第2节：ZigBee相关特性和名词

1. LR-WPAN （低速无线个人局域网）
   1）：载波频率 20kbps(868MHz)；40kbps(915MHz)；250kbps(2.4GHz)
   2）：支持星型和点对点
   3）：支持16位和64位两种格式地址
   4）：支持载波多路侦听技术：CSMA-CA；
   5）：CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测（ED）、载波检测（CS）和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式
   6）：CSMA/CA（CSMA/Collision Avoidance）协议，由于在RF传输网络中冲突检测比较困难，所以该协议用避免冲突检测代替802.3 协议使用的冲 突检测，采用冲突避免机制尽量减小冲突碰撞发生的概率，以提高网络吞吐性能与迟延性能。协议使用信道空闲评估CCA）算法来决定信道是否空闲，通过测试天线能量和决定接收信号强度RSSI来完成，并且使用RTS、CTS和ACK帧减少冲突。数据加密与普通局域网的等同加密（WEP）算法一样，使用64位密钥和RC4加密算法；ED：能量检测；CS：载波监听和ED相比在CS中的工作信号是确定的
2. 工作模式
   1）：信标模式：协调器定期广播信标，达到相关器件同步及其他目的
   2）：非信标模式：器件向协调器请求信标时间向它单播信标（ZigBee工作模式）
3. 工作频段
   1）：868M~868.6M（1信道）
   2）：902M~928M（10信道）
   3）：2405M~2480M（16信道（11-26）：每信道5M带宽）
4. 信道访问机制
   1）：竞争：允许设备以分布的方式，使用CSMA/CA协议访问信道
   2）：非竞争：协调器以GTS（保证时隙）的方式管理
5. 频率、波长关系
   电磁波长 与频率 的关系式是：光速C=λf
   λ：波长
   f：频率
   光速C是定值,λ与f成反比.波长越长,频率越小（频率越低，信号穿透墙和其他各种物体的能力就越强）
6. dB、dBm、dBi
   1）：dB（分贝）表示功率的相对比值，是倍数的对数表达式，表示甲功率比乙功率大多少倍或少多少倍；
   2）：dBm(毫瓦分贝)：表示功率大小的绝对值，计算公式：10lg(P/1mW) ；dB只能加 减不能乘除 +3dBm两倍大；+10dBm十倍大；-3dBm减小到原来的1/2；1dbm为1mW；10dbm为10mW；30dbm为1W
   3）：dBi dBd（天线功率增益相对值）：dBi（参考点源天线）；dBd（参考偶极性天线）；同一增益用dBi表示比用dBd表示大2.15；对应增益为15dBd的天线，用dBi表示为17.15dBi
7. 传播损耗
   无线电波在传播的过程中会有传播损耗包括（反射损耗，绕射损耗，地物损耗，穿透损耗等）；山体和城市的反射损耗为14-20dB；隔墙阻挡损耗为5~20dB；人体损耗为3dB； 发送天线或接受天线的高度增加一倍能补偿6dB的传播损耗
8. RSSI、LQI
   RSSI：接收信号的强度指示，它的实现是在反向通道基带接收滤波器之后进行的，同时可以利用RSSI来进行统计信息而实现定位功能；
   LQI：链路质量指示，在ZigBee标准中规定的链路质量指示用于指示接受数据包的质量，为网络层或应用层提供接收数据帧时无线信号的强度和质量信息，它要对信号进行解码，生成的是一个信噪比指标，LQI的取值是0x00~0xFF，分别表示接收到的信号最差质量（0x00）到最好质量（0xff）
9. 频率
   射频范围一般在300KHz~30GHz（当频率低于100KHz时，无线电波会被地物大量吸收）
10. 噪声
    在无线电波的信号在处理和传播过程中，会遇到无法确切预测，但有概率统计规律的电磁波干扰信 号，这种信号不同于特定频率的无线电波之间的相互干扰，它在很宽的频带范围内存在；噪音包括内部噪音（环境温度）和外部噪音（火车噪音，其它用电电设备产生噪音）
11. 失真
    信号经过射频收发通道的时候，由于噪声引入，或多或少的对所传信号有一定程度的歪曲，这种情况叫无线信号失真
12. 线性失真
