跳频扩频通信技术资料整理

3.1.3

自适应跳频adaptive frequency hopping

在WIA-PA超帧簇通信阶段的每个时隙，根据实际的信道状况更换通信信道。

3.1.20

跳频frequency hopping

收发信道切换方法，目的为抗干扰和减少信号衰落。

3.1.40

时隙跳频timeslot hopping

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。

AFH Adaptive Frequency Hopping 自适应跳频

AFS Adaptive Frequency Switch 自适应频率切换

FH Frequency Hopping 跳频

TH Timeslot Hopping 时隙跳频

WIA-PA 数据链路层支持基于时隙的跳频机制、重传机制、时分多路访问（TDMA）和载波侦听多路访问CSMA）混合信道访问机制，保证传输的可靠性和实时性。

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8.4.3 时隙通信

8.4.5 信道跳频

WIA-PA 支持跳频通信方式，跳频序列由网络管理者指定。 WIA-PA 支持以下3 种跳频机制：——自适应频率切换（AFS）：在WIA-PA 超帧中，信标Beacon、CAP 和CFP 段在同一个超帧周期使用相同的信道，在不同的超帧周期根据信道状况切换信道。信道质量差时，即丢包率高于“PLRThreshold”时设备改变通信信道。参数“PLRThreshold”的容详见6.9.1.2.1；——自适应跳频（AFH）：在WIA-PA 超帧的每个时隙，根据信道状况更换通信信道。信道状况通过重传次数进行评价。信道质量差时，如果发送端统计的重传次数达到了“ChannelThreshold”，则从可用信道“IntraChanel[ ]”中按顺序选择下一信道，同时在下一重传时隙利用主信道通知所在簇的接收端（通知过程详见图43）。如果接收端没有接收到信道切换通知，继续统计接收端的重传次数，达到“ChannelThreshold”时从可用信道“IntraChanel[ ] ”中按顺序选择下一信道在第（ChannelThreshold+2）个重传时隙进行通信。如果接收端接收到信道切换通知，则更换通信信道,且返回确认信息ACK。如果发送端没有收到确认信息ACK，则不更换信道，仍然采用主信道重传数据。如果发送端达到重传上限值“macMaxFrameRetries”，则丢弃当前包，且利用主信道发送下一个包。如果接收端在切换信道后仍然没有接收到发送端的包，则认为切换信道失败，返回主信道进行通信。如果发送端在达到重传上限值“macMaxFrameRetries”前与接收端在备选信道上通信成功，则发送端选用备选信道发送下一个包。非活动期的簇通信段采用AFH 跳频机制。

“ChannelThreshold”、和“IntraChanel[ ]”的取值和含义见6.9.1.2.1。“macMaxFrameRetries”的含义见IEEE STD 802.15.4-2006；

——时隙跳频（TH）：为了避免干扰和衰减，按照一定规律，在每个时隙改变通信信道。非活动期的簇间通信段采用TH 跳频机制。跳频序列的结构为：

… 。

表 28 为WIA-PA 数据链路子层采用的跳频机制。

此外，不同路由设备的活动期使用不同的信道。如果信道数量不足，则通过 TDMA 来扩大系统容量。超帧的激活时间由NM 配置。如图37 所示，假设网络中有3 个路由设备R1，R2，R3，对应的超帧长度分别为1 倍、2 倍和4 倍WIA-PA 基本时间单位。按照超帧的定义，由于R1 的活动期无法与R2和R3 的活动期实现时间上的复用，而R2 和R3 的活动期可以实现时间上的复用，所以R1 活动期要与R2 和R3 活动期采用不同的信道，而R2 和R3 的活动期可以采用相同的信道。

8.4.7 重传机制

网状结构中的网络管理者和星型结构中的路由设备需要为重传分配时隙。重传过程同样支持跳频机制。

注：重传次数的阈值在IEEE STD 802.15.4-2006 中定义为“macMaxFrameRetries” ，具体容见IEEE STD 802.15.4-2006。

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为了支持三种跳频机制, 相关设备需要维护一组信道表,包括优质信道表、劣质信道表和回收信道表。通过信道质量检测指标( RSSI \ LQI \ PRR) 对当前使用信道进行实时监测, 从优质信道表中选取可用信道; 信道质量下降至门限后, 扔到劣质信道表; 周期性更新劣质信道表, 将较好信道送至回收信道表, 在无可用信道后, 从回

收信道表筛选较好信道晋级为优质信道。

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