(高清版)GBT 40779-2021 信息技術(shù) 系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 應(yīng)用于城市路燈接入的低壓電力線通信協(xié)議

信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換應(yīng)用于城市路燈接入的低壓電力線通信協(xié)議2021-10-11發(fā)布2022-05-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局I前言 2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 4縮略語(yǔ) 15電力線通信協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 26應(yīng)用支持層 36.1總體要求 6.2應(yīng)用支持層協(xié)議幀 36.3數(shù)據(jù)傳輸 46.4網(wǎng)絡(luò)管理命令 47數(shù)據(jù)鏈路層 87.1邏輯鏈路控制子層 87.2媒體訪問(wèn)控制子層 8物理層 8.1總體要求 8.2物理層編碼和調(diào)制 8.3物理層幀格式 8.4子載波 8.5信道編碼 8.6OFDM調(diào)制 8.7物理層信號(hào)傳輸模式 8.8物理層服務(wù) Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC28)提出并歸口。本文件起草單位：中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、深圳市力合微電子股份有限公司、安徽德諾科技股份公司、深圳賽西信息技術(shù)有限公司、深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心股份有限公司、深圳市燈光照明管理中心、中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院華東分院、北京卓越信通電子股份有限公司、珠海中慧微電子有限公司、廣州市照明建設(shè)管理中心、江蘇賽西科技發(fā)展有限公司、廈門(mén)瑞德利校準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù)有限公司。1信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換應(yīng)用于城市路燈接入的低壓電力線通信協(xié)議1范圍本文件規(guī)定了應(yīng)用于城市路燈接入的窄帶低壓電力線通信應(yīng)用支持層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議。本文件適用于經(jīng)由低壓供電線路(220V/380V電壓等級(jí))與路燈進(jìn)行通信的應(yīng)用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T31983.31—2017低壓窄帶電力線通信第31部分：窄帶正交頻分復(fù)用電力線通信物理層規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。將數(shù)據(jù)以某種方式調(diào)制到合適的載波頻率上，以電力線作為物理媒體進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)終端之間的通信或控制。4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。AP:應(yīng)用(Application)API:應(yīng)用接口(ApplicationInterface)APDU:應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APPProtocolDataUnit)APS:應(yīng)用支持(ApplicationSupport)ASG:有效子載波組(ActiveSub-carrierGroup)CCA:信道狀態(tài)評(píng)估(ChannelConditionAssessment)CFP:無(wú)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)段(ContentionFreePeriod)CRC:循環(huán)冗余校驗(yàn)(CyclicRedundancyCheck)CSMA/CA:帶碰撞避免的載波偵聽(tīng)多點(diǎn)接入(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionA-voidance)DIB:數(shù)據(jù)信息庫(kù)(DataInformationBase)DID:域標(biāo)識(shí)(DomainIdentification)DLL:數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)2DSC:數(shù)據(jù)子載波(DataSub-carriers)DSN:數(shù)據(jù)序列號(hào)(DataSequenceNumber)FCS:幀檢驗(yàn)序列(FrameCheckSequence)LLC:邏輯鏈路控制子層(LogicalLinkControl)LPDU:邏輯鏈路控制子層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(LLCProtocolDataUnit)MAC:媒體訪問(wèn)控制(MediaAccessControl)MIB:管理數(shù)據(jù)庫(kù)(ManagementInfromationBase)MPDU:MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MACProtocolDataUnit)MSDU:MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)單元(MACDataServiceUnit)MSG:被屏蔽子載波組(MaskedSub-carrierGroup)OFDM:正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisinnMultiplexing)PHY:物理(Physical)PSC:導(dǎo)頻子載波(PilotSub-carriers)PLC:電力線通信(PowerLineCommunication)RS:里德-所羅門(mén)碼(Reed-SolomonCode)SCP:競(jìng)爭(zhēng)時(shí)段(SharedContentionPeriod)5電力線通信協(xié)議棧結(jié)構(gòu)通過(guò)電力線通信的城市路燈接入控制系統(tǒng)所采用的協(xié)議棧包括PHY層、DLL層、APS層和注：本文件中DLL包括MAC子層和LLC子層。電力線通信協(xié)議棧結(jié)構(gòu)模型見(jiàn)GB/T31983.31—2017。應(yīng)用層APAP1應(yīng)用支持層APS邏輯鏈路控制子層LLC數(shù)據(jù)鏈路層DLL媒體訪問(wèn)控制子層MAC物理層PHY電力線信道媒體圖1所示協(xié)議棧結(jié)構(gòu)模型如下。a)AP層包括路燈控制、管理、信息采集等應(yīng)用業(yè)務(wù)和應(yīng)用層協(xié)議。應(yīng)用層協(xié)議不屬于本文件規(guī)定范圍。3b)APS層為AP層提供數(shù)據(jù)服務(wù)并支持城市路燈接入相關(guān)應(yīng)用層協(xié)議。c)DLL經(jīng)由APS層為AP層提供端到端數(shù)據(jù)傳輸連接。DLL包括LLC子層和MAC子層。LLC子層負(fù)責(zé)建立、管理和控制網(wǎng)絡(luò)路由，包括節(jié)點(diǎn)中繼轉(zhuǎn)發(fā)控制。MAC子層負(fù)責(zé)電力線接入控制，并支持CSMA/CA算法。d)PHY層負(fù)責(zé)將MAC子層數(shù)據(jù)通過(guò)電力線進(jìn)行發(fā)送，包括信道編碼、載波調(diào)制、物理層信號(hào)幀產(chǎn)生和注入電力線上進(jìn)行發(fā)送。在接收端向上PHY層將從電力線上接收到的信號(hào)幀進(jìn)行解調(diào)和解碼，恢復(fù)數(shù)據(jù)并將其提交給MAC子層。6應(yīng)用支持層6.1總體要求APS層為AP層提供數(shù)據(jù)服務(wù)，應(yīng)支持城市路燈接入相關(guān)應(yīng)用層協(xié)議；能夠?qū)P層數(shù)據(jù)采用APS層協(xié)議進(jìn)行封裝并使用LLC子層的數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行傳輸；APS層應(yīng)提供網(wǎng)絡(luò)管理功能，供網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體調(diào)用。6.2應(yīng)用支持層協(xié)議幀APS層協(xié)議幀格式見(jiàn)表1。其中控制域用于對(duì)應(yīng)用幀的控制。控制域1對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景控制，包括應(yīng)用情形、安全加密和支持的應(yīng)用協(xié)議；控制域2是對(duì)應(yīng)用幀的分幀傳輸控制，包括分幀標(biāo)識(shí)和幀序號(hào)；載荷域用于承載應(yīng)用協(xié)議。表1APS協(xié)議幀格式幀頭載荷控制域1(1字節(jié))控制域2(2字節(jié))載荷域(0～511字節(jié)變長(zhǎng))注：字節(jié)傳輸順序?yàn)樽宰笾劣摇?duì)于多個(gè)字節(jié)域，高字節(jié)在前、低字節(jié)在后。APS協(xié)議幀中的控制域1長(zhǎng)度為1字節(jié)，控制域2長(zhǎng)度為2字節(jié)，具體含義見(jiàn)表2和表3。