IEEE 802.15.4 - MAC帧生成和解码

本例使用：

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这个例子展示了如何产生和IEEE®802.15.4的解码MAC帧™标准[1使用通讯工具箱™库为的ZigBee®协议。

背景

该IEEE 802.15.4标准规定苹果电脑和PHY低速率无线个人区域网络层（LR-WPAN的）1]。在IEEE 802.15.4 MAC和PHY层提供的其他更高层的标准的基础上，如ZigBee的，WirelessHart®技术，6LoWPAN和MiWi。这些标准发现家庭自动化和传感器网络应用和对物联网（IOT）的趋势在互联网高度相关。

建筑

在IEEE 802.15.4 MAC层分别插入一个MAC报头和MAC页脚之前和网络层帧之后。该MAC页脚包含CRC校验。

一个lrwpan.MACFrameConfig配置对象都在产生和解码IEEE 802.15.4 MAC帧使用。这样的对象描述的MAC帧并指定其帧类型和所有适用的性质。该lrwpan.MACFrameGenerator函数接受描述所述帧中的对象lrwpan.MACFrameConfig，和任选地在字节（2个字符）的MAC-层有效负载（NET-层帧），并输出比特的MAC帧。该lrwpan.MACFrameDecoder函数接受一个MAC协议数据单元（MPDU）中的比特并输出描述帧，并可能在字节的NET-层帧中的lrwpan.MACFrameConfig对象。第5 [1]描述的MAC帧格式。

家庭自动化ZigBee射频的解码MAC帧

本节解码从商业ZigBee无线电使家庭自动化发送的MAC帧，并且使用USRP®B200迷你无线电和所捕获的通讯工具箱支持包USRP®无线电万博1manbetx。所捕获的波形的PHY层已经根据所描述的方法被解码IEEE 802.15.4 OQPSK信号恢复例。产生的MPDU的存储到一个MAT文件：

加载lrwpanMACCaptures

首先，一个数据帧被解码：

[dataFrameMACConfig，netFrame] = lrwpan.MACFrameDecoder（MPDU_data）;如果〜的isEmpty（dataFrameMACConfig）fprintf中（“CRC校验通过了该MAC帧。\ N”）;dataFrameMACConfig结束
CRC校验通过了该MAC帧。dataFrameMACConfig = MACFrameConfig与属性：帧类型： '数据' 一般MAC属性：的SequenceNumber：244 AcknowledgmentRequest：1个DestinationAddressing： '短地址' DestinationPANIdentifier： '1E16' 目的地地址： '35EA' SourceAddressing： '短地址' SourceAddress： '0000' PANIdentificationCompression：1 FramePending：0 FrameVersion： '2003' 的安全性：0

接着，确认帧被解码：

ackFrameMACConfig = lrwpan.MACFrameDecoder（MPDU_ack）
ackFrameMACConfig = MACFrameConfig与属性：帧类型： '确认' 一般MAC属性：的SequenceNumber：165 DestinationAddressing： '不存在' SourceAddressing： '不存在' FramePending：0 FrameVersion： '2003' 安全性：0

生成MAC帧

该lrwpan.MACFrameGenerator函数可以生成从IEEE 802.15.4标准中的所有MAC帧类型[1]，即，“信标”，“数据”，“确认”和“MAC命令”帧类型。的MAC命令帧类型可被进一步指定为：协会请求“，“关联响应”，“分离通知”，“数据请求”，“PAN ID冲突通知”，“孤儿通知”，“信标请求”和”GTS请求”。

此代码示出了如何以产生用于所有帧类型的帧：

灯塔％beaconConfig = lrwpan.MACFrameConfig（“帧类型”，“灯塔”）;beaconMACFrame = lrwpan.MACFrameGenerator（beaconConfig）;％数据dataConfig = lrwpan.MACFrameConfig（“帧类型”，'数据'）;numOctets = 50;有效载荷= DEC2HEX（兰迪（[0 2 ^ 8-1]，numOctets，1），2）;dataMACFrame = lrwpan.MACFrameGenerator（dataConfig，有效载荷）;％确认ackConfig = lrwpan.MACFrameConfig（“帧类型”，“确认”）;ackFrame = lrwpan.MACFrameGenerator（ackConfig）;％MAC命令commandConfig = lrwpan.MACFrameConfig（“帧类型”，“MAC命令”）;commandConfig.MACCommand =协会要求“;％，持续MACCommand有效设置还包括：协会响应“，％“分离通知”，“数据请求”，“PAN ID冲突％通知”，‘孤儿通知’，‘信标请求’和‘GTS请求’。commandFrame = lrwpan.MACFrameGenerator（commandConfig）;

再探

可以进一步探讨以下发生器和解码功能，以及作为配置对象：

选择的参考书目

  1. IEEE 802.15.4-2011 - IEEE标准为地方和城域网 - 15.4部分：低速率无线个人区域网络（LR-WPAN）的

通讯工具箱文档
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桥接无线通信设计和测试与MATLAB

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