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

书书书犐犆犛３５．１１０犔７９!#$%&’’()*犌犅／犜３８６１８—２０２０!#$　%&’()*!+!,-./012345678*!9:;犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔—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犵犲犫犲狋狑犲犲狀狊狔狊狋犲犿狊—犛狆犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀犳狅狉犺犻犵犺狉犲犾犻犪犫犻犾犻狋狔犪狀犱犾狅狑犾犪狋犲狀犮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狆狉狅狋狅犮狅犾２０２００４２８=２０２０１１０１?@’(+,-./012’()*3/0456=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………………………………………………………………………………　７．２　ＭＡＣ层２２……………………………………………………………………………………………　７．３　数据链路子层２５………………………………………………………………………………………参考文献３０……………………………………………………………………………………………………犌犅／犜３８６１８—２０２０前　　言　　本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国信息技术标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ２８）提出并归口。本标准起草单位：重庆邮电大学、中国电子技术标准化研究院、深圳市海思半导体有限公司、上海工业自动化仪表研究院有限公司、浙江中控技术股份有限公司。本标准主要起草人：魏、王平、张弛、姜彤、王英、陆卫军、严冬、卓兰、韩丽、刘培、陈政熙、章维、李彩芹、赵向阳、李强、王嘉宁、裘坤。Ⅰ犌犅／犜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。ＧＢ１５６２９．１１—２００３　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１１部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范ＧＢ／Ｔ１５６２９．１５—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ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１　工业无线网络ＷＩＡ规范　第１部分：用于过程自动化的ＷＩＡ系统结构与通信规范ＩＥＥＥ８０２．１５．４—２０１１　局域网和城域网　第１５．４部分：低速率无线个域网（ＬＲＷＰＡＮ）［Ｌｏｃａｌａｎｄｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ—Ｐａｒｔ１５．４：ＬｏｗＲａｔｅＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋｓ（ＬＲＷＰＡＮｓ）］３　术语和定义ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１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ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１中的某些术语和定义。３．１　自适应跳频　犪犱犪狆狋犻狏犲犳狉犲狇狌犲狀犮狔犺狅狆狆犻狀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。［ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１，定义３．１．３］３．２　自适应频率切换　犪犱犪狆狋犻狏犲犳狉犲狇狌犲狀犮狔狊狑犻狋犮犺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。［ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１，定义３．１．４］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犌犅／犜３８６１８—２０２０３．４　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。［ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１，定义３．１．８］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　犮狅犿狆犪狋犻犫犻犾犻狋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犾犪狔犲狉位于ＭＡＣ层之上，用于处理工业无线网络拓扑、链接和通信资源。［ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１，定义３．１．１７］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　犳狉犲狇狌犲狀犮狔犺狅狆狆犻狀犵收发信道切换方法，目的为抗干扰和减少信号衰落。［ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１，定义３．１．２０］３．１２　接入点　犪犮犮犲狊狊狆狅犻狀狋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　犻狀狋犲狉狅狆犲狉犪犫犻犾犻狋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　犼狅犻狀犻狀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犌犅／犜３８６１８—２０２０３．１６　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犵犲狉负责配置网络、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　狆犪犮犽犲狋在物理媒体上同时发送的一组有格式的位。［ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１，定义３．１．３２］３．１９　父节点　狆犪狉犲狀狋狊狀狅犱犲工业无线网络中，负责终端节点的管理和包转发等功能的设备。３．２０　超帧　狊狌狆犲狉犳狉犪犿犲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狆狆犻狀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。［ＧＢ／Ｔ２６７９０．１—２０１１，定义３．１．４０］４　缩略语下列缩略语适用于本文件。ＡＦＨ　自适应跳频（ＡｄａｐｔｉｖｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＨｏｐｐｉｎｇ）ＡＦＳ　自适应频率切换（ＡｄａｐｔｉｖｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｗｉｔｃｈ）ＣＡＰ　竞争接入期间（ＣｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅＡｃｃｅｓｓＰｅｒｉｏｄ）ＣＦＰ　免竞争期（ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎＦｒｅｅＰｅｒｉｏｄ）ＣＳＭＡ／ＣＡ　载波侦听多路接入／冲突避免（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）ＤＬＤＥ　数据链路子层数据实体（ＤａｔａｌｉｎｋｓｕｂＬａｙｅｒＤａｔａＥｎｔｉｔｙ）ＤＬＤＥＳＡＰ　数据链路子层数据实体服务访问点（ＤＬＤＥＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＤＬＭＥ　数据链路子层管理实体（ＤａｔａｌｉｎｋｓｕｂＬａｙｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ）ＤＬＭＥＳＡＰ　数据链路子层管理实体服务访问点（ＤＬＭＥＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＤＬＳＬ　数据链路子层（ＤａｔａＬｉｎｋＳｕｂＬａｙｅｒ）ＤＭＡＰ　设备管理应用进程（ＤｅｖｉｃｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ）３犌犅／犜３８６１８—２０２０ＤＳＭＥ　确定性同步多信道增强网络（ＤｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃａｎｄＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＥｎｈａｎｃｅｄ）ＥＤ　能量检测（ＥｎｅｒｇｙＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）ＦＦＤ　全功能设备（ＦｕｌｌＦｕｎｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ）ＦＳＫ　频移键控（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）ＧＦＳＫ　高斯频移键控（ＧａｕｓｓＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）ＧＴＳ　有保障的时隙（ＧｕａｒａｎｔｅｅｄＴｉｍｅＳｌｏｔ）ＬＬＤＮ　低时延确定性网络（ＬｏｗＬａｔｅｎｃｙＤｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃＮｅｔｗｏｒｋ）ＬＱＩ　链路质量指示符（ＬｉｎｋＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ）ＭＡＣ　媒体访问控制（ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）ＭＬＤＥＳＡＰ　ＭＡＣ子层数据实体服务访问点（ＭＡＣｓｕｂＬａｙｅｒＤａｔａＥｎｔｉｔｙＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＭＬＭＥ　ＭＡＣ子层管理实体（ＭＡＣｓｕｂＬａｙｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ）ＭＬＭＥＳＡＰ　ＭＡＣ子层管理实体服务访问点（ＭＬＭＥＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＭＰＤＵ　ＭＡＣ协议数据单元（ＭＡＣＰｒｏｔｏｃｏｌＤａｔａＵｎｉｔ）ＭＰＳＫ　多进制相移键控（ＭａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）ＯＱＰＳＫ　偏置四相相移键控（ＯｆｆｓｅｔＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）ＰＡＮ　个域网（ＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）ＰＤＳＡＰ　物理层数据服务接入点（ＰｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒＤａｔａＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＰＨＹ　物理层（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ）ＰＩＢ　ＰＡＮ信息库（ＰＡＮＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢａｓｅ）ＰＬＭＥＳＡＰ　物理层管理实体服务接入点（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＰＰＤＵ　物理协议数据单元（ＰｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌＤａｔａＵｎｉｔ）ＰＳＤＵ　物理层服务数据单元（ＰｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ）ＲＦＳＡＰ　射频服务接入点（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＲＦＤ　简化功能的设备（ＲｅｄｕｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ）ＲＳＳＩ　接收信号强度值（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）ＳＡＰ　服务接入点（ＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）ＳＦＤ　帧首定界符（ＳｔａｒｔｏｆＦｒａｍｅＤｅｌｉｍｉｔｅｒ）ＴＨ　时隙跳频（ＴｉｍｅｓｌｏｔＨｏｐｐｉｎｇ）ＴＳＣＨ　时隙