表2控制域1定義域字段描述應(yīng)用情形b7b6b5b4應(yīng)用配置(ApplicationProfile):0001:自動(dòng)抄表；0010:路燈控制；其他：保留安全使能b31:加密，啟用加密算法，接收端解密；0:無(wú)加密，不啟用加密算法；默認(rèn)設(shè)置為0應(yīng)用協(xié)議b2blb0000:幀載荷中包含具體命令代碼及命令數(shù)據(jù)；001:應(yīng)用層透明數(shù)據(jù)；其他：保留4表3控制域2定義域字段描述分幀標(biāo)識(shí)00:單幀發(fā)送，幀序號(hào)每次加1;01:分幀首幀，幀序號(hào)設(shè)置為0;10:分幀中間幀，幀序號(hào)每次加1;11:分幀最后一幀幀序號(hào)bl3b12b11b10幀流水號(hào)保留—數(shù)據(jù)長(zhǎng)度b8～b0本幀載荷域中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)(0～511字節(jié)變長(zhǎng))注：應(yīng)用層一幀傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)超過(guò)底層傳輸一幀的最大傳輸長(zhǎng)度，就可以分幀傳輸，接收端根據(jù)幀序號(hào)可以拼成完整的應(yīng)用傳輸幀。6.2.3載荷域載荷域傳遞命令和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可變，由控制域2種的“數(shù)據(jù)長(zhǎng)度”域指出具體長(zhǎng)度。最大長(zhǎng)度為511字節(jié)。載荷域字節(jié)自左至右表示為D1,D2,……。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理命令，載荷域中D1為命令碼，后隨與命令相關(guān)的命令數(shù)據(jù)。對(duì)于應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸，載荷域攜帶要傳輸?shù)膽?yīng)用數(shù)據(jù)。6.3數(shù)據(jù)傳輸APDU由APS層協(xié)議幀中的載荷域承載，透明傳輸。若APDU長(zhǎng)度超過(guò)511字節(jié)，APS層將該APDU分幀發(fā)送。每個(gè)分幀中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不超過(guò)511字節(jié)?？刂朴?中的分幀標(biāo)識(shí)域中的字段設(shè)置為相應(yīng)的值，以指出該分幀的性質(zhì)。在接收端，APS層將接收到的APDU傳遞給AP層。對(duì)于分幀發(fā)送，接收端在完成整個(gè)APDU(即，該數(shù)據(jù)單元的所有分幀)的接收后將整個(gè)APDU傳遞給AP層。6.4網(wǎng)絡(luò)管理命令6.4.1APS命令幀載荷結(jié)構(gòu)APS應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)管理功能。AP層通過(guò)APS命令對(duì)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理操作，例如管理、控制、測(cè)試等。管理操作在接收端APS層進(jìn)行。APS命令幀幀頭控制域“應(yīng)用協(xié)議”應(yīng)設(shè)置應(yīng)為000b,幀載荷域的第1字節(jié)為命令碼，第2字節(jié)為命令選項(xiàng)，后隨和命令有關(guān)的數(shù)據(jù)，APS命令幀載荷結(jié)構(gòu)見(jiàn)表4。表4APS命令幀載荷結(jié)構(gòu)命令代碼命令選項(xiàng)命令數(shù)據(jù)1字節(jié)1字節(jié)可變長(zhǎng)度其中，命令代碼是指網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)應(yīng)用管理功能的代碼。命令選項(xiàng)對(duì)命令請(qǐng)求是否確認(rèn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。命令數(shù)據(jù)是指命令功能的具體信息。若命令代碼確認(rèn)標(biāo)志為1,則接收端應(yīng)發(fā)送確認(rèn)。發(fā)送確認(rèn)時(shí)，命令代碼使用0,第2字節(jié)為0表示5肯定確認(rèn)，非0為錯(cuò)誤代碼，見(jiàn)表5。表5命令代碼命令選項(xiàng)描述b6～b0保留確認(rèn)標(biāo)志0:不需要確認(rèn)1:需要確認(rèn)節(jié)點(diǎn)管理命令見(jiàn)表6。若命令本身要求應(yīng)答，則接收端直接發(fā)送應(yīng)答，不管確認(rèn)標(biāo)志是否為1都不再發(fā)送確認(rèn)。發(fā)送應(yīng)答時(shí)，命令碼為接收到的命令碼，第2字節(jié)為命令選項(xiàng)，后隨命令數(shù)據(jù)。表6節(jié)點(diǎn)管理命令命令代碼(CMD)命令功能說(shuō)明0確認(rèn)當(dāng)確認(rèn)標(biāo)志為1時(shí)，接收端發(fā)出確認(rèn)使用此命令碼1復(fù)位從節(jié)點(diǎn)命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出2復(fù)位從節(jié)點(diǎn)應(yīng)答從節(jié)點(diǎn)發(fā)出3激活從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出4停止從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出5從節(jié)點(diǎn)注冊(cè)請(qǐng)求從節(jié)點(diǎn)發(fā)出6從節(jié)點(diǎn)注冊(cè)確認(rèn)主節(jié)點(diǎn)發(fā)出7讀節(jié)點(diǎn)信息命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出8讀節(jié)點(diǎn)信息應(yīng)答從節(jié)點(diǎn)發(fā)出9讀節(jié)點(diǎn)附屬節(jié)點(diǎn)信息命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出讀節(jié)點(diǎn)附屬節(jié)點(diǎn)信息應(yīng)答從節(jié)點(diǎn)發(fā)出從節(jié)點(diǎn)事件上報(bào)從節(jié)點(diǎn)發(fā)出從節(jié)點(diǎn)事件確認(rèn)主節(jié)點(diǎn)發(fā)出配置從節(jié)點(diǎn)事件開(kāi)關(guān)命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出配置從節(jié)點(diǎn)事件開(kāi)關(guān)應(yīng)答從節(jié)點(diǎn)發(fā)出配置從節(jié)點(diǎn)組播地址命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出查詢(xún)從節(jié)點(diǎn)已配置組播地址命令主節(jié)點(diǎn)發(fā)出6.4.2復(fù)位從節(jié)點(diǎn)主節(jié)點(diǎn)可使用該命令遠(yuǎn)程復(fù)位從節(jié)點(diǎn)。D1為命令碼，D2為復(fù)位選項(xiàng)，設(shè)置為0。收到復(fù)位命令后，若確認(rèn)標(biāo)志為1,則先發(fā)送確認(rèn)，然后執(zhí)行復(fù)位。66.4.3激活從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)功能(包括主動(dòng)注冊(cè)、事件上報(bào)等)只有在被主節(jié)點(diǎn)“激活”后才能進(jìn)行。命令定義待定。6.4.4停止從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)命令當(dāng)需要停止從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)APS層廣播發(fā)送該命令，從端無(wú)需應(yīng)答。6.4.5從節(jié)點(diǎn)注冊(cè)請(qǐng)求當(dāng)從節(jié)點(diǎn)接收到“激活從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)”命令后，如果節(jié)點(diǎn)符合命令中的上報(bào)控制條件且需要上報(bào)，則從節(jié)點(diǎn)使用該命令向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求。如果節(jié)點(diǎn)不具有上行路徑，則應(yīng)首先進(jìn)行鄰居發(fā)現(xiàn)。6.4.6從節(jié)點(diǎn)注冊(cè)確認(rèn)當(dāng)主節(jié)點(diǎn)接收到“從節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求”,且請(qǐng)求類(lèi)型為“主動(dòng)注冊(cè)”,且接受從節(jié)點(diǎn)注冊(cè)，則使用此命令對(duì)從節(jié)點(diǎn)注冊(cè)進(jìn)行確認(rèn)和必要的配置。主節(jié)點(diǎn)使用該命令讀取從節(jié)點(diǎn)信息。命令數(shù)據(jù)的第1字節(jié)為信息選項(xiàng)，見(jiàn)表7。表7信息選項(xiàng)定義信息選項(xiàng)描述1:讀取節(jié)點(diǎn)基本信息；0:不讀取1:讀取軟件版本信息；0:不讀取信息選項(xiàng)描述其他保留從節(jié)點(diǎn)接收到“讀取節(jié)點(diǎn)信息”命令后，根據(jù)命令的要求進(jìn)行應(yīng)答。