重慶郵電學(xué)豌碩士論文 摘要 在傳統(tǒng)的有線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通信節(jié)點(diǎn)往往受到各種環(huán)境條件的限 制，無法實(shí)現(xiàn)有線連接。這種情況下，實(shí)現(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)間的無線互聯(lián)就顯得極為重 要。藍(lán)牙和8 0 2 1 1 b 是且前頗具優(yōu)勢的兩種無線技術(shù)，兩者在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的 應(yīng)用正逐漸成為研究的熱點(diǎn)。 本文首先分析了8 0 2 1 1 b 和藍(lán)牙在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用趨勢，結(jié)合8 0 2 1 l b 技術(shù)的特點(diǎn)和工業(yè)現(xiàn)場領(lǐng)域的要求，起草了國家標(biāo)準(zhǔn)用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng) 的e p a 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo)準(zhǔn)中“e p a 中的8 0 2 1 l b 接入”部分：同時(shí)，由于 8 0 2 1 l b 和藍(lán)牙都工作在2 4 g h zi s m 頻段，隨著兩種技術(shù)在工業(yè)以太網(wǎng)共享環(huán)境 中的應(yīng)用，將會(huì)造成兩個(gè)系統(tǒng)之間的相互干擾，因此，本文著重對8 0 2 1 1 b 和藍(lán) 牙的共存問題展開深入研究，分析了藍(lán)牙和8 0 2 1 1 b 系統(tǒng)的共存干擾，介紹了兩 種類型的共存機(jī)制，重點(diǎn)討論了自適應(yīng)跳頻機(jī)制的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，提出并 設(shè)計(jì)了兩種信道評佶分類方法；最后，對自適應(yīng)跳頻機(jī)制中的“分段序列發(fā)生器” 提出改進(jìn)思想，給出改進(jìn)算法的設(shè)計(jì)過程和實(shí)現(xiàn)方法，就存在的問題提出迸一步 的工作，并通過對比兩者的性能，證明算法改進(jìn)的優(yōu)越性。 關(guān)鍵詞：8 0 2 1 l b ，藍(lán)牙，工業(yè)以太網(wǎng)，e p a ，共存，自適應(yīng)跳頻 重慶郵l u 學(xué)院碩士論文 a b s t r a c t i nt r a d i t i o n a lw i r e di n d u s t r i a ln e t w o r k ，t h ec o m m u n i c a t i n gn o d e sm w a y ss u f f e r l i m i t sf r o mv a r i o u se n v i r o b m e n t s ，a n dc a n n o tr e a l i z ew i r e dc o n n e c t i o n i nt h i sc a s e ， w i r e l e s sc o n n e c t i o nb e t w e e nc o m m u n i c a t i n gn o d e si sv e r yi m p o r t a n t 8 0 2 1lba n d b l u e t o o t ha r eb o t hd o m i n a n tw i r e l e s st e c h n o l o g y , t h er e s e a r c ha b o u t8 0 2 1lba n d b l u e t o o t ha p p l i c a t i o n si ni n d u s t r ye t h e m e ti sb e c o m i n gaf o c u si nm a n ya r e a s t h i st h e s i sf i r s ta n a l y z e st h ea p p l i c a t i o n so f8 0 2 1l ba n db l u e t o o t ht e c h n o l o g y i ni n d u s t r ye t h e r n e t ，a c c o r d i n gt o8 0 2 1l bt e c h n i ca n dr e q u i r e m e n t si ni n d u s t r y e t h e m e t ，d r a f t s8 0 2 1 l ba c c e s st oe p an e t w o r k ，w h i c hi s ap a r to fe p as y s t e m s t r u c t u r ea n dc o m m u n i c a t i o ns t a n d a r da p p l y i n gt oi n d u s t r ym e a s u r ea n dc o n t r o l s y s t e m a sf o r8 0 2 1lba n db l u e t o o t ha r eb o t hi nt h e2 4 g h zi s ms p e c t r u m ，w h e n b o t ht w oa r ei nt h es h a r e di n d u s t r ye t h e m e t ，i n t e r f e r e n c ei sw i t h i ne a c ho t h e r t h e n ， t h i st h e s i sa n a l y z e st h ec o e x i s t e n c ei n t e r f e r e n c eb e t w e e nt h e s et w os y s t e m s ，a n d i n t r o d u c e st w ot y p e so fc o e x i s t e n c em e c h a n i s m ，e m p h a s i z e do nt h ef u n d a m e n t a la n d k e yt e c h n i q u eo fa f h ，g i v e sa n dd e s i g n st h em e t h o d so fc h a n n e le v a l u a t i n g c l a s s i f i c a t i o n f i n a l l y , t h i st h e s i sp r e s e n t sa ni m p r o v e di d e ao f p a r t i t i o ns e q u e n c e g e n e r a t i o n ，a n dd e s i g n st h ei m p r o v e da r i t h m e t i ca n dp r o v i d e sr e a l i z a t i o nm e t h o d ，a s f o rs o m ed i f f i c u l t i e s ，f u r t h e rs t u d yi si j e d e d ，t h e n ，p r o v e st h i sa r i t h m e t i ci sm o r e e x c e l l e t a tt h a n p a r t i t i o ns e q u e n c eg e n e r m i o n k e yw o r d s ：8 0 2 1lb ，b l u e t o o t h ，i n d u s t r ye t h e m e ，e p a ，c o e x i s t e n c e ，a d a p t i v e f r e q u e n c yh o p p i n g i i 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工 作及取得的研究成果。