GB/T 15629.15-2010 信息技术 系统间远程通信和信息交换局域网和城域网 特定要求 第15部分：低速无线个域网(WPAN)媒体访问控制和物理层规范

ICS33.040.40

L78

中华人民共和国国家标准

/—

GBT15629.152010

信息技术系统间远程通信和信息交换

局域网和城域网特定要求

:国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页()

第部分低速无线个域网

15WPAN

媒体访问控制和物理层规范

Informationtechnolo—Telecommunicationsandinformationexchane

gyg

—

betweensstemslocalandmetroolitanareanetworks

yp

—:

SecificreuirementsPart15Wirelessmediumaccesscontroland

pq

()

hsicallaerPHYsecificationforlowrate

pyyp

wirelessersonalareanetworks

p

2010-09-02发布2011-02-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT15629.152010

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4缩略语……………………5

5总体描述…………………7

5.1概述……………………7

5.2LR-WPAN支持的设备………………7

5.3网络拓扑………………7

5.4协议栈…………………9

5.5功能综述………………10

6物理层规范………………17

6.1一般要求和定义………………………17

6.2操作频率范围…………………………17

6.3PHY服务规范………………………19

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

6.4PPDU格式……………28

6.5PHY常数和PIB属性………………29

6.6780MHz频段物理层要求…………30

和物理层要求…………

6.7315MHz430MHzMPSK34

6.8射频一般规范…………………………36

7MAC子层规范…………………………38

7.1MAC层服务规范……………………38

7.2MAC帧格式…………………………95

7.3MAC命令帧………………………103

7.4MAC常量和PIB属性……………110

7.5MAC功能概述……………………115

7.6安全规范……………146

7.7MAC层和PHY交互的消息序列图………………153

()

附录规范性附录鉴别套件定义…………………

A163

()()

附录资料性附录关于无线个域网无线电频率的规定………………

BWPAN173

()

附录资料性附录及评估方法建议……………

CCSMA-CACAP176

()

附录资料性附录消息鉴别算法和密钥导出算法的参考实现及测试向量……

D183

/—

GBT15629.152010

前言

、、、。

本部分的附录为规范性附录附录附录附录为资料性附录

ABCD

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

Ⅰ

/—

GBT15629.152010

引言

,、、,

本部分规定了低速无线个域网的媒体访问控制和物理层规范适用于固定的便携的移动的设备

,。

这些设备仅用非常有限的电池电源并主要工作在有限的个人空间

():。

鉴于电气和电子工程师协会的与本部分内容范围相似特声明

IEEEIEEE802.15.42006

如下:

):,;

a本部分与IEEE802.15.42006不一致时以本部分为准

):(、、)。

b本部分内容与IEEE802.15.42006版的部分内容相同之处包括章条图表的对照见表0

表本部分与:引用对照表

0IEEE802.15.42006

序号本部分IEEE802.15.4:

2006

第章

3

第章

13Definitions

“”

增加三元对等鉴别

第章

4

去掉了:中的、、、、、、第章

IEEE802.15.42006ASKAWNBPSKIWNOCDMPC4Acronmsand

y

2

、,、、、、、、、、

SIRSNR增加了CMAMSCMPSKmSAPSDUTePAWSAIabbreviations

pp

、、、、、、

SPAPIPAPPAPTEDBKECCECDHOID

3图1图1

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

4图2图2

5图3图3

6图4图4

7图15图16

8图16图17

9表6表6

10图68图67

11图72图70

12图73图71

13图74图75

14表82表88

15表83表89

16图76图74

17图77图75

18表89表95

19表91表97

20表92表98

21表93表99

22图80图78

Ⅲ

/—

GBT15629.152010

()

表续

0

序号本部分:

IEEE802.15.42006

23图81图82

24图82图82

25图83图83

26图84图84

27图85图85

28图86图86

29图87图87

30图88图88

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

Ⅳ

/—

GBT15629.152010

信息技术系统间远程通信和信息交换

局域网和城域网特定要求

:()