6.4.8從節(jié)點(diǎn)事件上報(bào)當(dāng)從節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到所接附屬節(jié)點(diǎn)的重要事件后，并且從節(jié)點(diǎn)的事件主動(dòng)上報(bào)開(kāi)關(guān)為允許時(shí)，從節(jié)點(diǎn)可使用“從節(jié)點(diǎn)事件上報(bào)”向主節(jié)點(diǎn)主動(dòng)發(fā)送?！皬墓?jié)點(diǎn)事件上報(bào)”APDU載荷格式如表8所示，命令及節(jié)點(diǎn)定義見(jiàn)表8和表9。表8從節(jié)點(diǎn)事件上報(bào)載荷格式命令數(shù)據(jù)事件類(lèi)型事件序號(hào)事件協(xié)議類(lèi)型事件長(zhǎng)度事件數(shù)據(jù)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)變長(zhǎng)7表9從節(jié)點(diǎn)事件上報(bào)命令定義域描述事件類(lèi)型b1b0:事件類(lèi)型；00:節(jié)點(diǎn)事件；01:附屬節(jié)點(diǎn)事件；10、11:保留；b3b2:事件等級(jí)；00:低級(jí)事件；01:普通事件；02:高級(jí)事件；03:重要事件；b7b6b5b4:節(jié)點(diǎn)類(lèi)型；0000:主節(jié)點(diǎn)；0001:從節(jié)點(diǎn)；0010:保留；0011:保留；0100:保留；0101:中繼節(jié)點(diǎn)；0110:保留事件序號(hào)本次上報(bào)的事件序號(hào)(從節(jié)點(diǎn)自己維護(hù))事件協(xié)議類(lèi)型本次上報(bào)事件數(shù)據(jù)的協(xié)議識(shí)別事件長(zhǎng)度本次上報(bào)事件數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度事件數(shù)據(jù)本上次上報(bào)事件的二進(jìn)制數(shù)據(jù)注1:當(dāng)事件類(lèi)型為附屬節(jié)點(diǎn)事件時(shí)，可用APS命令格式中的附屬節(jié)點(diǎn)地址表明具體產(chǎn)生事件的附屬節(jié)點(diǎn)，如為節(jié)點(diǎn)事件時(shí)，節(jié)點(diǎn)的地址為網(wǎng)絡(luò)層源地址。注2:事件等級(jí)目前僅為區(qū)分事件處理優(yōu)先級(jí)，可使用01。注3:節(jié)點(diǎn)類(lèi)型指從節(jié)點(diǎn)本身的類(lèi)型，而不是附屬節(jié)點(diǎn)。6.4.9從節(jié)點(diǎn)事件確認(rèn)當(dāng)主節(jié)點(diǎn)接收到“從節(jié)點(diǎn)事件上報(bào)”幀后，如果APS命令中命令應(yīng)答標(biāo)志為“應(yīng)答”,主節(jié)點(diǎn)需要使用“從節(jié)點(diǎn)事件確認(rèn)”進(jìn)行事件確認(rèn)應(yīng)答，使從節(jié)點(diǎn)在1個(gè)事件檢測(cè)周期內(nèi)(1個(gè)事件檢測(cè)周期目前可暫定在6h)不再重復(fù)上報(bào)同一事件(事件狀態(tài)信息未發(fā)生改變表示同一事件),若有新事件產(chǎn)生，則重新上報(bào)，再次等待確認(rèn)，若事件源已被清除，則從節(jié)點(diǎn)無(wú)需再等待確認(rèn)。從節(jié)點(diǎn)事件確認(rèn)命令格式如表10、表11所示。表10從節(jié)點(diǎn)事件確認(rèn)命令格式命令數(shù)據(jù)父節(jié)點(diǎn)識(shí)別節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)n(最大16)節(jié)點(diǎn)1長(zhǎng)地址節(jié)點(diǎn)1事件序號(hào)節(jié)點(diǎn)1附屬節(jié)點(diǎn)信息表…節(jié)點(diǎn)n長(zhǎng)地址節(jié)點(diǎn)n事件序號(hào)節(jié)點(diǎn)n附屬節(jié)點(diǎn)信息表261變長(zhǎng)…61變長(zhǎng)8表11附屬節(jié)點(diǎn)信息表格式字節(jié)：111附屬節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)n(最大16)b4～b0:地址表示值32b7～b5:協(xié)議類(lèi)型附屬節(jié)點(diǎn)1長(zhǎng)地址b4～b0:地址長(zhǎng)度Ln當(dāng)Ln=0時(shí)，表示值32b7～b5:協(xié)議類(lèi)型附屬節(jié)點(diǎn)n長(zhǎng)地址從節(jié)點(diǎn)事件確認(rèn)命令協(xié)議類(lèi)型定義如表12所示。表12協(xié)議類(lèi)型定義值定義未知規(guī)約通用透明應(yīng)用數(shù)據(jù)其他保留7數(shù)據(jù)鏈路層7.1邏輯鏈路控制子層7.1.1概述LLC子層負(fù)責(zé)建立基于端到端數(shù)據(jù)傳輸鏈路，為AP層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。為此，LLC子層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)以及路由控制，并支持多種路由方式，包括源路由、盲路由。LLC子層的主要功能如下。a)組網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)LLC子層負(fù)責(zé)組網(wǎng)，為從節(jié)點(diǎn)建立路由并維護(hù)路由表。b)數(shù)據(jù)發(fā)送：發(fā)起節(jié)點(diǎn)LLC子層接受應(yīng)用層數(shù)據(jù)請(qǐng)求，通過(guò)增加一個(gè)合適LLC子層協(xié)議幀頭生成LLC子層協(xié)議幀(LPDU),并提交給MAC子層發(fā)送。c)中繼轉(zhuǎn)發(fā)控制：中繼節(jié)點(diǎn)LLC子層根據(jù)指定的路由方式控制中繼轉(zhuǎn)發(fā)，將LPDU轉(zhuǎn)發(fā)給朝向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。7.1.2邏輯鏈路控制子層協(xié)議幀7.1.2.1通用幀格式LPDU格式包括LLC子層幀頭及載荷，見(jiàn)表13。LLC子層幀頭由控制域、幀序號(hào)、源地址、目標(biāo)地址，以及路由域組成。LLC子層載荷域承載應(yīng)用層數(shù)據(jù)。字段名LLC子層幀頭LLC子層載荷控制域幀序號(hào)源地址目標(biāo)地址路由域擴(kuò)展路由域長(zhǎng)度/字節(jié)21變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)注：邏輯鏈路控制子層協(xié)議幀控制域變長(zhǎng)定義見(jiàn)表15。9LLC子層幀控制域包括幀類(lèi)型、源地址類(lèi)型、目標(biāo)地址類(lèi)型、路由方式、要求確認(rèn)、安全使能、版本標(biāo)識(shí)等網(wǎng)絡(luò)路由控制相關(guān)信息。格式見(jiàn)表14,幀控制域定義見(jiàn)表15。表14LLC子層幀控制域格式字段名幀類(lèi)型擴(kuò)展標(biāo)識(shí)源地址類(lèi)型目標(biāo)地址類(lèi)型路由方式要求確認(rèn)安全使能備用版本標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度/位211131124表15LLC子層幀控制域定義域名長(zhǎng)度/位幀類(lèi)型2幀類(lèi)型：00:數(shù)據(jù)幀(應(yīng)用層數(shù)據(jù));01:LLC子層命令；10:保留；11:事件幀(應(yīng)用層事件)擴(kuò)展標(biāo)識(shí)10:無(wú)路由擴(kuò)展域；1:有路由擴(kuò)展域源地址類(lèi)型10:48位長(zhǎng)地址(擴(kuò)展地址);1:16位短地址目標(biāo)地址類(lèi)型10:48位長(zhǎng)地址(擴(kuò)展地址);1:16位短地址路由方式3000:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，此時(shí)幀頭中無(wú)路由域；001:源路由，此時(shí)幀頭中為源路由域；010:盲路由，此時(shí)幀頭中為盲路由域；其他：預(yù)留要求確認(rèn)10:不要求接收端確認(rèn)；1:要求確認(rèn)安全使能10:不啟用安全加密；1:啟用安全加密版本標(biāo)識(shí)4協(xié)議版本幀序號(hào)域出現(xiàn)在每個(gè)幀中，長(zhǎng)度為1字節(jié)。節(jié)點(diǎn)LLC子層維護(hù)一個(gè)幀序號(hào)計(jì)數(shù)器，初始化時(shí)設(shè)置為一個(gè)隨機(jī)數(shù)，每次產(chǎn)生新幀時(shí)將計(jì)數(shù)器的值復(fù)制到幀序號(hào)域，并將計(jì)數(shù)器加2,應(yīng)答時(shí)幀序號(hào)為當(dāng)前序號(hào)加1。源地址發(fā)起節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址，地址類(lèi)型由控制域中的地址類(lèi)型域定義。LLC子層屬性LLCShort-Address和LLCLongAddress分別保存節(jié)點(diǎn)的短網(wǎng)絡(luò)地址和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)地址。