據(jù)我所知，：除文啐| ：特瓤加以標(biāo)注和致謝的地 方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含 為獲得重廢鰹電堂院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材 料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了 明確的說明并表示謝意。 學(xué)位論文作者簽名：徐洇 簽字日期：衛(wèi)舛年朗刀日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解 重麼整蟲堂醫(yī)有關(guān)保留、使 用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù) 印件和磁盤，允許論文被查閱和傳閱。本人授權(quán)重廢查e 皇堂院 學(xué)位論文作者簽名：徐；閏導(dǎo)師簽名： 簽字日期：抑牛年歲月2 口日 姒芝 簽字日期：b 口( f 年，月切日 重慶郵電學(xué)院碩士論文 第一章緒論 1 1 藍(lán)牙技術(shù)、8 0 2 1 1 b 技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng) 1 1 1 藍(lán)牙技術(shù)簡介 藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距 離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。如果把藍(lán)牙 技術(shù)引入到移動(dòng)電話和膝上電腦中，就可以除去移動(dòng)電話與膝上電腦之間的連接 線纘而通過無線方式進(jìn)行通信。打印機(jī)、傳真機(jī)、游戲桿等數(shù)字設(shè)備都可以成為 藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。除此之外，藍(lán)牙無線技術(shù)還為已經(jīng)存在的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)提 供通用接口以組成一個(gè)遠(yuǎn)離固定網(wǎng)絡(luò)的個(gè)人特別連接設(shè)備群。藍(lán)牙就是為了滿足 人們在個(gè)人操作空間的無線互聯(lián)而設(shè)計(jì)的，它使用跳頻技術(shù)使處于個(gè)人操作空間 的設(shè)備形成一個(gè)無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間可移動(dòng)的、自動(dòng)的互聯(lián)。 藍(lán)牙正發(fā)展成為個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)或短距離無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。 1 9 9 7 年7 月，藍(lán)牙s i g 公布了藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的1 0 版本，但它實(shí)際上只是個(gè)草案。 直到1 9 9 9 年1 2 月，藍(lán)牙s i g 才推出藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)正式版本1 0 b 。當(dāng)前上市 的藍(lán)牙產(chǎn)品基本上都是遵循最新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)1 1 版，它是2 0 0 1 年2 月發(fā)布的。 藍(lán)牙技術(shù)運(yùn)行在2 4 g h z 的i s m 頻段上；采用時(shí)分雙工傳輸方式和跳頻技術(shù)。 藍(lán)牙定義了7 9 跳和2 3 跳兩種跳頻信道系統(tǒng)，為增強(qiáng)藍(lán)牙的抗干擾性建議采用 藍(lán)牙跳頻方案中的7 9 跳系統(tǒng)。每個(gè)信道的帶寬為1 蹦z ，跳頻速率達(dá)1 6 0 0 次秒。 藍(lán)牙使用的調(diào)制方式為高斯頻移鍵控( g f s k ) ，設(shè)計(jì)的發(fā)射功率最大為1 0 0 m w ， 最小為l m w 。藍(lán)牙定義的傳輸距離為l o 1 0 0 m 。 1 1 28 0 2 1 1 b 技術(shù)簡介 目前，無線局域網(wǎng) j e e e 8 0 2 1 1 系列標(biāo)準(zhǔn)有i e e e 8 0 2 1 1 、i e e e 8 0 2 1 l b 、 i e e e 8 0 2 1 l a 等。其中i e e e 8 0 2 1 1 b 標(biāo)準(zhǔn)是使用最多的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，它利用 射頻技術(shù)取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，使得無線局域網(wǎng)絡(luò)能 利用簡單的存取構(gòu)架讓用戶透過它，達(dá)到“信息隨身化、便利走天下”的理想境 界。 i e e e 8 0 2 1 1 b 是i e e e 8 0 2 1 1 的一個(gè)擴(kuò)充，采用i s m 2 4 g h z 頻段，調(diào)制方式 采用補(bǔ)碼鍵控( c c k ) ，c c k 源于直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，多速率機(jī)制的介質(zhì)控制 ( i v i a c ) 確保當(dāng)工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低于某個(gè)時(shí)限時(shí)，傳 輸速率能夠從1 1 m b p s 自動(dòng)降到5 5 m b p s ，或根據(jù)直接序列擴(kuò)頻技術(shù)調(diào)整到2 m b p s 1 重慶郵電學(xué)院硬士論文 和1 m b p s ，8 0 2 1 1 b 可以和1 m b p s 和2 m b p s 的8 0 2 1 1 d s s s 系統(tǒng)互操作，但是無 法和1 m b p s 和2 m b p s 的f h s s 系統(tǒng)一起工作。 利用8 0 2 1 1 b ，移動(dòng)用戶能夠獲得同1 0 m b p s 有線以太網(wǎng)相近的性能、網(wǎng)絡(luò) 吞吐量、可用性。 8 0 2 1 1 b 運(yùn)作模式基本分為兩種：點(diǎn)對點(diǎn)模式和基本模式。點(diǎn)對點(diǎn)模式是指 無線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡之間的通信方式?；灸Ｊ绞怯芯€局域網(wǎng)的擴(kuò)展或無線和有 線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的通信方式，這是8 0 2 1 l b 最常用的方式。 1 1 3 工業(yè)以太網(wǎng)m 現(xiàn)場總線技術(shù)始于2 0 世紀(jì)8 0 年代，它是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之 一。現(xiàn)場總線是綜合運(yùn)用微處理器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的 產(chǎn)物它可采用多種傳輸介質(zhì)傳送數(shù)字信號?