    射频器件输出的幅值变化特性和相位偏移特性对不同频率的输入有很大的不同，很多射频信号有很多不同的频率分量组成，输出端的合成信号在幅值和相位与输入相比就会有一定程度的失真；注释：1，射频器件对同一频率的信号输入和输出满足一定的线性对应关系；对不同的频率输入和输出对应的线性关系不一样 2，线性失真时输出信号中不会有输入信号总所没有的新的频率分量，各个频率的输出波形也无变化，只有幅值失真和相位失真，这是因为电路中电抗元件对不同频率的信号响应不同引起的（主要有无源器件引起）
13. 非线性失真
    在一定范围内输入和输出较好，超出这个范围时候，原有的线性关系破坏；输出波形不能反映输入波形的变化注释：非线性失真主要有放大器，混频器等有源器件产生
14. 临道泄漏比（ACLR）
    来衡量邻道发射信号落入到接收机通带内的程度，定义为发射功率谱密度与相邻信道上的测得功率谱密度之比通常用dBc表示，其值越大表明主信道功率表泄漏在邻信道的功率大的多，说明对邻通道影响越小
15. 接收灵敏度
    接收机能够正确把有用信号拿出来的最小信号接收功率；注释：接收灵敏度越小，说明接收机的接收性能越好；环境温度升高，接收灵敏度S就会变大，接收性能也会恶化；带宽越大，系统的噪音系数越大，接收灵敏度S就会变大，接收性能也会恶化；Xbee S2C的接收灵敏度为-100dBm
16. 行波
    行动的无线电波，无线电波在空中或者射频器件中传播时其波形不断向前推进，其能量随波的传播而不断向前传递，传播介质的任何一 处，通过的平均能量不为零，像不断前行的队伍一样
17. 驻波
    就是不再继续推进的无线电波，虽然电波上的任何一点都在上下震动，但波形没有传播出去，像原地踏步的队伍不再前进；两列波（如入射波与反射波）振幅和频率相同，传播方向相反，叠加后波形不向前推进，就是驻波
18. 射频传输线
    是用来传输无线电波能量的导线，是射频件之间的连接器
19. 馈线
    天线和基站机顶口之间的主要传输线
20. 特性阻抗
    射频传输线影响无线电波电压，电流的幅值和相位变化的固有特性，等于各处的电压与电流的比值，用Z0表示。在射频电路中，电阻，电容，电感都会阻碍交变电流的流动成为阻抗
21. 阻抗匹配
    传输线所接射频器件的阻抗Z1等于传输线的特性阻抗Z0时，就是阻抗匹配了，匹配时，能够保证传输线的下一级射频器件得到全部的信号功率，而没有损失
22. 驻波比（VSWR）
    用于反应驻波大小；驻波比越大，驻波所占的比例越大，系统无线电波的传送问题就越大； 注释：驻波比的取值范围是1~+∞；驻波比等于1，此时没有任何反射；驻波比等于+∞表示全速驻波，没有传送能量在无线通信工程中，驻波比是衡量传输线和射频器件之间阻 抗匹配程度的重要指标（一般驻波比小于1.5）
23. 衰减系数（β）
    单位长度产生的损耗大小，单位为dB/m
24. 射频系统
    有射频接收和射频发送两部分组成；射频发送包括：调制 变频 功率放大；射频接收包括：滤波 功率放大 解调
25. 功率放大器（PA）
    功放放大的不是功率，也不是凭空产生了功率，因为能量不是凭空产生；功放放大了输入信号的变化，功放的输出功率的变化成倍地放大或反映了无线信号输入功率 的变化；但这并不是说，输出的信号功率来源于输入信号的功率 ；注释：1，功率放大器只是在输入和输出之间起到“反应，传递信息”的枢纽作用；2，功率放大器的本质是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用使输出信号功率随输入信号的规律变化小信号注入基极，则集电极流过的电流等于基极电流的β倍，经过若干级的电流和电压放大，就完成了功率放大
26. 增益
    天线增益是指在相同输入功率条件下，天线在最大辐射方向上某一点所产生的功率密度，与理想点源天线在同一点所产生的功率密度比值；天线的增益反映了天线将点波集中发射到某一方向上 的能力，增益越高发射出的能量也越集中
27. 带宽
    描述频率范围的方法，它等于器件或应用中最高频率和最低频率的差值；例：一个器件能容纳75MHz到125MHz的频率则带宽为50Mhz带宽和数据承载能力有直接关系，无线系统的带宽越宽，在一定时间内所承载的数据就越多，数据速率就越高
28. 插入损耗
    信号通过一个无源器件所经历的损耗为插入损耗
29. 频谱
    频率谱密度的简称，是频率的分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱
30. 频谱分析仪
    频谱分析仪主要用来测试射频的发送功率等
31. 矢量网络分析仪
    矢量网络分析仪主要用来测试射频的馈线衰减、驻波比等