如源地址域?yàn)?xffff,則表示源節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址未定義。目標(biāo)地址應(yīng)為最終目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址，或廣播地址0xffff。地址類(lèi)型由控制域中的地址類(lèi)型域定義。目標(biāo)地址由AP層在數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)指定。路由域攜帶鏈路的中繼路由信息。路由域是否出現(xiàn)以及路由域的格式與控制域所規(guī)定的路由方式有關(guān)。源路由方式下路由域格式及定義見(jiàn)表16、表17。表16源路由方式路由域格式域名中繼級(jí)數(shù)N中繼索引中繼節(jié)點(diǎn)列表長(zhǎng)度/位44N×2×8注：中繼列表位寬度為中繼級(jí)數(shù)(N)×短地址長(zhǎng)度(2×8)。表17源路由方式路由域定義域名長(zhǎng)度/位說(shuō)明中繼級(jí)數(shù)4鏈路中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)N,N取值范圍1～15中繼索引40..N-1,指向中繼節(jié)點(diǎn)列表中下一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)。該域由發(fā)起節(jié)點(diǎn)初始化為0,每次中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)加1中繼列表N×2×8中繼節(jié)點(diǎn)地址列表。次序?yàn)椋鹤罱咏l(fā)起節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)地址先被列出，最接近目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)地址最后被列出。地址應(yīng)使用短地址。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)需要顛倒中繼節(jié)點(diǎn)的接收和發(fā)送信道中繼列表格式見(jiàn)表18。表18中繼列表定義2字節(jié)…2字節(jié)b10～b0:節(jié)點(diǎn)1短地址b11:備用b13b12:節(jié)點(diǎn)1接收信道b15b14:節(jié)點(diǎn)1發(fā)送信道b10～b0:節(jié)點(diǎn)n短地址b11:備用b13b12:節(jié)點(diǎn)n接收信道b15b14:節(jié)點(diǎn)n發(fā)送信道擴(kuò)展路由域包含點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、源路由、盲路由域的擴(kuò)展信息。由擴(kuò)展標(biāo)識(shí)位定義，當(dāng)擴(kuò)展標(biāo)識(shí)位為1時(shí)，擴(kuò)展路由域格式如表19所示。表19擴(kuò)展路由域命令格式域名擴(kuò)展路由域長(zhǎng)度L命令碼命令數(shù)據(jù)長(zhǎng)度/字節(jié)1命令碼及命令數(shù)據(jù)與本層命令幀格式保持一致，如需擴(kuò)展只需同步擴(kuò)展命令幀格式。命令數(shù)據(jù)為擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)路由命令攜帶的信息。幀載荷域長(zhǎng)度可變，承載指定幀類(lèi)型的幀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀承載AP層數(shù)據(jù)，LLC子層命令幀承載命令數(shù)據(jù)或?qū)γ畹膽?yīng)答數(shù)據(jù)。LLC子層數(shù)據(jù)幀格式建立于通用幀格式的基礎(chǔ)上用于傳輸AP層數(shù)據(jù)，格式見(jiàn)表20。表20LLC子層數(shù)據(jù)幀格式域名LLC子層幀頭LLC子層載荷幀控制域幀序號(hào)源地址目標(biāo)地址路由域擴(kuò)展路由域長(zhǎng)度/字節(jié)21變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)數(shù)據(jù)載荷域承載AP層的發(fā)送數(shù)據(jù)。如果待發(fā)送的數(shù)據(jù)要求安全處理，則根據(jù)相關(guān)安全套件對(duì)數(shù)據(jù)載荷進(jìn)行加密處理。在最終目標(biāo)節(jié)點(diǎn)(中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)不應(yīng)進(jìn)行解密處理),如果幀控制域中安全使能子域?yàn)?,則數(shù)據(jù)載荷域包含的字節(jié)序列直接傳遞給AP層；如果安全使能子域?yàn)?,則需根據(jù)所選擇的安全套件對(duì)載荷域進(jìn)行解密處理后再傳遞給AP層。根據(jù)路由方式的不同，數(shù)據(jù)幀各部分的設(shè)置包括以下內(nèi)容。a)源路由方式數(shù)據(jù)幀發(fā)送：幀頭應(yīng)包含幀控制域、幀序號(hào)、源地址、目標(biāo)地址，以及路由域。在幀控制域中，幀類(lèi)型設(shè)置為數(shù)據(jù)幀，路由方式設(shè)置為源路由。其他子域應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)幀的要求設(shè)置為適當(dāng)值。路由域應(yīng)包含源路由信息并進(jìn)行初始化。數(shù)據(jù)載荷域應(yīng)包括上層請(qǐng)求傳輸?shù)淖止?jié)序列。當(dāng)發(fā)送本數(shù)據(jù)幀時(shí)，MAC子層幀頭應(yīng)符合以下要求：●DID置為本網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)；●MAC目標(biāo)地址一開(kāi)始設(shè)置為第一級(jí)中繼節(jié)點(diǎn)地址，每次中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)設(shè)置為自中繼節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方向的下一級(jí)中繼節(jié)點(diǎn)的地址；●幀控制域中幀類(lèi)型設(shè)置為數(shù)據(jù)幀，確認(rèn)請(qǐng)求設(shè)置為無(wú)確認(rèn)請(qǐng)求。b)盲路由方式數(shù)據(jù)幀發(fā)送：幀頭應(yīng)包含幀控制域、幀序號(hào)、源地址、目標(biāo)地址，以及路由域。在幀控制域中，幀類(lèi)型設(shè)置為數(shù)據(jù)幀，路由方式設(shè)置為盲路由。其他子域應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)幀的要求設(shè)置為適當(dāng)值。路由域應(yīng)包含盲中繼參數(shù)信息并進(jìn)行適當(dāng)初始化。數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)載荷域應(yīng)包括上層請(qǐng)求傳輸?shù)淖止?jié)序列。當(dāng)發(fā)送本數(shù)據(jù)幀時(shí)，MAC子層幀頭應(yīng)符合以下要求：●DID置為本網(wǎng)或全網(wǎng)標(biāo)識(shí)；●MAC源地址一開(kāi)始設(shè)置為數(shù)據(jù)幀發(fā)起節(jié)點(diǎn)地址。每次中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)設(shè)置為中繼節(jié)點(diǎn)的地址；●MAC目標(biāo)地址設(shè)置為廣播地址OxFFFF;●幀控制域中的幀類(lèi)型設(shè)置為數(shù)據(jù)幀，確認(rèn)請(qǐng)求設(shè)置為無(wú)確認(rèn)請(qǐng)求。LLC子層數(shù)據(jù)幀格式建立于通用幀格式的基礎(chǔ)上，LLC子層命令幀格式見(jiàn)表21。表21LLC子層命令幀格式域名LLC子層幀頭LLC子層載荷幀控制域幀序號(hào)源地址目標(biāo)地址路由域命令碼命令數(shù)據(jù)長(zhǎng)度/字節(jié)21變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)1變長(zhǎng)LLC子層命令幀幀頭域應(yīng)包含幀控制域，并根據(jù)需要包含一個(gè)合適的路由域。在幀控制域中，幀類(lèi)型設(shè)置為“LLC子層命令”。7.1.3邏輯鏈路控制子層功能發(fā)送、接收和中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能應(yīng)符合如下要求。a)發(fā)送：LLC子層應(yīng)支持以下發(fā)送?！窆?jié)點(diǎn)LLC子層接受應(yīng)用層數(shù)據(jù)請(qǐng)求，生成LPDU數(shù)據(jù)幀，使用MAC子層數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送。路由方式由應(yīng)用層指定，并包括在幀頭中?！窆?jié)點(diǎn)LLC子層命令幀發(fā)送或發(fā)送對(duì)命令的回應(yīng)，生成LPDU命令幀，使用MAC子層數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送。使用合適的路由方式，并包括在幀頭中?！裰欣^轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送。