，F(xiàn)場總線技術(shù)把微處理器置入現(xiàn)場 設(shè)備中，并將現(xiàn)場設(shè)備( 如數(shù)字傳感器、變送器、儀表與執(zhí)行機(jī)構(gòu)等) 與工業(yè)過 程控制單元、現(xiàn)場操作站等進(jìn)行互連形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，從而使整個(gè)系統(tǒng)具有全數(shù) 字化、分散、雙向傳輸和多分支的特點(diǎn)，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場級發(fā)展的產(chǎn)物。 它的主要優(yōu)點(diǎn)在于：能降低系統(tǒng)的投資成本、節(jié)省維護(hù)開銷、提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性 與可靠性、以及增大用戶系統(tǒng)集成的自主性等。然而現(xiàn)場總線仍存在很大的局限 性。首先，現(xiàn)場總線主要是低速網(wǎng)絡(luò)，覡場儀表和設(shè)備的計(jì)算能力和信息處理能 力較低，主要用于數(shù)據(jù)采集和控制信號的輸出，只能實(shí)現(xiàn)一些簡單的控制算法。 其次，目前出現(xiàn)了p r o f i b u s 、f f 、l o n w o r k s 、c a n 一等多種現(xiàn)場總線，現(xiàn)場總線 沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各種現(xiàn)場總線產(chǎn)品之間很難實(shí)現(xiàn)互操作。現(xiàn)場總線自身技 術(shù)的局限性以及多種總線標(biāo)準(zhǔn)共存的局面，限制了現(xiàn)場總線技術(shù)在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 中的進(jìn)一步發(fā)展。 以太網(wǎng)是在2 0 世紀(jì)7 0 年代研制開發(fā)的一種基帶局域網(wǎng)技術(shù)，隨著i n t e r n e t 技術(shù)的不斷發(fā)展，以太網(wǎng)和t c p i p 協(xié)議已成為世界范圍內(nèi)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)基于 t c p i p 協(xié)議的以太網(wǎng)可以滿足工業(yè)控制系統(tǒng)各個(gè)層次的需求。與以往的工業(yè)控 制網(wǎng)絡(luò)相比，基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)具有很多優(yōu)勢。以太網(wǎng)有更高的通信帶 寬能夠滿足不斷增長的數(shù)據(jù)通信的需要。通過t c p i p 協(xié)議，可以方便的實(shí)現(xiàn) 現(xiàn)場設(shè)備層和企業(yè)管理層的無縫連接。而且，以太網(wǎng)設(shè)備價(jià)格低廉，實(shí)現(xiàn)簡單， 能夠大大降低控制系統(tǒng)的成本。而隨著高速以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展， 以太網(wǎng)作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)性方面的閥題正逐漸得以解決。種種跡象表明， 基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將成為下一代工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的重要選擇，并將帶來工 業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)頦的變革。 2 重慶郵電學(xué)院碩士論文 1 2 無線通信技術(shù)在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用 1 2 1 無線以太網(wǎng)應(yīng)用需求及優(yōu)點(diǎn)眥 無線以太網(wǎng)是對以太網(wǎng)的邏輯擴(kuò)展。在傳統(tǒng)的有線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，布 線的成本有時(shí)會(huì)大大超過其它控制設(shè)備的成本，而且電纜的連接也限制了現(xiàn)場設(shè) 備的移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)的重組。與此同時(shí)，一些工業(yè)環(huán)境禁止使用電纜( 如超凈或真空 封閉的房間) 、或者很難使用電纜來傳送數(shù)據(jù)( 如高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備) 。 面對以上的問題，我們提出了結(jié)合使用現(xiàn)場總線通信技術(shù)和無線技術(shù)的解決 方案。通過這種方式，我們的控制網(wǎng)絡(luò)就在現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上兼有了無 線通信的優(yōu)點(diǎn)。具體表現(xiàn)在： 現(xiàn)場設(shè)備無需電纜即可與控制網(wǎng)絡(luò)連接，組網(wǎng)靈活、方便，同時(shí)又增加 了現(xiàn)場設(shè)備的靈活性和可移動(dòng)性。 便于與原有控制網(wǎng)絡(luò)的整合。設(shè)備無需布線便可安裝于現(xiàn)有環(huán)境，減少 了系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用。 對于一些遠(yuǎn)距離控制，采用無線技術(shù)可擴(kuò)大控制范圍、延長控制距離； 對于在一些不可預(yù)知的環(huán)境，尤其是不適于布線的強(qiáng)腐蝕惡劣環(huán)境，可 以使用無線通信來完成對現(xiàn)場設(shè)備的控制。 因此，在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中引入無線技術(shù)，設(shè)計(jì)全新的無線，有線混合工業(yè)控 制網(wǎng)絡(luò)通信體系，既是降低投資成本的需要，也是解決現(xiàn)實(shí)問題的迫切要求。 1 2 2 藍(lán)牙在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用”1 眾所周知，藍(lán)牙在個(gè)人終端、辦公系統(tǒng)以及信息家電等領(lǐng)域已經(jīng)或正在獲得 應(yīng)用。由于藍(lán)牙既可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信，也可以進(jìn)行點(diǎn)對多點(diǎn)通信，同時(shí)還可以 組建局域網(wǎng)，因而可以滿足多種應(yīng)用需求。作為“電纜替代”技術(shù)提出的藍(lán)牙技 術(shù)，可以使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備在沒有電纜連接的情況下實(shí)現(xiàn)互連互通，這顯然 對改造傳統(tǒng)的有線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)具有重要的實(shí)踐意義和市場價(jià)值。 當(dāng)前，在工業(yè)控制領(lǐng)域中引入藍(lán)牙技術(shù)的研究才剛剛起步。為在市場競爭中 占得先機(jī)，國內(nèi)外已經(jīng)有一些公司推出了自己的藍(lán)牙傳感器、藍(lán)牙控制器和藍(lán)牙 適配器產(chǎn)品。 