GB/T 38618-2020 信息技术 系统间远程通信和信息交换 高可靠低时延的无线网络通信协议规范

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

犐犆犛３５．１１０

犔７９

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

—

犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀狋犲犮犺狀狅犾狅犜犲犾犲犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊犪狀犱犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犲狓犮犺犪狀犲

犵狔犵

—

犫犲狋狑犲犲狀狊狊狋犲犿狊犛犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀犳狅狉犺犻犺狉犲犾犻犪犫犻犾犻狋犪狀犱犾狅狑犾犪狋犲狀犮

狔狆犵狔狔

狑犻狉犲犾犲狊狊狀犲狋狑狅狉犽犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狉狅狋狅犮狅犾

狆

２０２００４２８２０２０１１０１

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

目次

前言…………………………Ⅰ

１范围………………………１

２规范性引用文件…………………………１

３术语和定义………………１

４缩略语……………………３

５概述………………………４

６物理层……………………５

６．１概述…………………５

６．２操作频率范围………………………５

６．３物理层射频要求……………………６

６．４物理层服务规范……………………８

７数据链路层………………２１

７．１数据链路层参考模型………………２１

７．２ＭＡＣ层……………２２

７．３数据链路子层………………………２５

参考文献……………………３０

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

信息技术系统间远程通信和信息交换

高可靠低时延的无线网络通信协议规范

１范围

本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的操作频率范围、射频要求和服务，

、、、

以及数据链路层参考架构ＭＡＣ层功能精确时间同步数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性

调度等。

本标准适用于无线网络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

２规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

—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

ＧＢ１５６２９．１１２００３

１１部分：无线局域网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

ＧＢＴ１５６２９．１５２０１０

：（）

第部分低速无线个域网媒体访问控制和物理层规范

１５ＷＰＡＮ

／—：

工业无线网络规范第部分用于过程自动化的系统结构与

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１ＷＩＡ１ＷＩＡ

通信规范

—局域网和城域网第部分：低速率无线个域网（）［

ＩＥＥＥ８０２．１５．４２０１１１５．４ＬＲＷＰＡＮＬｏｃａｌ

—：（

ａｎｄｍｅｔｒｏｏｌｉｔａｎａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓＰａｒｔ１５．４ＬｏｗＲａｔｅＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋｓＬＲ

ｐ

ＷＰＡＮｓ）］

３术语和定义

／—界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１

／—中的某些术语和定义。

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１

３．１

自适应跳频犪犱犪狋犻狏犲犳狉犲狌犲狀犮犺狅犻狀

狆狇狔狆狆犵

在工业无线网络超帧簇内通信阶段的每个时隙，根据实际的信道状况更换通信信道。

［／—，定义］

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１３．１．３

３．２

自适应频率切换犪犱犪狋犻狏犲犳狉犲狌犲狀犮狊狑犻狋犮犺

狆狇狔

在工业无线网络超帧中，信标阶段和活动期在一个超帧周期内根据实际的信道状况更换通信信道，

在不同的超帧周期内使用不同的信道。

［／—，定义］

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１３．１．４

３．３

信标犫犲犪犮狅狀

在工业无线网络中由接入点或充当父节点的终端节点设备广播节点的帧。

注：信标帧用于新的父节点或终端节点加入工业无线网络。

１

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

３．４

广播犫狉狅犪犱犮犪狊狋

将包发送给工业无线网络中所有可接收到的节点。

［／—，定义］

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１３．１．８

３．５

信道犮犺犪狀狀犲犾

从发送端到接收端传递包的无线射频媒质。

３．６

簇犮犾狌狊狋犲狉

包括一个父节点和多个终端节点的逻辑节点组。

３．７

共存犮狅犲狓犻狊狋犲狀犮犲

一个网络在不被干扰或者不干扰同一环境下的其他网络的情况下具有执行任务的能力。

注：这些网络遵循相同或者不同规则。

３．８

兼容犮狅犿犪狋犻犫犻犾犻狋

狆狔

一个网络具有向其他网络提供服务或者接收来自其他网络服务，并且通过服务互换实现多个网络

之间有效运作的能力。

３．９

数据链路子层犱犪狋犪犾犻狀犽狊狌犫犾犪犲狉

狔

位于ＭＡＣ层之上，用于处理工业无线网络拓扑、链接和通信资源。

［／—，定义］

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１３．１．１７

３．１０

终端节点犲狀犱狀狅犱犲

安装在工业现场，连接或者控制生产过程的设备。

３．１１

跳频犳狉犲狌犲狀犮犺狅犻狀

狇狔狆狆犵

收发信道切换方法，目的为抗干扰和减少信号衰落。

［／—，定义］

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１３．１．２０

３．１２

接入点犪犮犮犲狊狊狅犻狀狋

狆

连接工业无线网络与其他工厂网络的设备。

３．１３

跳犺狅

狆

工业无线网络中，包在两个相邻节点之间传递的过程，而没有其他节点的参与。

注：多跳用于延长传输距离、绕过干扰源和避免阻塞。

３．１４

互操作犻狀狋犲狉狅犲狉犪犫犻犾犻狋

狆狔

两个或两个以上的网络彼此交互信息且利用所交互信息的能力。

３．１５

加入狅犻狀犻狀

犼犵

工业无线网络节点通过认证，并且允许接入工业无线网络的过程。

２

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

３．１６

链路犾犻狀犽

规定了邻近节点间传输帧所需的通信参数。

注：包括源地址和目的地址对、时隙、信道、方向和链路类型。

３．１７

网络管理者狀犲狋狑狅狉犽犿犪狀犪犲狉

犵

负责配置网络、分配通信资源、管理路由表、监视和汇报网络性能的逻辑角色。

注：在工业无线网络中有且仅有一个网络管理者。

３．１８

包犪犮犽犲狋

狆

在物理媒体上同时发送的一组有格式的位。

［／—，］

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１定义３．１．３２

３．１９

父节点犪狉犲狀狋狊狀狅犱犲

狆

，。

工业无线网络中负责终端节点的管理和包转发等功能的设备

３．２０

超帧狊狌犲狉犳狉犪犿犲

狆

周期性重复的时隙集合。

注：超帧用于规定周期性通信的收发时间。

３．２１

时隙狋犻犿犲狊犾狅狋

在工业无线网络中交换数据所采用的基本时间单位。

注：工业无线网络中的时隙长度是可配置的。

３．２２

时隙跳频狋犻犿犲狊犾狅狋犺狅犻狀

狆狆犵

为了避免干扰和衰减，按照一定规律，在每个时隙改变收发频率。

［／—，定义］

ＧＢＴ２６７９０．１２０１１３．１．４０

４缩略语

下列缩略语适用于本文件。

自适应跳频（）

ＡＦＨＡｄａｔｉｖｅＦｒｅｕｅｎｃＨｏｉｎ

ｐｑｙｐｐｇ

自适应频率切换（）

ＡＦＳＡｄａｔｉｖｅＦｒｅｕｅｎｃＳｗｉｔｃｈ

ｐｑｙ

竞争接入期间（）

ＣＡＰＣｏｍｅｔｉｔｉｖｅＡｃｃｅｓｓＰｅｒｉｏｄ

ｐ

免竞争期（）

ＣＦＰＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎＦｒｅｅＰｅｒｉｏｄ

／／（

ＣＳＭＡＣＡ载波侦听多路接入冲突避免ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄ

ｐ

）

ａｎｃｅ

数据链路子层数据实体（）

ＤＬＤＥＤａｔａｌｉｎｋｓｕｂＬａｅｒＤａｔａＥｎｔｉｔ