LLC子層負(fù)責(zé)中繼轉(zhuǎn)發(fā)控制，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)幀頭中有關(guān)中繼轉(zhuǎn)發(fā)控制的信息被更新，其他內(nèi)容不變，使用MAC子層數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行發(fā)送。LLC子層通過(guò)給MAC子層發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求(Request)發(fā)起一個(gè)LPDU傳輸。MAC子層通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸確認(rèn)(Confirm)返回傳輸?shù)慕Y(jié)果。b)接收和中繼轉(zhuǎn)發(fā)：MAC子層接收到數(shù)據(jù)幀后，如網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和MAC地址匹配或?yàn)閺V播幀，則MAC子層通過(guò)數(shù)據(jù)接收指示(Indication)將數(shù)據(jù)幀傳遞給LLC子層。LLC子層對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行如下處理。●如為重復(fù)接收(源地址、目標(biāo)地址和幀序號(hào)與之前接收到的相同),則丟棄?！駲z查目標(biāo)地址：如地址匹配或?yàn)閺V播幀，則本節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。對(duì)于數(shù)據(jù)幀，傳遞給上一●中繼轉(zhuǎn)發(fā)：對(duì)于廣播幀或目標(biāo)地址不匹配的單播幀，則根據(jù)路由方式和轉(zhuǎn)發(fā)條件進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)可以發(fā)起一個(gè)廣播發(fā)送。LPDU目標(biāo)地址為廣播地址(0xffff)。使用MAC子層發(fā)送廣播幀時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中DstAddr參數(shù)設(shè)置為0xffff,DID設(shè)置為本網(wǎng)絡(luò)識(shí)別。廣播發(fā)送不使用MAC子層接收確認(rèn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)LLC子層接收到一個(gè)廣播幀時(shí)，如為重復(fù)接收(接收幀序號(hào)與記錄的廣播幀序號(hào)相等),則丟棄；否則，如為數(shù)據(jù)幀則傳遞給上層；如為命令幀，則在LLC子層進(jìn)行解析處理。同時(shí)，如果幀的生命周期大于0,則減1,并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，否則不再轉(zhuǎn)發(fā)。7.1.3.3源路由發(fā)送、接收和中繼轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)可以對(duì)數(shù)據(jù)幀或者命令幀進(jìn)行源路由發(fā)送、接收和中繼轉(zhuǎn)發(fā)，要求如下：a)源路由發(fā)送：當(dāng)數(shù)據(jù)幀或命令幀采用源路由方式發(fā)送時(shí)，發(fā)起節(jié)點(diǎn)根據(jù)目標(biāo)地址從路由表中檢索路由。如目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由不存在，則應(yīng)通知AP層。如路由存在，LPDU幀頭控制域的路由方式設(shè)置為源路由，幀頭路由域必須出現(xiàn)，路由域中繼列表包含路徑上中繼節(jié)點(diǎn)的地址。使用MAC子層數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)發(fā)送時(shí)，DstAddr參數(shù)為沿路由的第1級(jí)中繼節(jié)點(diǎn)地址。b)源路由接收與中繼轉(zhuǎn)發(fā)：當(dāng)節(jié)點(diǎn)LLC子層從MAC子層收到一個(gè)源路由數(shù)據(jù)幀時(shí)，如果中繼索引為0,則應(yīng)檢查幀頭目標(biāo)地址域。如果自己為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，那么對(duì)于數(shù)據(jù)幀則傳遞給上層，對(duì)于命令幀，則在LLC子層進(jìn)行解析處理。如果此時(shí)目標(biāo)地址域與自己不匹配，則丟棄。如果中繼索引子域值大于0,則應(yīng)檢查中繼列表中繼索引所指向的中繼節(jié)點(diǎn)地址。如與自己不匹配，則丟棄。否則，自己是中繼節(jié)點(diǎn)，應(yīng)將中繼索引減1,并中繼轉(zhuǎn)發(fā)。7.1.4邏輯鏈路控制子層服務(wù)接口7.1.4.1數(shù)據(jù)服務(wù)接口LLC子層數(shù)據(jù)服務(wù)接口包括“發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求”“發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)”和“數(shù)據(jù)指示”命令。數(shù)據(jù)幀或命令幀格式要求如下。a)LD-DATA.request:LLC子層通過(guò)“發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求”原語(yǔ)LD-DATA.request允許APS層向LLC子層請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)。LLC子層對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理并進(jìn)行發(fā)送。LLC子層通過(guò)“發(fā)送確認(rèn)”原語(yǔ)LD-DATA.confirm返回發(fā)送結(jié)果。APS使用LD-DATA.request請(qǐng)求DLL發(fā)送APS數(shù)據(jù)或命令幀，見(jiàn)表22。addrType,dstAddr,nsduLength,nsdu,)表22LLC-DATA.request參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型取值范圍說(shuō)明addrType整型0:擴(kuò)展地址；1:短地址dstAddr整型目標(biāo)節(jié)點(diǎn)地址nsduLength整型≤aMaxNSDUSizeNSDU數(shù)據(jù)長(zhǎng)度nsdu整型nsduHandle整型0～255字節(jié)NSDUhandletxOptions變量b2b1b0:路由方式，與LLC子層定義一致。b3:保留；b4:接收確認(rèn)；0:不要求接收確認(rèn)；1:要求接收確認(rèn)；b5:安全使能；0:不啟用安全加密；1:啟用安全加密LLC子層收到請(qǐng)求后，根據(jù)指定的路由方式組建LPDU幀并使用MAC子層數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送。對(duì)于源路由方式，LLC子層首先應(yīng)檢查通向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由是否存在。b)LD-DATA.confirm:LLC子層使用LD-DATA.confirm原語(yǔ)向上級(jí)子層報(bào)告先前LD-DATA.request的執(zhí)行結(jié)果，見(jiàn)表23。如LD-DATA.request有錯(cuò)誤(例如，無(wú)路由、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等)則立即返回錯(cuò)誤結(jié)果；否則，對(duì)于無(wú)確認(rèn)發(fā)送，返回MAC子層的返回結(jié)果；對(duì)于有確認(rèn)發(fā)送，則等待LLC子層接收確認(rèn)或超時(shí)后，返回結(jié)果。()表23LD-DATA.confirm參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明整型DSDU相關(guān)句柄枚舉型NO_ROUTINGFAILURE——c)LD-DATA.indication:LLC子層通過(guò)“數(shù)據(jù)指示”原語(yǔ)LD-DATA.indication允許LLC子層將數(shù)據(jù)或命令主動(dòng)向APS層發(fā)送數(shù)據(jù)，使用LD-DATA.indication向APS層傳遞所收到的數(shù)據(jù)幀或命令幀，見(jiàn)表24。)(表24LD-DATA.indication參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明addrType整型0=擴(kuò)展地址；scrAddr整型源節(jié)點(diǎn)地址dsduLength整型≤aMaxDSDUSize接收到的DSDU數(shù)據(jù)長(zhǎng)度整型DSDU7.1.4.2管理服務(wù)接口LLC子層管理服務(wù)接口包括“獲取管理服務(wù)請(qǐng)求”“獲取管理服務(wù)確認(rèn)”“設(shè)置管理服務(wù)請(qǐng)求”和“設(shè)置管理服務(wù)確認(rèn)”命令。數(shù)據(jù)幀或命令幀格式要求如下。a)NLME-GET.request:LLC子層通過(guò)“獲取管理服務(wù)請(qǐng)求”原語(yǔ)NLME-GET.request允許高層獲取LLC子層相關(guān)指定屬性，使用NLME-GET.request讀取DIB指定屬性的值，見(jiàn)表25。)