第部分低速无线个域网

15WPAN

媒体访问控制和物理层规范

1范围

/,

GBT15629的本部分规定了低速无线个域网的物理层和媒体访问控制层的规范这种低速无线

、、,,

接入适用于固定的便携的移动的设备这些设备不用电池或仅用非常有限的电池电源并主要工作在

有限的个人空间()。

0m~10m

,。

本部分不具体规定密码算法密码算法的具体信息与国家密码管理局联系本部分中提及的密码

算法仅作为示例。

2规范性引用文件

/。,

下列文件中的条款通过GBT15629的本部分的引用而成为本部分的条款凡是标注日期的引用文件

(),,

其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本部分然而鼓励根据本部分达成协议的各

。,。

方研究是否可使用这些文件的最新版本凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本部分

/—国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页换局域网和城域网特定要求第

信息技术系统间远程通信和信息交

GBT15629.22008

:

2部分逻辑链路控制

:信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求

IEEE802.15.42006

:()

第15.4部分低速无线个域网WPAN媒体访问控制和物理层规范

:信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求

IEEE802.15.42003

:()

第15.4部分低速无线个域网WPAN媒体访问控制和物理层规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本部分。

3.1

可替换个域网()协调器()

PANalternateersonalareanetworkPANcoordinator

p

,。

如果个域网协调器由于任何理由退出网络一个可以替代该个域网协调器的另一个协调器个域

网可以没有或有多个可替换协调器。

3.2

关联association

用来在无线个域网络中建立成员之间关系的一种服务。

3.3

鉴别标签authenticationta

g

可以用来验证消息真实性的信息。

3.4

有信标能力的个域网beacon-enabledersonalareanetwork()

