無線個人網路

無線個人網（英語：Wireless personal area network）提供了一種小範圍內無線通信的手段。

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IEEE 802協議系列中定義了一系列無線網絡標準，目前已成型的無線個人網標準主要有兩個:

• 無線個人網絡（WPAN，IEEE802.15.1），覆蓋了藍牙（BlueTooth）協議棧的物理層/媒體接入控制層（MAC/PHY）層。
• 低速無線個人網絡（LR-WPAN，IEEE802.15.4），覆蓋了ZigBee協議棧的物理層/媒體接入控制層（MAC/PHY）層。

無線個人網與無線局域網（WLAN）的區別

主要在於目標應用領域不同。

• 無線局域網一般用來替代有線的局域網技術。
• 藍牙用來替代智能設備，如電腦，手機,PDA,數碼相機/攝像機等的外接電纜。
• ZigBee則應用於低速低功耗的無線網絡，如傳感器網絡，無線讀表網絡，智能玩具，智能家庭，智能農業等。

應用領域的不同決定了這三種無線網絡實現上的不同，包括

• 無線的覆蓋範圍。WLAN覆蓋半徑設計值為100米，藍牙覆蓋半徑為10米，ZigBee則為50米。
• 設備功耗。無線局域網設備一般為插電設備，而無線個人網設備則一般為電池設備。ZigBee更致力於極低功耗網絡，例如不換電池能維持約10年的設備。
• 組網形式。
• 無線接入方式。
• 網絡的安裝及網絡的生存期，等等。

無線個人網絡

IEEE802.15.1：Wireless Personal Area Network，WPAN。

該標準定義一個物理層對應於藍牙的物理層，一個介質訪問控制層包括了藍牙協議棧相應的部分。

組網形式

可有兩種網絡形式。

• 極微網（Piconet）由一個主控設備（Master）和1到7個從屬設備（Slave）組成。
• 一個IEEE802.15.1設備可在一個極微網中充當主控設備，而在另一個或幾個極微網中充當從屬設備，從而將不同的極微網橋接起來，如此組成一個分散網（Scatternet）。

物理層

主要特性為：

• GFSK調製；
• 2.4GHz的ISM頻段
• 3類發射功率
  • 第一類最高100mW（=20dBm）最低1mW
  • 第二類最高2.5mW最低0.25mW，第三類最高1mW。

介質訪問控制層

主要特性為：

• 基帶（Baseband），一個每秒1600跳的跳頻信道由連續不斷的625微秒的時隙組成。雙向通信由時分雙工實現。基帶支持兩種物理信道：
  • 面向連接的同步信道（Sychronous Connection-Oriented，SCO link）可用於提供雙向64kb/s的PCM話音通路；
  • 無連接異步信道（Asychronous Connection-Less，ACL link）用於數據通路（不對稱可達723.2kb/s，對稱可達433.9kb/s）。
• 鏈路管理協議（Link Manager Protocol），負責物理鏈路的建立和管理。
• 邏輯鏈路控制及適配協議（Logical Link Control and Adaptation Protocol），負責對高層協議的復用，數據包分割（Segmentation）和重新組裝（Reassembly）。
• 一個標準化的控制接口（Host Control Interface HCI）。

低速無線個人網絡

IEEE 802.15.4：Low Rate Wireless Personal Area Network，LR-WPAN

組網形式

IEEE802.15.4的網絡設備分為兩類，完整功能設備（Full Functional Device, FFD）支持所有的網絡功能，是網絡的核心部分；部分功能設備（Reduced Functional Device, RFD）只支持最少的必要的網絡功能，網絡中一般大部分是此類設備。一般有兩種組網形式，

• 星型網絡，以一個完整功能設備為網絡中心。
• 簇型網絡，在若干星型網絡基礎上，中心的完整功能設備再互相連接起來，組成一個樹型網絡。

物理層

主要特性為：868MHz，915MHz，2.4GHz ISM頻段上的共27個信道。其中，

• 信道0，868-868.6MHz,中心頻率868.3Hz。BPSK調製。提供20kb/s的數據通路。
• 信道1-10,中心頻率=906 + 2x（信道號-1）MHz。BPSK調製。每信道提供40kb/s的數據通路。
• 信道11-26,中心頻率=2405 + 5x（信道號-11）MHz。O-QPSK調製。每信道提供250kb/s的數據通路。

介質訪問控制層

主要特性為：CSMA/CA接入，以及可選的超級幀（Superframe）分時隙機制。

參考文獻

• IEEE 802.11（1999）
• IEEE 802.15.1（2002）
• IEEE 802.15.4（2003）

參考連結

• http://www.zigbee.org/ （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• http://www.ieee.org （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）