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明DIBAttribute枚舉型見(jiàn)LLC子層屬性表b)NLME-GET.confirm:LLC子層通過(guò)“獲取管理服務(wù)確認(rèn)”原語(yǔ)NLME-GET.confirm先前的NLME-GET.request請(qǐng)求進(jìn)行回應(yīng)，使用NLME-GET.confirm對(duì)先前的NLME-GET.request請(qǐng)求進(jìn)行回應(yīng)，見(jiàn)表26。NLME-GET.confirm(status,DIBAttribute,)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明status枚舉型DIBAttribute整型見(jiàn)LLC子層屬性表DIB屬性DIBAttributeValue變量見(jiàn)LLC子層屬性表被讀取的屬性的值；當(dāng)status參數(shù)值c)NLME-SET.request:LLC子層通過(guò)“設(shè)置管理服務(wù)請(qǐng)求”原語(yǔ)NLME-SET.request允許高層對(duì)指定的DIB屬性進(jìn)行設(shè)置，見(jiàn)表27。DIBAttribute,)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明DIBAttribute整型見(jiàn)LLC子層屬性表要設(shè)置的DIB屬性標(biāo)識(shí)DIBAttributeValue變量見(jiàn)LLC子層屬性表所設(shè)置的屬性的值d)NLME-SET.confirm:LLC先前NLME-SET.request子層通過(guò)“設(shè)置管理服務(wù)確認(rèn)”原語(yǔ)使用NLME-SET.confirm的執(zhí)行結(jié)果，見(jiàn)表28。給出NLME-SET.confirm()表28NLME-SET.confirm參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明枚舉型READ_ONLY,LLC子層屬性要求見(jiàn)表29。表29LLC子層屬性屬性名類(lèi)型長(zhǎng)度/字節(jié)范圍描述缺省值/初始化值adpSoftVersion整型1軟件版本—adpRoutingTable變長(zhǎng)路由表項(xiàng)——Wait整型2站點(diǎn)等待信標(biāo)幀的最大時(shí)間，單位為秒(s)adpMaxDiscoveryPerHour整型1每小時(shí)最大的鏈路檢測(cè)次數(shù)adpNumDiscoveryAttempts整型1每一次鏈路檢測(cè)，最大檢測(cè)次數(shù)6AttemptsTime整型2鏈路檢測(cè)的最大時(shí)長(zhǎng)，單位為秒(s)NetworkActiveScanDuration整型2站點(diǎn)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)探詢(xún)定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)，單位為秒(s)5整型2路由算法中的最大跳數(shù)8整型2路由表中表項(xiàng)的最大存活時(shí)間，單位為秒(s)Network_Flag布爾型1True/False組網(wǎng)是否完成整型10:主站點(diǎn)；1:中繼站點(diǎn)；2:終端站點(diǎn)；3:其他站點(diǎn)角色(當(dāng)站點(diǎn)變?yōu)橹欣^站點(diǎn)時(shí)，需要更改)默認(rèn)：終端站點(diǎn)7.2媒體訪問(wèn)控制子層7.2.1總體要求基于路燈供電線路的通信環(huán)境是一個(gè)由主節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中包括以下內(nèi)容。a)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送時(shí)可能會(huì)發(fā)生沖突，例如：●主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)作為啟動(dòng)方發(fā)送時(shí)可能發(fā)生沖突(主節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令，從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)注冊(cè)或事件上報(bào));●多個(gè)從節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)發(fā)送時(shí)可能發(fā)生沖突；●盲路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)信道。b)MAC子層負(fù)責(zé)控制節(jié)點(diǎn)在發(fā)送時(shí)的信道接入方式，控制沖突，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的可靠傳輸。MAC為網(wǎng)絡(luò)層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)及信道接入方式包括：●盲路由轉(zhuǎn)發(fā)；●有確認(rèn)或無(wú)確認(rèn)單播發(fā)送。MAC子層協(xié)議數(shù)據(jù)幀(MPDU)包括以下部分：MAC幀頭(包含幀控制域、幀序號(hào)和地址信息)、幀載荷、幀尾(幀校驗(yàn)),通用幀格式見(jiàn)表30。表30MPDU通用幀格式長(zhǎng)度/字節(jié)212變長(zhǎng)變長(zhǎng)變長(zhǎng)2域名幀控制域幀序號(hào)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別源地址目標(biāo)地址幀數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)尋址域幀尾幀控制域幀控制域承載MAC子層幀類(lèi)型、確認(rèn)請(qǐng)求、地址標(biāo)志、發(fā)送相位、協(xié)議版本等幀控制信息。長(zhǎng)度為16位，命令格式及定義見(jiàn)表31、表32。表31MAC幀控制域格式域幀類(lèi)型保留確認(rèn)請(qǐng)求地址標(biāo)志發(fā)送相位保留協(xié)議版本長(zhǎng)度/位2112244表32MAC幀控制域定義域名長(zhǎng)度/位描述幀類(lèi)型200:保留；01:數(shù)據(jù)幀；10:MAC接收確認(rèn)；11:終止轉(zhuǎn)發(fā)(特殊格式)保留1設(shè)置為0確認(rèn)請(qǐng)求1對(duì)于單播傳輸：1:要求接收端MAC子層發(fā)送接收確認(rèn)；0:不要求發(fā)送接收確認(rèn)源地址標(biāo)志10:地址格式為長(zhǎng)地址；1:地址格式為短地址目標(biāo)地址標(biāo)志10:地址格式為長(zhǎng)地址；1:地址格式為短地址發(fā)送相位200:A相；01:B相；10:C相；11:未知相位保留4—版本號(hào)4MAC子層協(xié)議版本號(hào)長(zhǎng)地址為48位且具有PLC域所有節(jié)點(diǎn)唯一性，用于節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全網(wǎng)唯一尋址。長(zhǎng)地址范圍為0x000000000000～0xFFFFFFFFFFFE,0xFFFFFFFFFFFF用于廣播地址。MAC短地址為16位，在終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)后，由主節(jié)點(diǎn)分配的所在PLC域內(nèi)短地址且在網(wǎng)絡(luò)中具有唯一性，用于在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行唯一尋址。MAC子層維護(hù)一個(gè)幀序號(hào)計(jì)數(shù)器macDSN,在初始化時(shí)賦予一個(gè)隨機(jī)值。當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)新的MPDU幀時(shí)，復(fù)制macDSN值到幀序號(hào)域中，并將macDSN加1。幀序號(hào)在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中不改變。確認(rèn)幀使用與所接收到的幀相同的序號(hào)。在重發(fā)的情況下，幀序號(hào)不變。DID為16位，唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)載波網(wǎng)絡(luò)。如DID為0xFFFF,則全域的節(jié)點(diǎn)都可以接收。否則DID標(biāo)識(shí)一個(gè)載波網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)在組網(wǎng)時(shí)被配置的DID與接收幀中的DID必須匹配才能響應(yīng)。源地址域是本MAC幀發(fā)送節(jié)點(diǎn)的地址，在每次中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)被設(shè)置為中繼節(jié)點(diǎn)的地址。地址格式由控制域中的地址類(lèi)型定義。0xFFFF表示源節(jié)點(diǎn)地址不確定。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使用短地址。目標(biāo)地址是由網(wǎng)絡(luò)層指定的下一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的地址或廣播地址。地址的格式由控制域中的地址類(lèi)型定義。該值為0xFFFF時(shí)表示廣播。如目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是主節(jié)點(diǎn)，應(yīng)使用主節(jié)點(diǎn)短地址。