信标模式在230M无线电力负荷管理系统数传中的应用
2 信标模式及其超帧周期
IEEE 802.15.4b是低速无线个域网(LR-WPAN)物理层和媒体访问控制层规范,在LR-WPAN网络中,有两种通信模式可供选择:信标使能通信和信标不使能通信。在信标使能的网络中,网络协调器定时广播信标帧,网络中设备(即:节点)都通过协调器发送的信标帧进行同步工作。一旦节点收到信标帧后就按协调器规定的时间间隔发送接收数据。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/178854.htm
信标模式当中规定了一种叫“超帧(superframe)”的格式,如图2,其中,GTS(guaranteed time slot)表示确保服务的同步时隙。在超帧周期的开始,由协调器发送信标帧,信标帧含有一些时序以及网络的信息,紧接着是竞争接入时期,在这段时间内各节点以竞争方式接入信道,再后面是非竞争接入时期,各节点采用时分复用的方式接入信道,然后是非活跃时期,节点进入休眠状态,等待下一个超帧周期的开始。非竞争期内被允许收发数据的设备是协调器根据上一个超帧期间网络中设备申请通信的情况而指定的某些设备。
3 采用信标模式的系统数传方案
根据上述分析结果,我们知道解决问题的主要途径是减少系统数传时在T1和T3上的时间开销。我们来看:第一,T1是主站发送报文信道的建立时间,这个时间的最小值是由电台硬件电路特性决定的,不能任意改小,但当信道建立起来后,主站能连续发送任意个报文给任何终端;第二,T3是终端处理命令组织应答报文及发送准备的时间,其中包含的发送准备时间就是终端发送报文的信道建立时间,与主站的情况一样,是由终端电台硬件决定的,也不能任意改小,且包含在乃中的这段时间是占用系统信道的(即图1中粗实线部分),而T3的其余部分时间是不占用系统信道的(即图1中粗虚线部分),我们可以并应该充分利用不占用信道的这部分时间,通过改变系统主站与终端的交互模式来提高传输效率,变“一发一收”为“多发多收”。具体的方案就是:采用信标模式,主站用信标帧组织起超帧周期,并由信标帧分配通信同步时隙给各终端,让它们在超帧周期内有序发送数据到主站。过程时序见图3所示。
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