(完整word版)ZIGBEE帧结构.doc

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 物理层(PHY)帧主要包含三个组成部分： • 同步头(SHR» Synchronization Header):用于接收端时钟同步 •物理层头(PHR・ PHY Header)：包含数据祯的长度信息 •物理层净荷(PHYPayload).上层所有数据、命令 介质访问控制层(MAO顿主要包含三个组成部分： • MAC头(MHR, MAC Header)；地址信息、安全信息 • MAC净莊(MAC Payload)：长度可变 • MAC尾(MFR* MAC Footer人数据校验信息"常称為Cframe check sequence) 网络层(NWK)桢主要包含两部分； • NWK头(NHR, NWK Header)；网络级地址信息、控制信息 • NWK 净荷(NWK Payload).即aps帧 应用程序支持子层(APS)帧主要包含四部分： •应用程序支持子层头(AHR, APS Header)：应用层级别地址信息、控制信息 •辅助帧头(AHR, Auxiliary Frame Header)：向数据帧中添加安全信息"安全秘钥等 ♦应用程序支持了层净荷(APS Payload)：应用程序命令、数据 ・消息完整性码(MMsa“In鮭grityCode儿安全特性支持一一检验悄息是否经过认证在PAN网络结构中定义了 4种帧结构： 信标帧一一主协调器用来发送信标的帧； 数据帧一一用于所有数据传输的帧； 确认帧/应答帧一一用于确认成功接收的帧； MAC命令帧一一用于处理所有 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： Bytes 2 1 4或如 2 k m n 2 MAC g 帧控制 序列码 寻址信息 超帧 GTS 未处理数据地址 信标净荷 FCS MHR MSDU MFR MPDU-^PSDU Bytes 4 I 1 7+（4或10｝汗十m十n 物理匡 前同步码 定界符SFD 帧长 PSDU 5HR PHR 1左*(4 或 lOj+k+m +n PPDU 信标帧示意圄 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 （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： Bytes 2 1 4或20 n 2 MAC层 斶空制 序列码 寻址信息 数据载荷 FC5 MHR M5DU MFR MPDU^PSDU Byt&s 4 1 1 5+(4 或 20)+n 物理国 前同步码 走界符SFD 帧长 PSDU 5HB PHR 11^(4 PPDU 数据帧示竜團 P11W I Time Ena) I L^ngW control tiqM IM|U4m|[ Mil II M«L number PAH Source H驱 Frarnt c^nercH 也旳 RX TTpe 5e? Psi PM-r mpr AiW己伽 09 1C TC I? 22 9C 01 SF 5B ZT 3C Versicr CF Kf 5€C 5E niEEE 51 EEE -