載荷域的長(zhǎng)度可變，它根據(jù)幀類(lèi)型包含不同的信息。如果幀控制域中的安全子域設(shè)置為1,則有效載荷部分的數(shù)據(jù)受到安全組件的保護(hù)。幀校驗(yàn)域?yàn)橐粋€(gè)16位CRC序列。幀校驗(yàn)域的數(shù)值是通過(guò)對(duì)MAC幀頭和有效載荷域計(jì)算得到的。CRC產(chǎn)生多項(xiàng)式見(jiàn)公式(1):G(X)=X16+X1?+X2+1…(1)幀校驗(yàn)域的計(jì)算將在物理層實(shí)現(xiàn)。因此，在向物理層提交MPDU發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不包括FCS。FCS域?qū)⒂晌锢韺犹砑?。在接收端，物理層傳遞給MAC的接收數(shù)據(jù)也不包括FCS部分。信道接入描述如下。a)CSMA/CA信道接入：窄帶高速低壓電力線通信技術(shù)主要采用CSMA/CA信道接入方式。在路燈低壓供電線路通信網(wǎng)絡(luò)中，存在以下幾種可能的發(fā)送沖突?！裼捎趶墓?jié)點(diǎn)可以啟動(dòng)主動(dòng)注冊(cè)及事件上報(bào)，因而主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)作為啟動(dòng)方發(fā)送時(shí)可能發(fā)生沖突。●多個(gè)從節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)發(fā)送時(shí)發(fā)生沖突。●盲路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)信道。CSMA/CA是解決上述沖突的一種機(jī)制。CSMA/CA的基本原理是：節(jié)點(diǎn)MAC子層進(jìn)行載波偵聽(tīng)，如信道空閑被占用(即別的節(jié)點(diǎn)在發(fā)送),則進(jìn)行避讓?zhuān)却诺揽臻e時(shí)再發(fā)送。針對(duì)CSMA/CA機(jī)制對(duì)電力線信道時(shí)間劃分如圖2所示。CFP— —前一幀CFP—圖2CSMA對(duì)電力線信道時(shí)間劃分以前一幀發(fā)送結(jié)束為時(shí)間基準(zhǔn)，后隨CFP及SCP。在無(wú)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)段，只有特定的節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送，不產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。在競(jìng)爭(zhēng)時(shí)段，待發(fā)送節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行退讓?zhuān)寖?yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)先發(fā)?；贑SMA/CA機(jī)制，MAC子層支持以下幾種信道接入方式(MAC子層接入方式由網(wǎng)絡(luò)層在數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求時(shí)指定)?！駸o(wú)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送。MAC子層不進(jìn)行載波偵聽(tīng)，立即發(fā)送。在已知網(wǎng)絡(luò)中不存在競(jìng)爭(zhēng)的情況下使用該方式，例如，在盲路由模式下，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在CFP使用該接入方式發(fā)送接收確認(rèn)。在其他情況下不應(yīng)使用該接入方式，這是因?yàn)榭赡艽嬖卩従优_(tái)區(qū)載波信號(hào)串?dāng)_，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送等沖突情況?！馛SMA/CA發(fā)送。MAC子層進(jìn)行載波偵聽(tīng)，如信道空閑則立即發(fā)送；否則，在CFP后根據(jù)優(yōu)先級(jí)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送。節(jié)點(diǎn)作為啟動(dòng)方發(fā)送(例如，主節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令或從節(jié)點(diǎn)主動(dòng)注冊(cè)或事件上報(bào)),節(jié)點(diǎn)作為從動(dòng)方應(yīng)答，節(jié)點(diǎn)源路由中繼轉(zhuǎn)發(fā)等情況下應(yīng)使用該方式。采用CSMA/CA方式發(fā)送可避免鄰居網(wǎng)絡(luò)信號(hào)串?dāng)_的影響?！衩ぢ酚赊D(zhuǎn)發(fā)：在盲路由模式下，多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送，節(jié)點(diǎn)MAC子層采用該方式進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。b)信道狀態(tài)評(píng)估：節(jié)點(diǎn)MAC子層利用物理層的載波信號(hào)檢測(cè)服務(wù)對(duì)信道狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。節(jié)點(diǎn)所檢測(cè)到的信道狀態(tài)有以下幾種情況：●發(fā)送忙(TXBUSY):本節(jié)點(diǎn)在發(fā)送，信道被占用；●接收忙(RXBUSY):本節(jié)點(diǎn)在接收，信道被占用；MAC子層接收描述如下。a)無(wú)確認(rèn)接收和處理：MPDU幀控制域中“確認(rèn)請(qǐng)求域”等于0。MAC子層從物理層接收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀MPDU后，首先進(jìn)行幀校驗(yàn)。如校驗(yàn)錯(cuò)誤則丟棄，如校驗(yàn)正確，則進(jìn)行如下●確認(rèn)幀控制域的幀類(lèi)型為合法的幀類(lèi)型值；●檢查幀頭中的DID標(biāo)識(shí)，應(yīng)與macDID的值一致或等于廣播標(biāo)識(shí)0xFFFF;●檢查幀頭中的目標(biāo)地址，如果目標(biāo)地址不匹配，則丟棄；如果與本節(jié)點(diǎn)地址一致或等于廣播地址0xFFFF,則本節(jié)點(diǎn)為MAC子層目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；●如為重復(fù)接收(源地址及幀序號(hào)相同),則丟棄。b)確認(rèn)的使用和重傳：當(dāng)MAC子層單播發(fā)送時(shí)，可根據(jù)需要設(shè)置幀控制域中的確認(rèn)請(qǐng)求子域?yàn)?或0(廣播發(fā)送及盲路由發(fā)送時(shí)，應(yīng)設(shè)置為0)。當(dāng)設(shè)置為0時(shí)，接收端MAC子層不發(fā)送確認(rèn)；當(dāng)設(shè)置為1時(shí)，接收端MAC子層發(fā)送接收確認(rèn)。如果確認(rèn)請(qǐng)求子域設(shè)為1,則節(jié)點(diǎn)MAC子層發(fā)送完成后等待接收相應(yīng)的確認(rèn)幀。如果在macAckWaitDuration周期的時(shí)限內(nèi)，收到了一個(gè)確認(rèn)幀，并且該確認(rèn)幀的DSN與發(fā)送幀的DSN相同，則表示幀發(fā)送成功；如果在這個(gè)時(shí)限內(nèi)沒(méi)有收到確認(rèn)幀或確認(rèn)幀的DSN與發(fā)送幀的DSN不一致，則表示幀發(fā)送失敗，設(shè)備將重新發(fā)送數(shù)據(jù)幀或命令幀，最多可以重發(fā)aMax-FrameRetries次。重發(fā)的幀包含和第一次發(fā)送幀相同的DSN。如果一個(gè)數(shù)據(jù)幀或MAC命令幀重發(fā)aMaxFrameRetries次仍然沒(méi)有收到確認(rèn)幀，則MAC子層判斷為發(fā)送失敗，并報(bào)告給上層。由于電力線載波信道的非理想特性，發(fā)送幀不會(huì)總是被接收端成功接收。源路由、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)下面三種情況。●數(shù)據(jù)發(fā)送成功：發(fā)送節(jié)點(diǎn)MAC子層確認(rèn)物理層成功發(fā)送后，啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，計(jì)時(shí)時(shí)間為macAckWaitDuration周期。接收節(jié)點(diǎn)MAC子層收到數(shù)據(jù)幀后，向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回送一個(gè)確認(rèn)幀，并把收到的幀提交給上層。發(fā)送節(jié)點(diǎn)MAC在計(jì)時(shí)結(jié)束前收到接收端發(fā)回的確認(rèn)后，就關(guān)閉和復(fù)位定時(shí)器。數(shù)據(jù)發(fā)送完成，發(fā)送節(jié)點(diǎn)MAC子層向上層傳遞一個(gè)發(fā)送成功確認(rèn)?！駭?shù)據(jù)幀丟失：接收節(jié)點(diǎn)MAC子層沒(méi)有收到數(shù)據(jù)幀，因此也不會(huì)向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回饋確認(rèn)。