ｙｙ

数据链路子层数据实体服务访问点（）

ＤＬＤＥＳＡＰＤＬＤＥＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ

数据链路子层管理实体（）

ＤＬＭＥＤａｔａｌｉｎｋｓｕｂＬａｅｒＭａｎａｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔ

ｙｇｙ

数据链路子层管理实体服务访问点（）

ＤＬＭＥＳＡＰＤＬＭＥＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ

数据链路子层（）

ＤＬＳＬＤａｔａＬｉｎｋＳｕｂＬａｅｒ

ｙ

设备管理应用进程（）

ＤＭＡＰＤｅｖｉｃｅＭａｎａｅｍｅｎｔＡｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ

ｇｐｐ

３

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

确定性同步多信道增强网络（）

ＤＳＭＥＤｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃａｎｄＳｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＥｎｈａｎｃｅｄ

ｙ

能量检测（）

ＥＤＥｎｅｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎ

ｇｙ

全功能设备（）

ＦＦＤＦｕｌｌＦｕｎｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ

频移键控（）

ＦＳＫＦｒｅｕｅｎｃＳｈｉｆｔＫｅｉｎ

ｑｙｙｇ

高斯频移键控（）

ＧＦＳＫＧａｕｓｓＦｒｅｕｅｎｃＳｈｉｆｔＫｅｉｎ

ｑｙｙｇ

有保障的时隙（）

ＧＴＳＧｕａｒａｎｔｅｅｄＴｉｍｅＳｌｏｔ

低时延确定性网络（）

ＬＬＤＮＬｏｗＬａｔｅｎｃＤｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃＮｅｔｗｏｒｋ

ｙ

链路质量指示符（）

ＬＱＩＬｉｎｋＱｕａｌｉｔＩｎｄｉｃａｔｏｒ

ｙ

媒体访问控制（）

ＭＡＣＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ

子层数据实体服务访问点（）

ＭＬＤＥＳＡＰＭＡＣＭＡＣｓｕｂＬａｅｒＤａｔａＥｎｔｉｔＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ

ｙｙ

子层管理实体（）

ＭＬＭＥＭＡＣＭＡＣｓｕｂＬａｅｒＭａｎａｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔ

ｙｇｙ

子层管理实体服务访问点（）

ＭＬＭＥＳＡＰＭＡＣＭＬＭＥＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ

协议数据单元（）

ＭＰＤＵＭＡＣＭＡＣＰｒｏｔｏｃｏｌＤａｔａＵｎｉｔ

多进制相移键控（）

ＭＰＳＫＭａｒＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｉｎ

ｙｙｇ

偏置四相相移键控（）

ＯＱＰＳＫＯｆｆｓｅｔＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｉｎ

ｙｇ

个域网（）

ＰＡＮＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ

物理层数据服务接入点（）

ＰＤＳＡＰＰｈｓｉｃａｌｌａｅｒＤａｔａＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ

ｙｙ

物理层（）

ＰＨＹＰｈｓｉｃａｌＬａｅｒ

ｙｙ

信息库（）

ＰＩＢＰＡＮＰＡＮＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢａｓｅ

ＰＬＭＥＳＡＰ物理层管理实体服务接入点（ＰｈｓｉｃａｌＬａｅｒＭａｎａｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓ

ｙｙｇｙ

Ｐｏｉｎｔ）

物理协议数据单元（）

ＰＰＤＵＰｈｓｉｃａｌｌａｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌＤａｔａＵｎｉｔ

ｙｙ

物理层服务数据单元（）

ＰＳＤＵＰｈｓｉｃａｌｌａｅｒＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ

ｙｙ

射频服务接入点（）

ＲＦＳＡＰＲａｄｉｏＦｒｅｕｅｎｃＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ

ｑｙ

简化功能的设备（）

ＲＦＤＲｅｄｕｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ

接收信号强度值（）

ＲＳＳＩＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｎａｌＳｔｒｅｎｔｈＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ

ｇｇ

服务接入点（）

ＳＡＰＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ

帧首定界符（）

ＳＦＤＳｔａｒｔｏｆＦｒａｍｅＤｅｌｉｍｉｔｅｒ

时隙跳频（）

ＴＨＴｉｍｅｓｌｏｔＨｏｉｎ

ｐｐｇ

时隙信道跳变（）

ＴＳＣＨＴｉｍｅＳｌｏｔｔｅｄＣｈａｎｎｅｌＨｏｉｎ

ｐｐｇ

５概述

高可靠性仅指网络中通信模块的接收机灵敏度在满足、和规定下误包率小

６．３．１．２６．３．２．２６．３．３．２

于或等于１％的状态；低时延是指网络中端到端时延小于或等于５０ｍｓ的状态。不涉及高可靠和低时

延的细节及其实现。

物理层、数据链路层及其接口的概念略图见图。

１

物理层通过ＲＦＳＡＰ访问物理媒体。物理层通过ＰＤＳＡＰ向媒体访问控制层提供数据服务，通过

ＰＬＭＥＳＡＰ向媒体访问控制层提供管理服务。数据链路层中的媒体访问控制层通过ＭＬＤＥＳＡＰ向数

据链路子层提供数据服务，通过ＭＬＭＥＳＡＰ向数据链路子层提供管理服务。数据链路层中的数据链

路子层通过向更高层次提供数据服务，通过向更高层次提供管理服务。图中

ＤＬＤＥＳＡＰＤＬＭＥＳＡＰ１

箭头表示接口。

４

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

图１物理层、数据链路层及其接口的概念略图

６物理层

６．１概述

高可靠低时延场景下无线网络的物理层基于／—构建的物理层和—

ＧＢＴ１５６２９．１５２０１０ＧＢ１５６２９．１１

构建的物理层。相对于／—，增加了操作中心频率、

２００３ＧＢＴ１５６２９．１５２０１０４３３ＭＨｚ４７０ＭＨｚ～

５１０ＭＨｚ操作频段以及相应的调制方式，规定了接收机灵敏度、接收端干扰抑制（相邻信道）、接收端干

扰抑制（非相邻信道非相邻信道）、接收端，以及同频商用无线网络共存测试。

ＥＤ

６．２操作频率范围

，

物理层相应的频段以及对应的调制和扩频方式如表所示设备应使用表中的调制和扩频方式

１１

在一个频段上运行。

表１不同频带下的参数

频带码片（）速率比特率符号速率

ｃｈｉ

ｐ

调制方式

／／／

ＭＨｚＭｃｈｉｓｋｂｉｔｓｋｓｍｂｏｌｓ

ｐｙ

０．２ＭＰＳＫ５０１２．５

４３０．００４３２．７９

～

—ＧＦＳＫ２００—

０．２ＭＰＳＫ５０１２．５

４３３．００４３４．７９

～

—ＧＦＳＫ２００—

７７９７８７１ＯＱＰＳＫ（可选）２５０６２．５

～

７７９７８７１ＭＰＳＫ（可选）２５０６２．５

～

５０５０

滤波２ＦＳＫ

４７０５１０—１００１００

～

滤波４ＦＳＫ２００１００

５

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

GB∕T38618-2020信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范，本标准规定了高可靠低时延应用场景下无线通信网络的物理层的

操作频率范围、射频要求和服务，以及数据链路层参考架构、MAC层功能、精确时间同步、数据链路子层功能及自适应跳信道和确定性调度等。本标准适用于无线网

络在工业级现场应用中规划、部署及实施。

／—

犌犅犜３８６１８２０２０

表１（续）

频带码片（）速率比特率符号速率

ｃｈｉ

ｐ

调制方式

／／／

ＭＨｚＭｃｈｉｓｋｂｉｔｓｋｓｍｂｏｌｓ

ｐｙ

—ＧＦＳＫ１００—