目前，市場上的藍(lán)牙產(chǎn)品可分為三類：點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用產(chǎn)品、點(diǎn)對多點(diǎn)應(yīng)用產(chǎn)品 和局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。從藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的過程來看，第一代藍(lán)牙產(chǎn)品主要提供話音 通信功能，第二代藍(lán)牙產(chǎn)品則主要提供帶有嵌入式藍(lán)牙模塊的數(shù)據(jù)通信功能。很 顯然，嵌入式藍(lán)牙模塊產(chǎn)品的推出，為藍(lán)牙在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的 3 重慶郵電學(xué)院碩士論文 基礎(chǔ)。 1 2 1 38 0 2 1 i b 在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用啪哪 ! 應(yīng)用分析 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，有成千上萬的感應(yīng)器，檢測器，p l c ，讀卡器，或其他設(shè)備 互相連接形成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，作為信息系統(tǒng)內(nèi)管理數(shù)據(jù)的工具。通常這些設(shè)備提 供的通信接口是r s 一2 3 2 ，如何使現(xiàn)有的設(shè)備可立即聯(lián)網(wǎng)使用呢? 一個(gè)經(jīng)濟(jì)、快 速的解決方案，利用8 0 2 1 l b 無線局域網(wǎng)技術(shù)連接工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，如圖1 1 所 示。新型的8 0 2 1 l b 設(shè)備能隔離型信號轉(zhuǎn)換器，將工業(yè)設(shè)備的串口r s - 2 3 2 信號 與8 0 2 1 l b 及以太網(wǎng)絡(luò)信號相互轉(zhuǎn)換，符合無線局域網(wǎng)i e e e8 0 2 1 1 b 和以太網(wǎng) 絡(luò)i e e e8 0 2 。3 標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的t c p i p 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有效的擴(kuò)展了工業(yè)設(shè)備 的聯(lián)網(wǎng)通信能力，使工業(yè)設(shè)備立即聯(lián)網(wǎng)，并且，固定的工業(yè)設(shè)備成為可以自由移 動(dòng)的無線網(wǎng)絡(luò)終端。 圖1 18 0 2 u b 無線局域網(wǎng)連接串口工業(yè)設(shè)備 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生了“基于無線 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器”的全新概念。這種智能傳感器集成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù) 處理和無線網(wǎng)絡(luò)接口模塊，無線網(wǎng)絡(luò)接口模塊底層網(wǎng)絡(luò)接口( 硬件接口) 采用基 于i e e e 8 0 2 1 l b 的網(wǎng)絡(luò)接口芯片，高層網(wǎng)絡(luò)接口( 軟件接口) 采用t c p i p 協(xié)議， 把t c p i p 協(xié)議作為一種嵌入式應(yīng)用，即把t c p i p 協(xié)議固化到智能傳感器的r o m 中，使得現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收發(fā)都以t c p i p 協(xié)議進(jìn)行。這種基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智 能傳感器使得工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)能夠通過無線鏈路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共 享。 通過使用基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器，結(jié)合目前市場上出現(xiàn)的各種基 4 重慶郵 u 學(xué)院碩士論文 于i e e e8 0 2 1 l b 的無線局域網(wǎng)網(wǎng)橋，就可以實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制網(wǎng) 絡(luò)中的一種應(yīng)用方案。在這里，無線局域網(wǎng)網(wǎng)橋用作無線訪問點(diǎn)( a p ) ，基于無 線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、處理，并以t c p i p 協(xié)議對數(shù)據(jù)進(jìn)行 打包，通過無線鏈路發(fā)送到a p ，由于無線鏈路和有線隊(duì)太網(wǎng)高層均采用t c p i p 協(xié)議，且低層協(xié)議對高層協(xié)議是透明的，就實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的無縫連 接，通過i n t e r n e t ，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 2 前景分析 i e e e s 0 2 1 l b 是i e e e 最初制定的一個(gè)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公 室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無線接入。業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速 率最高能達(dá)到1 i m b s 。8 0 2 1 1 b 無線局域網(wǎng)是利用無線電波而非線纜來實(shí)現(xiàn)與計(jì) 算機(jī)設(shè)備位置無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。 8 0 2 1 1 b 是一種靈活的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，使用無線射頻( r f ) 技術(shù)越空收發(fā)數(shù)據(jù)，減 少使用線纜的連接，因此8 0 2 1 i b 無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)既可達(dá)到建設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的 目的，又可讓設(shè)備自由安排和隨意移動(dòng)。8 0 2 1 i b 協(xié)議除了可以向用戶提供高速 率的的無線通信，在一些有干擾和不穩(wěn)定的環(huán)境下，物理層的擴(kuò)頻機(jī)制和m a c 層 的根據(jù)信道狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整傳輸速率的機(jī)制保證了設(shè)備間的通信質(zhì)量。8 0 2 1 1 b 協(xié) 議的這些特點(diǎn)使它在工業(yè)控制領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。 