實體層,就是最靠近硬體那一層,所以首先先來知道一下,無線傳輸最重要的,頻率到底是多少,我們買模組的時候,大概都有印象這是2.4GHz的模組,但是精確的頻率到底是多少?
在IEEE 802.15.4的規範中,通道(channel)是分頁的,定義了通道頁(Channel Page) 從0 ~31,但是目前為止只有通道0,1,2 有被定義,其他的3~31 都是預留給未來使用的。每個通道頁內部都分割成27個頻道(channel),頻道編號(channel number)從0~26。
以我們常見的通道頁0,又切成四個頻帶(band),他的頻道編號是這樣的
頻道0: 868MHz (BPSK調變)
頻道1~10: 915 MHz (BPSK調變)
頻道11~26: 2.4GHz (O-QPSK調變)
以頻道11~26來說,它們使用2.4GHz,這只是一個頻帶在2.4G附近,每個頻道都有一個專屬的中心頻率(Center Frequency) 這樣才不會跟別人打架。中心頻率的算法為
中心頻率 = 2405 + 5 x (頻道編號 - 11)
這樣就可以知道你的選定的頻道,其中心頻率是多少MHz。
<連結品質指標 LQI (Link Quality Indicator)>
這個你在用sniffer時可以看到每一條收到的訊息,後面會有這個LQI值。這個值用來表示接收機(receiver)收到封包時的訊號品質。這個值有八個等級,回往上回報給MAC層及以上,作為判斷的依據。
每一層都有些可以調整的東西,分為兩種,一種是 不能 在運作過程調整的,稱為 內定值 (constant),另外一種可以在運作過程調整的,稱為 屬性(attribute)。接下來看看這兩種。
<內定值 (constant)>
每一層都有其廠商設定的常數,根據規格書,在PHY層有兩個內定值
aMaxPHYPacketSize = 127 位元組
這個設定了每次的payload最多是127 位元組
aTurnaroundTime = 12
這個設定了 從發射到接收,或是從接收到發射的 最大 轉圜時間,是12 個symbol. 這個我不太懂,留待後面研究。
這個內定值,在PHY層與MAC層,由IEEE 802.15.4定義的,前面都會加上一個小寫的a
而在NKW以及APL層,是由ZigBee標準定義的,前面會加上nwkc 以及 apsc。
<屬性 (attribute)>
這個有好幾十個阿,自己看IEEE 802.15.4 table 71 ‘PHY-PIB attribute’ 比較快一些
其中的PHY-PIB就是 (PHY PAN Information Base),要用這些資訊來管理PHY層的運作,是誰來用? 就是他的上一層,MAC層來用。所以MAC層也有一個MAC-PIB
看那個表格時,注意有的項目旁邊會有一個寶劍的符號 (†) 這個唸成 dagger。他表示這個屬性對於上一層的人來說,是唯獨的,只有PHY層自己可以改變,而上一層的人只能看而不能改。
<提供的服務 (managment service)>
這一層也有提供一些服務,經由 管理的服務存取點 PLME-SAP (Physical Layer Managment Entry Service Access Point)。這個翻譯出來實在不傳神,以後還是叫PLME-SAP好了。提供以下的服務
1. 乾淨通道的評估 CCA (Clear channel assessment)
這是由MAC層要求下來的,要求檢查目前通道是否可以用。
2. 能量偵測 ED (Energy detection)
也是由MAC層要求的,會回報目前的能量等級(energy level)。
3. 啟動或停止收發機
MAC層可以要求三種,接收通通關掉,發射機關掉,接收機關掉。
4. 從PHY-PIB得到資訊
MAC層讀出屬性質
5. 設定PHY-PIB的屬性值
MAC層設定屬性質
剩下沒有講到的是PHY層封包格式,這個在這講也沒用,聽過就用忘了,我們等sniffer時再一併介紹。
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