pPAN

,。

在个域网内所有协调器都可以发送规则信标即信标指数小于0x0F

1

/—

GBT15629.152010

3.5

块密码blockciher

p

一种对固定长度串进行操作的密码函数。

3.6

块长度blocksize

,。

进行块密码操作的串长度以比特为单位

3.7

竞争访问周期contentionaccesseriod

p

CAP

,。

直接跟在信标帧之后的时间周期在该时间周期期望发送的设备利用CSMA-CA机制竞争信道接入

3.8

CAP符号CAPsmbol

y

在CAP期间出现的周期符号。

3.9

协调器coordinator

。(),。

能转发消息的全功能设备如果协调器是个域网PAN的主协调器则它被称为个域网协调器

3.10

数据鉴别dataauthentication

,

接收消息的实体确证关于消息中的信息真实来源的证据的过程从而有该消息在运输过程中没有

被修改过的证据。

3.11国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

数据真实性dataauthenticit

y

保证信息的来源。

3.12

设备device

可以执行短距离无线个域网标准媒体访问控制与无线媒体的物理接口。

的任何实体它可以是一个

简化功能设备()或全功能设备()。

RFDFFD

3.13

加密encrtion

yp

,。

把消息变换成一种新的表示形式并且需要特权信息才能恢复原始表示

3.14

帧frame

按时一起发送的所聚集的来自媒体访问控制()子层的若干比特的格式。

MAC

3.15

全功能设备full-functiondevice

能作为协调器进行操作的设备。

3.16

组密钥rouke

gpy

仅被一组设备知道的密钥。

3.17

空闲周期idleeriod

p

安排收发机不进行工作的持续时间。

2

/—

GBT15629.152010

3.18

密钥ke

y

,,,/

可以使用的特权信息例如为了防止信息泄露给对该特权信息没有访问权的各方和或为了防止

对该特权信息没有访问权的各方的信息进行不可检测的修改。

3.19

密钥建立keestablishment

y

两方或两个以上建立密钥的过程。

3.20

密钥材料keinmaterial

yg

(,)。

密钥和相关安全信息例如现实值的组合

3.21

密钥管理kemanaement

yg

,(、、、)。

在系统的生存期内建立和维护密钥关系的一系列过程包括密钥的产生分配注入验证和使用

3.22

密钥共享组kesharinrou

yggp

共享密钥的一组设备。

3.23

本地时钟localclock

设备内部的符号时钟。

3.24

链路密钥linkke

y

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

只在两个特定设备间共享的密钥。

3.25

最小安全级别minimumsecuritlevel

y

信息运输中所需的最小保护指示。

3.26

移动设备mobiledevice

在使用期间网络中的逻辑位置可以改变的设备。

3.27

m序列m-seuence

q

最长线性反馈移位寄存器序列。

3.28

不用信标能力的个域网nonbeacon-enabledersonalareanetwork

p

,,。

协调器不发送规则信标的个域网即其信标指数值等于0x0F

3.29

现值nonce

,,,。

一个不重复的值例如一递增的计数器一个足够长的随机串或者一个时间戳

3.30

孤设备orhaneddevice

p

与其相关联的协调器已失去联系的设备。

3.31

包acket

p

通过物体媒体按时一起发送的格式化聚集的若干比特。

3

/—

GBT15629.152010

3.32

有效负荷数据aloaddata

py

正在发送的数据消息的内容。

3.33

PAN协调器PANcoordinator

,。

用于个域网中起主要控制作用的协调器在一个个域网中必须有一个确定的个域网协调器

3.34

POS个人工作空间ersonaloeratinsace

ppgp

,。

距离人或物体10m范围的空间无论空间内的人或物体是静止还是运动状态

3.35

明文laintext

p

未加干扰的信息串。

3.36

保护rotection

p

,、/。

在信息运输中提供的安全服务组合例如保密性数据真实性和或重放保护

3.37

简化功能设备reduced-functiondevice

不能作为协调器使用进行操作的设备。

3.38

无线电作用范围radioshereofinflunce

p

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

类似无线电设备之间能够成功通信的有效空间范围。

3.39

安全级别securitlevel

y

将已声称保护应用到在运输信息的指示。

3.40

自愈self-healing

,。

网络的能力能检测到在网络中或通信链路上出现的故障并且能从该故障中进行恢复

3.41

自组织self-oranizin

gg

网络节点和通信链路在无人干涉条件下能自行检测并能够自动组成网络的能力。

,,,。

网络节点的能力能检测到其他节点的存在并组织成结构化功能化网络而无需人干涉

3.42

对称密钥smmetricke

yy

,//。

根据用途在双方或多方之间用于加密解密或完整性保护完整性验证而共享的秘密密钥

3.43

事务transaction

为了成功地传输命令或数据帧而要求的在两个对等的媒体访问控制()实体之间连续

MACMAC

帧的交换。

3.44

事务队列transactionueue

q

,,

由给定协调器的MAC子层所启动的待处理事务的列表该列表使用迂回的传输来发送当事务在

,,,。

进行中时该事务队列通过改协调器来维护并且其长度与现实相关但必须至少为1

4

/—

GBT15629.152010

3.45

三元对等鉴别tri-elementeerauthentication

p

,。

实体间的鉴别通过可信第三方作为中介来实现鉴别协议在两个实体和可信第三方上运行

4缩略语

AESadvancedencrtionstandard高级加密标准

yp

加性高斯白噪声()

AWGNadditivewhiteGaussiannoise

退避指数()

BEbackoffexonent

p

比特差错率()

BERbiterrorrate

信标间隔()

BIbeaconinterval

基密钥()

BKbaseke

y

电池寿命扩充()

BLEbatterlifeextension

y

BO信标指数()

beaconorder

BSN信标序列号()

beaconseuencenumber

q

CAP竞争访问周期()

contentionaccesseriod

p

CBC-MAC密码块链接消息鉴别码()

ciherblockchaininmess

pgaeauthenticationcode

-g

CCA空闲信道评估()

clearchannelassessment

CMA信道调制方式评估()

channelmodulationassessment

()(())

CCM用CBC-MAC操作方式的计数counterwithCBC-MAC操作方式

CCM*CCM的扩展()

extensionofCCM

CFP非竞争周期()

contentionfreeeriod

-p

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

CID簇标识符()

clusteridentifier

CLH簇头()

clusterhead

CRC循环冗余校验()

cclicredundanccheck

yy

CSMA-CA带碰撞避免的载波侦听多址访问(carriersensemultileaccesswithcollision

p

)

avoidance

CTR计数器方式()

countermode

()(())

CW竞争窗口长度h

contentionwindowlent

g

DSN数据序列号()

dataseuencenumber

q

直接序列扩频()

DSSS