隨著各種8 0 2 1 i b 無線設(shè)備的推出，8 0 2 1 l b 無線技術(shù)在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng) 用將更加廣泛，為了規(guī)范工業(yè)以太網(wǎng)中的8 0 2 1 1 b 接入，我們需要制定一個(gè)統(tǒng)一 的8 0 2 1 l b 接入標(biāo)準(zhǔn)，以提供統(tǒng)的接入接口和服務(wù)。 1 3 本論文主要研究內(nèi)容和各章節(jié)簡介 1 3 1 本論文主要研究內(nèi)容 本論文涉及國家標(biāo)準(zhǔn)用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的e p a 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo) 準(zhǔn)中“e p a 網(wǎng)絡(luò)中的8 0 2 1 l b 接入標(biāo)準(zhǔn)”的研究，同時(shí)，重點(diǎn)對8 0 2 1 1 b 與藍(lán) 牙的共存問題展開研究。主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容： 1 制定符合工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性、容錯(cuò)性和安全性要求的“e p a 網(wǎng)絡(luò)中的 8 0 2 1 1 b 接入標(biāo)準(zhǔn)”； 2 研究8 0 2 1 l b 和藍(lán)牙的共存應(yīng)用干擾： 3 研究自適應(yīng)跳頻共存機(jī)制的應(yīng)用，給出信道評估方法并提出基于自適應(yīng) 跳頻的算法改進(jìn)及實(shí)現(xiàn)方法。 5 重慶郵電學(xué)院碩士論文 1 3 2 各章節(jié)內(nèi)容簡介 本論文一共分為六章，各章內(nèi)容安排如下： 第1 章“緒論”，在引入無線以太網(wǎng)概念和優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析8 0 2 1 l b 和 藍(lán)牙在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用： 第2 章“e p a 網(wǎng)絡(luò)中的8 0 2 1 l b 接入標(biāo)準(zhǔn)”，結(jié)合8 0 2 1 1 b 技術(shù)的特點(diǎn)和工業(yè) 現(xiàn)場領(lǐng)域的要求，起草了用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的e p a 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo) 準(zhǔn)中“e p a 網(wǎng)絡(luò)中的8 0 2 1 l b 接入標(biāo)準(zhǔn)”部分： 第3 章“8 0 2 1 l b 與藍(lán)牙的共存性”，通過對8 0 2 1 1 b 與藍(lán)牙的共存應(yīng)用模型 及共存所帶來的相互干擾的分析，討論共存機(jī)制； 第4 章“自適應(yīng)跳頻在藍(lán)牙中的應(yīng)用”，分析自適應(yīng)跳頻基本原理和關(guān)鍵技 術(shù)，對信道分類提出了兩種評估方法； 第5 章“基于自適應(yīng)跳頻的算法改進(jìn)”，根據(jù)藍(lán)牙信道傳輸特性，設(shè)計(jì)“分 段序列發(fā)生器”的改進(jìn)方法，詳細(xì)分析設(shè)計(jì)原理，實(shí)現(xiàn)方法，提出還有待完善的 工作，并對改進(jìn)前后的性能進(jìn)行對比； 第6 章“結(jié)束語”，對全文進(jìn)行總結(jié)，提出進(jìn)步的工作。 1 4 本章小結(jié) 本章首先介紹了8 0 2 1 l b 技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)的概念、特點(diǎn)，并在 引入無線以太網(wǎng)概念的基礎(chǔ)上，著重對藍(lán)牙技術(shù)和8 0 2 1 1 b 技術(shù)在工業(yè)以太網(wǎng)中 的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景進(jìn)行了討論，并指出制定工業(yè)以太網(wǎng)中8 0 2 1 l b 接入標(biāo)準(zhǔn) 的重要意義。最后，歸納了本文的主要研究內(nèi)容。 6 重厭郵電學(xué)院壩士論義 第二章e p a 網(wǎng)絡(luò)中的8 0 2 ”b 接入 “e p a ”是基于以太網(wǎng)工廠自動(dòng)化，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場級設(shè)備之間的一種通信 標(biāo)準(zhǔn)。用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的e p a 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo)準(zhǔn)針對工業(yè)測量與 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信特點(diǎn)，以工業(yè)控制工程師為應(yīng)用對象，規(guī)定了以太網(wǎng)( 和無線 技術(shù)) 、t c p i p 之上的應(yīng)用層、用戶層以及認(rèn)證、測試與應(yīng)用行規(guī)，以以太網(wǎng)和 無線技術(shù)統(tǒng)一管理層、監(jiān)控層和現(xiàn)場設(shè)備層等工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的所有網(wǎng) 絡(luò)層次，實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)層次上信息的無縫集成，為用戶應(yīng)用程序提供服務(wù)接口以及 相關(guān)管理方面的規(guī)范。 本人參與了用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的e p a 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo)準(zhǔn)的討論 與制定，并承擔(dān)了其中“e p a 中的8 0 2 1 1 b 接入標(biāo)準(zhǔn)( 以下簡稱“8 0 2 1 1 b 接入 標(biāo)準(zhǔn)”) ”的起草工作，該接入標(biāo)準(zhǔn)為規(guī)范8 0 2 1 1 b 接入工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)提供了統(tǒng)一 的接口和服務(wù)。目前國內(nèi)外還沒有有關(guān)控制網(wǎng)絡(luò)中的8 0 2 1 1 接入?yún)f(xié)議方面的報(bào) 道。 