络(LR-WPANs) [1]。内部IEEE 802.15.4 MAC层和物理层提供服务层提供其他更高级别的标准的基础上,如无线个域网、WirelessHart®, 6 lowpan MiWi。这些标准在家庭自动化找到应用程序和传感器网络和高度相关的物联网(物联网)的趋势。

体系结构

内部IEEE 802.15.4 MAC层提供服务插入一个MAC头和MAC页脚之前和之后的网络层框架,分别。MAC页脚包含一个CRC校验。

一个lrwpan.MACFrameConfig配置对象是用于生成和解码内部IEEE 802.15.4 MAC帧提供服务。这样的对象描述一个MAC帧并指定其帧类型和所有适用的属性。

的lrwpan.MACFrameGenerator函数接受一个lrwpan.MACFrameConfig对象描述框架,和一个可选的MAC层有效载荷(NET-layer帧)字节(两个字),和输出MAC帧比特。

的lrwpan.MACFrameDecoder函数接受一个MAC协议数据单元(MPDU)位和输出lrwpan.MACFrameConfig对象描述框架和可能NET-layer帧字节。条款5 (1]介绍了MAC帧格式。

解码MAC帧的家庭自动化无线个域网收音机

这部分解码MAC帧传输从商业无线个域网无线电使家庭自动化,并使用了USRP®B200-mini广播通信工具箱支持包USRP®收音机万博1manbetx。捕获的波形被解码的PHY层根据描述的方法恢复内部IEEE 802.15.4 OQPSK信号提供服务的例子。结果MPDUs存储到一个垫子文件。

负载lrwpanMACCaptures

首先,数据帧解码。

[dataFrameMACConfig, netFrame] = lrwpan.MACFrameDecoder (MPDU_data);如果~ isempty (dataFrameMACConfig)流(对MAC帧的CRC校验通过。\ n”);dataFrameMACConfig结束

MAC帧的CRC校验通过。

dataFrameMACConfig = MACFrameConfig属性:FrameType:“数据”一般MAC属性:SequenceNumber: 244 AcknowledgmentRequest: 1 DestinationAddressing:“短地址”DestinationPANIdentifier:“1 e16天”DestinationAddress:“35 ea”SourceAddressing:“短地址”SourceAddress:“0000”PANIdentificationCompression: 1 FramePending: 0 FrameVersion:“2003”安全:0安全属性:没有属性。灯塔属性:没有属性。“MAC命令”的特性:没有属性。

接下来,一个确认帧解码。

ackFrameMACConfig = lrwpan.MACFrameDecoder (MPDU_ack)

ackFrameMACConfig = MACFrameConfig属性:FrameType:“承认”一般MAC属性:SequenceNumber: 165 DestinationAddressing:‘不存在’SourceAddressing:‘不存在’FramePending: 0 FrameVersion:“2003”安全:0安全属性:没有属性。灯塔属性:没有属性。“MAC命令”的特性:没有属性。

生成MAC帧

的lrwpan.MACFrameGenerator函数可以生成所有MAC帧类型从内部IEEE 802.15.4标准提供服务1),如“灯塔”、“数据”,“承认”,“MAC命令”帧类型。MAC可以进一步指定为命令帧类型:协会请求”,协会反应”,“分裂的通知”、“数据请求”,“潘ID冲突通知”,“孤儿通知”,“灯塔请求”和“GTS请求”。

这段代码说明了如何为所有帧类型生成框架。

%的灯塔beaconConfig = lrwpan.MACFrameConfig (“FrameType”,“灯塔”);beaconMACFrame = lrwpan.MACFrameGenerator (beaconConfig);%的数据dataConfig = lrwpan.MACFrameConfig (“FrameType”,“数据”);numOctets = 50;有效载荷= dec2hex (randi ([0 2 ^ 8 - 1] numOctets 1), 2);dataMACFrame = lrwpan。MACFrameGenerator (dataConfig载荷);%承认ackConfig = lrwpan.MACFrameConfig (“FrameType”,“承认”);ackFrame = lrwpan.MACFrameGenerator (ackConfig);% MAC命令commandConfig = lrwpan.MACFrameConfig (“FrameType”,“MAC命令”);commandConfig。MACCommand =协会请求”;%有效设置MACCommand还包括:“协会反应”,%的分解的通知,“数据请求”、“锅ID冲突%的通知”、“孤儿通知”、“灯塔请求”,和“GTS请求”。commandFrame = lrwpan.MACFrameGenerator (commandConfig);

进一步的探索

无线个域网的通信工具库和超宽频插件包含以下对象和函数

这些实用程序无证及其API或功能在未来可能会改变。查看这些实用程序的源代码,使用编辑函数。例如,输入:

编辑lrwpan.MACFrameDecoder

在MATLAB®命令行打开lrwpan.MACFrameDecoder。

选定的参考书目

1 -“IEEE标准为当地和市区网络——15.4部分:低速率无线个人区域网络(LR-WPANs),“在IEEE Std 802.15.4-2011 IEEE Std 802.15.4-2006(修订),卷,不。pp.1 - 314 5 2011年9月,doi: 10.1109 / IEEESTD.2011.6012487。