發(fā)送方在計(jì)時(shí)結(jié)束前沒(méi)有收到確認(rèn)幀，幀發(fā)送失敗，發(fā)送方將再次發(fā)送該數(shù)據(jù)幀，最多可以重復(fù)aMaxFrameRetries次。如果(1+aMaxFrameRetries)次傳輸嘗試都失敗了，發(fā)送節(jié)點(diǎn)MAC就向上層傳遞一個(gè)發(fā)送失敗確認(rèn)?！翊_認(rèn)幀丟失：接收節(jié)點(diǎn)MAC子層收到數(shù)據(jù)幀，并向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回送了確認(rèn)幀。發(fā)送方MAC子層沒(méi)有收到確認(rèn)幀，定時(shí)器超時(shí)，幀發(fā)送失敗，發(fā)送節(jié)點(diǎn)將再次發(fā)送該數(shù)據(jù)幀，最多可以次傳輸嘗試都失敗了，發(fā)送節(jié)點(diǎn)MAC就向上層傳遞一個(gè)發(fā)送失敗確認(rèn)。7.2.4MAC子層服務(wù)接口7.2.4.1MAC子層數(shù)據(jù)服務(wù)MAC子層數(shù)據(jù)服務(wù)接口包括“發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求”“發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)”“接收數(shù)據(jù)指示""終止處理請(qǐng)求”和“終止處理指示”命令。數(shù)據(jù)幀或命令幀格式要求如下。a)MD-DATA.request:MAC子層通過(guò)“發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求”原語(yǔ)MD-DATA.request允許邏輯鏈路控制子層向MAC子層請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)。邏輯鏈路控制子層發(fā)出該請(qǐng)求MAC子層對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理并進(jìn)行發(fā)送。MAC子層通過(guò)“發(fā)送確認(rèn)”原語(yǔ)MD-DATA.confirm返回發(fā)送結(jié)果，參數(shù)見(jiàn)表33。網(wǎng)絡(luò)層使用MD-DATA.request原語(yǔ)向MAC子層請(qǐng)求發(fā)送網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元。)表33MD-DATA.request參數(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型取值范圍說(shuō)明整型——0:擴(kuò)展地址；1:短地址整型下一跳節(jié)點(diǎn)地址msduLength整型MSDU數(shù)據(jù)長(zhǎng)度msdu整型msduHandle整型0～255字節(jié)整型b2b1b0:信道接入方式；000:無(wú)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送；001:CSMA/CA發(fā)送；010:盲中繼轉(zhuǎn)發(fā)；011:時(shí)分多址轉(zhuǎn)發(fā)；100～111:保留；b3:CSMA/CA接入方式時(shí)SCP內(nèi)優(yōu)先級(jí)；0:優(yōu)先；1:普通；b7b6b5b4:保留，設(shè)置為0發(fā)送觸發(fā)沿通過(guò)屬性macEdgeMode設(shè)置。MAC子層收到請(qǐng)求后，組建MPDU幀并提交給PHY層。然后根據(jù)所指定的信道接入方式，MAC子層進(jìn)行信道接入控制。對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)方式，在于時(shí)分多址方式，則按源路由機(jī)制的路由表確定發(fā)送時(shí)隙并控制發(fā)送。MAC子層對(duì)觸發(fā)沿及信道狀態(tài)的評(píng)估在CCA中斷處理中進(jìn)行。MAC子層延時(shí)處理后，通過(guò)PD-SEND.request啟動(dòng)PHY層發(fā)送。在分幀發(fā)送情況下，后續(xù)分幀發(fā)送的定時(shí)控制由PHY層b)MD-DATA.confirm:MAC子層接收到“發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)”原語(yǔ)MD-DATA.confirm確認(rèn)后進(jìn)行層使用MD-DATA.confirm原語(yǔ)向高層報(bào)告先前MD-DATA.request的執(zhí)行結(jié)果，參數(shù)見(jiàn)表34。(msduHandle,)表34MD-DATA.confirm參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明msduHandle整型0～255字節(jié)枚舉型SUCCESS,FAILURE,INVALID_DATA——層傳遞所接收到的MSDU數(shù)據(jù)，參數(shù)見(jiàn)表35。MAC子層使用MD-DATA.indication原語(yǔ)向高層傳遞所收到的數(shù)據(jù)。addrType,msduLength,msdu,表35MD-DATA.indication參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明addrType整型0:擴(kuò)展地址；1:短地址——源節(jié)點(diǎn)地址msduLength整型≤aMaxMSDUSize接收到的MSDU數(shù)據(jù)長(zhǎng)度msdu整型—MSDURSSI整型0～15字節(jié)接收信號(hào)強(qiáng)度指示d)MD-STOP-RELAY.request:在幀轉(zhuǎn)發(fā)情況下，如信號(hào)幀到達(dá)最終目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)LLC層使用MD-STOP-RELAY.request原語(yǔ)指示MAC子層發(fā)送“終止處理請(qǐng)求”命令幀，參數(shù)見(jiàn)表36。MD-STOP-RELAY.reque)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型取值范圍說(shuō)明addrType整型——0:擴(kuò)展地址；1:短地址scrAddr整型指定轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備地址procType整型0～15字節(jié)控制終止命令幀終止的幀或命令類(lèi)型e)MD-STOP-RELAY.indication:MAC子層接收到“終止處理指示”命令幀后，使用MD-STOP-RELAY.Indication原語(yǔ)通知LLC層。7.2.4.2MAC子層管理服務(wù)MAC子層管理服務(wù)接口包括“MAC子層讀屬性請(qǐng)求”“MAC子層讀確認(rèn)”“MAC子層設(shè)置屬性請(qǐng)求”和“MAC子層設(shè)置屬性確認(rèn)”命令。數(shù)據(jù)幀或命令幀格式要求如下。a)MLME-GET.request:MAC子層執(zhí)行“MAC子層讀屬性請(qǐng)求”原語(yǔ)MLME-GET.request允許高層獲取MAC子層屬性值，參數(shù)見(jiàn)表37。)表37MLME-GET.request參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明MIBAttribute枚舉型見(jiàn)表42b)MLME-GET.confirm:MAC子層執(zhí)行“MAC子層讀確認(rèn)”原語(yǔ)MLME-GET.confirm對(duì)先前的MLME-GET.request請(qǐng)求進(jìn)行回應(yīng)，參數(shù)見(jiàn)表38。)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明枚舉型SUCCESS,INVALID_ATTRIBUTE 一MIBAttribute整型見(jiàn)表42MIBAttributeValue變量見(jiàn)表42指出被讀取MIB屬性的值；當(dāng)status參數(shù)值為UNSUPPORTED_ATTRIBUTE時(shí)，MIBAttributeValue=0c)MLME-SET.request:MAC子層執(zhí)行“MAC子層設(shè)置屬性請(qǐng)求”原語(yǔ)MLME-SET.request允許高層獲取MAC子層屬性值，設(shè)置指定的MIB屬性，參數(shù)見(jiàn)表39。(MIBAttribute,)表39MLME-SET.request參數(shù)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明MIBAttribute整型見(jiàn)表42要改寫(xiě)的MIB屬性標(biāo)識(shí)MIBAttributeValue變量見(jiàn)表42要向指定的MIB屬性改寫(xiě)的值d)MLME-SET.confirm:MAC子層執(zhí)行“MAC子層設(shè)置屬性確認(rèn)”原語(yǔ)MLME-SET.confirm返回先前MLME-SET.request的執(zhí)行結(jié)果，參數(shù)見(jiàn)表40。status,)參數(shù)名數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值范圍說(shuō)明Status枚舉型SUCCESS,READ_ONLY,INVALID_ATTRIBUTE,INVAILD_VALUE7.2.5MAC子層常量與屬性MAC子層常量設(shè)置要求見(jiàn)表41。表41MAC子層常量參數(shù)名描述缺省值CSMA/CA算法中的退讓指數(shù)最大值7(可根據(jù)需要調(diào)整)CSMA/CA算法