2 1e p a 通信模型 2 1 1e p a 通信模型 e p a 管理功能塊應(yīng)用進(jìn)程 e p a 功能塊 非實(shí)時(shí) 應(yīng)用進(jìn)程 應(yīng)用程序 e p a 管理s n m ps n t pd h c e p a e p a 應(yīng) 信息 簡單 系統(tǒng)p 地 管理 用層服 h t t pf t p 其他標(biāo) 準(zhǔn)協(xié)議 庫 網(wǎng)絡(luò) 時(shí)鐘址分 服務(wù) 務(wù) 協(xié)議協(xié)議 管理 同步 配協(xié) e p a 套接字 協(xié)議 協(xié)議議 映射接口 u d pt c p i p ( a r p 、i c 口、i g m p ) e p a 數(shù)據(jù)鏈路層( 實(shí)時(shí)調(diào)度接口) i e e e 8 0 2 3 i e e e 8 0 2 1 1 b i 髓e 8 0 2 1 5 m a c 圖2 1 e p a 通信模型 用戶層 應(yīng)用層 l 網(wǎng)絡(luò)層 i 傳輸層 物理層 l 數(shù)據(jù)鏈路層 e p a 通信模型如圖2 1 ，參考i s o o s i 開放系統(tǒng)互連模型，低四層采用i t 領(lǐng) 7 域的通用技術(shù)，其中物理層與數(shù)據(jù)鏈路層兼容i e e e 8 0 2 - 3 、i e e e s 0 2 1 l b 、 i e e e 8 0 2 1 5 ，網(wǎng)絡(luò)層以及傳輸層采用t c p ( u d p ) i p 協(xié)議，并在網(wǎng)絡(luò)層和m a c 層 之間定義了一個(gè)e p a 通信調(diào)度接口，完成實(shí)時(shí)信息和非實(shí)時(shí)信息的傳輸調(diào)度。 會(huì)話層和表示層未使用。應(yīng)用層定義了e p a 應(yīng)用層協(xié)議和服務(wù)、e p a 套接字映 射接口以及e p a 管理功能塊及其服務(wù)，同時(shí)還支持i t 領(lǐng)域現(xiàn)有的協(xié)議，包括： h r r p 、f t p 、d h c p 、s n t p 、s n m p 等! 另外增加了用戶層，采用基于i e c 6 1 4 9 9 和i e c 6 1 8 0 4 定義的功能塊及其應(yīng)用進(jìn)程。 e p a 通信結(jié)構(gòu)模型與i s o o s i 七層通信結(jié)構(gòu)模型之間的關(guān)系，如表2 1 所 示。 表2 1e p a 通信模型同i s o o s i 七層參考模型比較 i s oo s i 七層參考模型 e p a 通信結(jié)構(gòu)模型 ( 用戶層) 用戶應(yīng)用進(jìn)程 應(yīng)用層 h t t p 、f t p 、d h c p 、s n t p 、s n m p 、e p a 應(yīng)用層規(guī)范、e p a 管理功能塊 表示層 未使用 會(huì)話層 傳輸層 t c p ，u d p 網(wǎng)絡(luò)層 i p 數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)時(shí)通信調(diào)度接口 物理層i e i i e8 0 2 3 i e e e8 0 2 1 1 b i e e e8 0 2 1 5 2 1 2e p a 設(shè)備聞的通信過程 如圖2 2 所示表明了兩個(gè)e p a 設(shè)備之間的通信過程，為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能模塊 之闐的通信，每個(gè)e p a 設(shè)備還有e p a 通信棧( 包括e p a 鏈接對象、e p a 通信服務(wù) 實(shí)體、e p a 套接字映射接口、u d p ( t c p ) l i p 協(xié)議等) 以及e p a 通信接口( 如 i e e e 8 5 b 2 。3 i e e e 8 0 2 1 1 i e e e 8 0 2 1 5 等) 。 在i e e e 8 0 2 1 1 b 通信協(xié)議的應(yīng)用層和以太網(wǎng)通信協(xié)議的應(yīng)用層包含了應(yīng)用 層服務(wù)和套接字映射接口對象( 圖2 2 所示) ，其中應(yīng)用層服務(wù)( 包括實(shí)時(shí)和非 實(shí)時(shí)服務(wù)) 是為用戶應(yīng)用進(jìn)程問的數(shù)據(jù)通信提供的接口，而套接字映射接口對象 則是應(yīng)用層服務(wù)與u d p ( t c p ) 層的接口。用戶應(yīng)用進(jìn)程在調(diào)用應(yīng)用層服務(wù)時(shí)， 應(yīng)該提供所有服務(wù)所需要的參數(shù)，然后由應(yīng)用層服務(wù)將數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼后，傳給套 接字映射接口對象，調(diào)用u d p ( t c p ) 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)把數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 在接收時(shí)，應(yīng)用層套接宇映射接口對象收到來自通信端口的數(shù)據(jù)后，上傳給 應(yīng)用層服務(wù)，由應(yīng)用層服務(wù)根據(jù)服務(wù)報(bào)文中的目的應(yīng)用進(jìn)程標(biāo)識i d ，而將接收 到的數(shù)據(jù)傳送到用戶層中相應(yīng)的用戶應(yīng)用進(jìn)程，由用戶應(yīng)用迸程對相應(yīng)的參星進(jìn) 行更新和進(jìn)步的處理。 8 重慶齠也學(xué)院碩士論文 國2 2e p a 設(shè)備之間的通信 2 3e p a 網(wǎng)絡(luò)中的8 0 2 1 l b 接入 “8 0 2 1 i b 接入標(biāo)準(zhǔn)”定義了通過8 0 2 2 邏輯鏈路控制( l l c ) 協(xié)議和8 0 2 。l d 橋接協(xié)議，實(shí)現(xiàn)i e e e 8 0 2 1 l b 接入g e a 網(wǎng)絡(luò)的方法，該接入標(biāo)準(zhǔn)也適用于其他 無線局域網(wǎng)協(xié)議( 如i e e e 8 0 2 1 1 ，i e e e s 0 2 1 l a ) 。 2 3 1 接入模型 本標(biāo)準(zhǔn)定義兩類8 0 2 1 1 b 設(shè)備：8 0 2 1 l b e p a 現(xiàn)場設(shè)備( 1 l b e d ) 和8 0 2 1 l b e p a 接入設(shè)備( 1 l b e a p ) 。1 l b e d 通過1 l b e a p 可以接入有線局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無線與有線 的互聯(lián)操作。l l b e a p 通常由一個(gè)無線輸出口和一個(gè)以太網(wǎng)接口構(gòu)成，1 i b e a p 中的橋接軟件符合8 0 2 1 d 橋接協(xié)議。 本標(biāo)準(zhǔn)支持兩種類型的接入： a ) 1 1 b e d 間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，無需其他設(shè)備的轉(zhuǎn)接； b ) 1l b e d 間通過ll b e a p 的連接進(jìn)行互連與互操作，并可通過1l b e a p 連 接有線局域網(wǎng)。 li b e d 接入e p a 有線網(wǎng)絡(luò)的通信模型如圖2 3 所示，該接入模型中各層的功 能如下： 9 重慶郵電學(xué)院碩士論文 ! 應(yīng)用層 ! 應(yīng)用層 + i t c p ： ： t c p ； ： - p ； ： t p 1 8 0 2 2 l l c i i 8 0 2 2 l l c ： ：8 0 2 1 2 l l c ! l - ： ： i! - 一- 一一_ 一- 一一一- ! 1 18 0 2 1 d 橋接協(xié)議! - 一 i i 8 0 2 1 d 橋接協(xié)議 i - - ；s 。z a 橋接協(xié)議j i i i i 。i i 8 0 2 - 3： 8 0 2 1 1 b i l i 8 0 2 1 l b8 0 2 3i i maci ： i m a c i - ：m a c m a c ：i - l i 8 0 2 1 1 b l ：8 0 2 1 i b8 0 2 3 ： ：8 0 2 3 1 物理層 ： 斗 i i 物理層 物理層：! 斗 ： 物理層 ； l l _ 一一一一 一_ - j _。 1 l b e d 1 i b e a pe p a 有線網(wǎng)絡(luò) 注：信息流動(dòng)用帶箭頭的粗虛線表示 圖2 3 8 0 2 11 be p a 現(xiàn)場設(shè)備接入模型 8 0 2 1 i b 物理層確定無線局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)和頻段分配，具有載波監(jiān)聽、傳 送和接收等功能。 m a c 、8 0 2 1 d 橋接協(xié)議和8 0 2 2 【咒c 是無線局域網(wǎng)接入模型的數(shù)據(jù)鏈路層。 8 0 2 1 1 b 的m a c 層具有無線介質(zhì)訪問、網(wǎng)絡(luò)連接以及提供數(shù)據(jù)驗(yàn)證和保密 等功能。它詳細(xì)規(guī)定了站點(diǎn)訪問傳輸媒體不會(huì)發(fā)生碰撞的基礎(chǔ)協(xié)議，采用c s m a c a 媒體訪問控制機(jī)制，使各站點(diǎn)共享無線媒體。 8 0 2 2 l l c 是由i e e e 定義的一個(gè)可運(yùn)行于所有8 0 2 l a n 和m a n 協(xié)議之上的 數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，它隱藏了各種8 0 2 網(wǎng)絡(luò)之間的差別，向網(wǎng)絡(luò)層提供一個(gè)統(tǒng)一的格 式和接口，這些格式、接口和協(xié)議完全基于o s i 。l l c 提供三種服務(wù)：不可靠的 數(shù)據(jù)服務(wù)、有確認(rèn)的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和可靠的面向連接的服務(wù)。它定義了所有 8 0 2 l a n 類型的差錯(cuò)控制，提供尋址和數(shù)據(jù)鏈路控制服務(wù)。 8 0 2 1 d 是由i e e e 定義的連接不同類型的局域網(wǎng)( 有線和無線) 的橋接協(xié)議。 每個(gè)l a n 都有其獨(dú)立的m a c 。8 0 2 1 d 橋接協(xié)議由m a c 層提供服務(wù)，而且對 8 0 2 2 l l c 和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是透明的。 8 0 2 1 l b 使用8 0 2 2 l l c 和8 0 2 系列標(biāo)準(zhǔn)定義的4 8 位m a c 地址，這使得無 線和有線之間的連接非常方便。 同時(shí)在本接入?yún)f(xié)議中復(fù)用了t c p ( u d p ) i p 協(xié)議集，其中u d p 協(xié)議不需要 在通信兩端建立連接和確認(rèn)，可用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。而對于實(shí)時(shí)性要求不高、對 傳輸?shù)目煽啃砸蟾叩膽?yīng)用，可使用t c p 協(xié)議。也可使用u d p 協(xié)議。若使用 1 0 重慶郵電學(xué)院碩士論文 u d p 協(xié)議需在應(yīng)用層提供傳輸可靠性保障機(jī)制。 2 3 28 0 2 1l be p a 現(xiàn)場設(shè)備的接入通信過程 1l b e d 通過1 l b e a p 接入以太網(wǎng)絡(luò)的過程如下： 復(fù)位：首先把m a c 復(fù)位為初始條件，所有變量為默認(rèn)值。 啟動(dòng)：m a c 復(fù)位以后，啟動(dòng)一個(gè)s s s ( 基本服務(wù)集) ，即創(chuàng)建一個(gè)新的 b s s 。 加入網(wǎng)絡(luò)：1 1 b e d 首先需要發(fā)現(xiàn)處于通信范圍內(nèi)且提供m a c 服務(wù)的 1 1 b e a p ，即1l b e d 采用主動(dòng)掃描或被動(dòng)掃描的方式發(fā)現(xiàn)并選擇合適的 1 1 b e a p ，并與所選1 l b e a p 進(jìn)行同步。 認(rèn)證：在1 l b e d 搜索到可加入的b s s 并加入其中后，在建立連接之前需 要一個(gè)認(rèn)證過程。 關(guān)聯(lián)：在認(rèn)證的基礎(chǔ)上，11 b e d 請求與所選的1 l b e a p 建立關(guān)聯(lián)。鏈路 建立后，雙方設(shè)備進(jìn)行鑒權(quán)并要求數(shù)據(jù)加密。 數(shù)據(jù)傳送：給1 l b e a p 和1 l b e d 分配i p 地址，在鏈路連接上傳送i p 數(shù) 據(jù)包。 再關(guān)聯(lián)：l1 b e d 周期性地掃描所有頻段，與另一個(gè)能提供更強(qiáng)信號或差 錯(cuò)率更低的1 1 b e a p 同步認(rèn)證，進(jìn)行再關(guān)聯(lián)。 重復(fù)上面兩步，直到通信結(jié)柬。 【注】在任何時(shí)候，1 1 b e d 和1 i b e a p 都可以斷開局域網(wǎng)連接。 1l b e d 之間的直接通信遵循i e e e 8 0 2 1 1 b 標(biāo)準(zhǔn)。 連接完全建立之后，1l b e d 與e p a 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信過程可描述如下： 應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)經(jīng)t c p ( u d p ) i p 打包后，在l l c 層和8 0 2 1 l bm a c 層分 別加上各層的分組頭對其進(jìn)行封裝，然后將封裝過的數(shù)據(jù)包通過r f 物理層發(fā)送 給1 l b e a p 的對應(yīng)r f 物理層。在1 l b e a p ，各對應(yīng)層將對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行 解封，整個(gè)解封的過程與封裝的順序相反。解出的i p 數(shù)據(jù)包將交給l l c 層重新 進(jìn)行封裝i 并經(jīng)8 0 2 3m a c 層進(jìn)一步封裝之后通過物理層接口傳到e p a 網(wǎng)絡(luò)上。 e p a 上的現(xiàn)場設(shè)備接收到上述數(shù)據(jù)包后，亦將執(zhí)行解封的過程，直到得到發(fā)送端 應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)為止。 2 3 38 0 2 1 1 b 接入過程提供的服務(wù)叫 8 0 2 1 l b 接入過程中提供的服務(wù)是指同層l l c 在m a c 服務(wù)訪問結(jié)點(diǎn)( s a p ) 之間交換m a c 服務(wù)數(shù)據(jù)單元( m s d u ：m a cs e r v i c ed a t au n i t ) 的能力。這些服務(wù) 是通過m l m e ( m a c 層管理實(shí)體) 和s m e ( 站點(diǎn)管理實(shí)體) 提供的層管理服務(wù)接口 發(fā)出的。 里鑒! ! ! ! ! 生蘭! 鎏塑! 絲苧 1 復(fù)位 該機(jī)制支持m a c 的復(fù)位過程。包括的服務(wù)原語有m l m e _ r e s e t r e q u e s t ， m l m er e s e t c o n f i r m 。m l m e _ r e s e t r e q u e s t 由s m e 發(fā)出，m a c 復(fù)位為初 始條件，所有變量為默認(rèn)值，s e t d e f a u l t m i b 參數(shù)變量為t r u e 時(shí)，m i b 屬性值設(shè) 為默認(rèn)值。該原語必須在m l m e _ s t a r t r e q u e s t 原語之前使用，用于請求m a c 的復(fù)位；m l m er e s e t c o n f i r m 由m l m e 發(fā)出，用于返回復(fù)位請求結(jié)果。 2 啟動(dòng) 該機(jī)制支持創(chuàng)建一個(gè)新的b s s 的過程。包括的服務(wù)原語有m l m e s t a r t r e q u e s t ，m l m e s t a r t c o n f i r m 。 m l m es t a r t r e q u e s t 由s m e 發(fā)出，啟動(dòng)一個(gè)構(gòu)造b s s ( m a c 實(shí)體作為 一個(gè)1 l b e a p ) ，或啟動(dòng)一個(gè)獨(dú)立b s s ：i b s s ( m a c 實(shí)體作為i b s s 內(nèi)的第一個(gè) l l b e d ) 。一旦當(dāng)前的幀交換序列己完成，該原語發(fā)起b s s 初始化。m l m e _ s t a r t r e q u e s t 必須在m l m e _ r e s e t r e q u e s t 用于復(fù)位m a c 之后，在m l m e _ j o i n r e q u e s t 用于成功加入一個(gè)已存在的構(gòu)造b s s 或獨(dú)立b s s 之前發(fā)出。己成功使用 m l m es t a r t r e q u e s t 或在沒有發(fā)出m l m er e s e t , r e q u e s t 原語就成功使用 m l m ej o i n r e q u e s t 之后，不能使用m l m es t a r t r e q u e s t 。m l m es t a r t c o n f i r m 由m l m e 發(fā)出，返回m l m es t a r t r e q u e s t 創(chuàng)建一個(gè)新的b s s 的結(jié)果。 3 加入網(wǎng)絡(luò) ( 1 ) 1 1 b e d 掃描可供其加入的g s s 當(dāng)1 1 b e d 的電源被打開后，它在認(rèn)證和連接到合適的b s s 或1 1 b e a p 之前， 首先會(huì)檢測有無現(xiàn)成的b s s 或l lb e a p 可供其加入。1 1 b e d 通過被動(dòng)或主動(dòng)掃 描方式( 由s c m a t y p e 參數(shù)決定) 完成上述搜索過程。在被動(dòng)掃描模式下，1 1 b e d 對每一個(gè)信道都進(jìn)行一段時(shí)間的監(jiān)聽，具體時(shí)間的長短由c h a n n e lt i m e 參數(shù)確 定。該設(shè)備只尋找具有本站希望加入的服務(wù)集i d ( s s i d ) 的信標(biāo)幀。主動(dòng)掃描模 式下1 1 b e d 發(fā)送包含有該站希望加入的s s i d 信息的探詢( p r o b e ) 幀，然后開 始等待探詢響應(yīng)幀( p r o b er e s p o n s ef r a m e ) ，探詢響應(yīng)幀明確希望加入的b s s 是 否存在。探詢請求和探詢響應(yīng)幀出m a c 幀控制字段的t y p e 和s u b t y p e 參數(shù)定 義，屬于管理幀的一種功能。 該過程使用的服務(wù)是m l m e s c a n 。該服務(wù)支持可用b s s 特性的確定過程， 包括的服務(wù)原語有m l m es c a n r e q u e s t 和m l m es c a n c o n f i r m 。m l m e s c a n r e q u e s t 由s m e 發(fā)出，用于一個(gè)1 1 b e d 掃描確定是否有b s s ( 或1 i b e a p ) 可供其加入；m l m es c a n c o n f i r m 返回掃描過程檢測到的b s s 集的描述，由 m l m e 發(fā)出并確保1 1 b e d 的運(yùn)行環(huán)境。 ( 2 ) 與所選1 1 b e a p 同步 當(dāng)1 1 b e d 加入一個(gè)b s s 或e s s ( 擴(kuò)展服務(wù)集) 之后，它從返回的m l m es c a n 1 2 重慶郵 也學(xué)院壩| ：論文 c o n f i r m 原語參數(shù)b s sd e s c r i p t i o ns e t 中接收到1 1 b e a p 的s s i d 、時(shí)問同步函數(shù) r t s f ：t i m e rs y n c h r o n i z a t i o nf m a c t i o n ) 、計(jì)時(shí)器的值和物理( p h y ) 安裝參數(shù)等。 b s s 中的1 1 b e d 必須和1 1 b e a p 保持同步，從而保證所有的l l b e d 和1 l b e a p 工作在相同的參數(shù)下，同時(shí)也保證節(jié)能管理的正常運(yùn)行?，F(xiàn)場設(shè)備利用b s s d e s c r i p t i o n 中描述的時(shí)鐘信息更新自己的時(shí)鐘，以保證與1 l b e a p 同步?？＿^程 使用的服務(wù)是s y n c h r o n i z a t i o n 。 該服務(wù)包括的服務(wù)原語有m l m ej o i n r e q u e s t 和m l m ej o i n c o n f i r m 。 m l m ej o i n r e q u e s t 由s m e 發(fā)出，請求與一個(gè)b s s 同步。m l m ej o i n c o n f i r m 返回同步請求的結(jié)果，由m l m e 發(fā)出，確認(rèn)與一個(gè)b s s 同步。 4 認(rèn)證 在1 l b e d 搜索到可加入的b s s 并加入其中后，在建立連接之前需要一個(gè)認(rèn) 證過程。 該過程使用的服務(wù)是m l m e _ a u t h e n t i c a t e ，該服務(wù)支持與對等m a c 實(shí)體的認(rèn)證關(guān)系的建立過程，包括的服務(wù)原語有m l m ea u t h e n t i c a t e r e q u e s t 、m l m e a u t h e n t i c a t e c o n f i r m 和m l m e a u t h e n t i c a t e i n d i c a t i o n 。m l m e a u t h e n t i c a t e r e q u e s t 由s m e 發(fā)出；m l m e a u t h e n t i c a t e c o n f i r m 由m l m e 發(fā)出，描述認(rèn)證結(jié)果；m l m e a u t h e n t i c a t e i n d i c a t i o n 由m l m e 發(fā)出，指示與特定對等m a c 宴體的認(rèn)邗 關(guān)系的建立。 5 關(guān)聯(lián) 1 1 若現(xiàn)場設(shè)備已認(rèn)證： ( 1 ) 關(guān)聯(lián)請求。 l l b e d 發(fā)送一個(gè)m l m ea s s o c i a t e r e q u e s t 給1 l b e a p 。使用的服務(wù)原語 是m l m ea s s o c i a t e r e q u e s t ，由s m e 發(fā)出，請求與作為1 1 b e a p 的特定m a c 實(shí)體關(guān)聯(lián)。 ( 2 ) 關(guān)聯(lián)響應(yīng)。 ll b e a p 接收到m l m ea s s o c i a t e r e