一、關(guān)于IEEE 802.15工作組

1、概述

1998年3月IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（LMSC）成立了IEEE 802.15工作組（WG，Working Group），該工作組（WG）成立之初叫無線個(gè)人網(wǎng)絡(luò)研究組，1999年5月改稱為無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN，Wireless Personal Area Network）工作組。成立IEEE 802.15工作組的目的，主要是致力于研究WPAN和短距離無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化問題。在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上，WPAN位于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈的末端，用于解決同一地點(diǎn)終端與終端間的連接。個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）設(shè)想將在便攜式和移動(dòng)計(jì)算設(shè)備之間產(chǎn)生無線互連，例如PC、外圍設(shè)備、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、呼機(jī)和消費(fèi)電子等，該網(wǎng)絡(luò)使用這些設(shè)備可以在不受其他無線通信干擾的情況下進(jìn)行相互通信和互操作。WPAN是基于計(jì)算機(jī)通信的專用網(wǎng)，是在個(gè)人操作環(huán)境下需要相互通信的裝置構(gòu)成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，無需任何中央管理裝置。對(duì)于單個(gè)設(shè)備而言要求既能提供主控功能又具有從屬功能的能力，除此之外，還要求設(shè)備能夠很容易地接入或離開現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)要適合運(yùn)行圖像、MP3和視頻剪輯等多種類型的文件。WPAN所覆蓋的范圍一般在10 m半徑以內(nèi)。

目前，IEEE 802.15工作組又改名為無線專業(yè)網(wǎng)絡(luò)（WSN，Wireless Specialty Networks）工作組，其研究范圍進(jìn)行了調(diào)整和擴(kuò)充。它當(dāng)然仍包括無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，特別是IEEE 802.15.4，已在全球廣泛部署。它又突出的是開發(fā)針對(duì)新興物聯(lián)網(wǎng)（IoT，Internet of Things）的無線網(wǎng)絡(luò)的開放共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，使下述這些設(shè)備能夠相互通信和互操作，包括移動(dòng)設(shè)備、可穿戴設(shè)備、光學(xué)無線通信（OWC，Optical Wireless Communications）設(shè)備、自動(dòng)駕駛汽車等。另外是發(fā)布具有廣泛市場適用性并有效處理與其他有線和無線網(wǎng)絡(luò)解決方案的共存和互操作性問題的標(biāo)準(zhǔn)，推薦的實(shí)踐或指南。工作組還致力于成為新技術(shù)和新應(yīng)用的孵化器，并發(fā)布了第一個(gè)利用THz RF頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)中心高速無線互連和重新配置的標(biāo)準(zhǔn)。802.15還是第一個(gè)制定OWC全球標(biāo)準(zhǔn)的組織。

2、關(guān)于下設(shè)的任務(wù)組

IEEE 802.15工作組（WG）根據(jù)要研究的項(xiàng)目下設(shè)了不同的任務(wù)組（TG，Task Group），且這些TG是在不斷的變化之中，有的早期的TG因完成或終止而關(guān)閉或休眠，如IEEE 802.15.1任務(wù)組、IEEE 802.15.3任務(wù)組、IEEE 802.15.5任務(wù)組等，目前活躍的主要是IEEE 802.15.4任務(wù)組及其它幾個(gè)任務(wù)組。IEEE 802.15工作組（WG）曾經(jīng)下設(shè)了十多個(gè)任務(wù)組（TG），其基本情況詳見下表1-2，包括任務(wù)組名稱、研究的內(nèi)容及目前活躍情況等。

表1-2：IEEE 802.15工作組曾經(jīng)下設(shè)的任務(wù)組情況

二、關(guān)于IEEE 802.15的系列標(biāo)準(zhǔn)

1、標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)

IEEE 802.15的無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）工作組，包括不同的任務(wù)組（TG）所研究制定的標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)也都是以編號(hào)802.15為根編號(hào)。不同的TG制定的標(biāo)準(zhǔn)，后綴相應(yīng)任務(wù)組的編號(hào)x（參見表1-2），即IEEE 802.15.x。如TG1的基于藍(lán)牙的低速率WPAN標(biāo)淮編號(hào)為IEEE 802.15.1；如TG3的更高速率WPAN（HR-WPAN）標(biāo)淮編號(hào)為IEEE 802.15.3；等等。

另外，各任務(wù)組（TG）對(duì)于所研究的標(biāo)準(zhǔn)，不同功能要求（如增強(qiáng)、補(bǔ)充等）的標(biāo)準(zhǔn)，或不同版本的修訂案標(biāo)準(zhǔn)，可再用后綴一位或兩位小寫英文字母來標(biāo)識(shí)。如IEEE 802.15.3a或IEEE 802.15.4z等。

一個(gè)完整的IEEE 802.15的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)還應(yīng)后綴發(fā)布年號(hào)，如IEEE 802.15.3-2016、IEEE 802.15.4s-2018，等等。

欲具體了解IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)規(guī)則情況請(qǐng)進(jìn)入。

2、標(biāo)準(zhǔn)的基本情況

我們知道，IEEE 802.15工作組是研究制定無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)同樣是研究制定的是網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問控制層（MAC）和物理層（PHY）規(guī)范。關(guān)于IEEE 802.15標(biāo)準(zhǔn)MAC和PHY規(guī)范重點(diǎn)是三個(gè)方面：一是基于藍(lán)牙的無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）方面，即IEEE 802.15.1系列標(biāo)準(zhǔn)；二是高數(shù)據(jù)速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）方面（HR-WPAN），即IEEE 802.15.3系列規(guī)范；三是低數(shù)據(jù)速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）方面（LR-WPAN），即IEEE 802.15.4系列標(biāo)準(zhǔn)。

另外，IEEE 802.15工作組還制定了WPAN相關(guān)應(yīng)用方面的標(biāo)準(zhǔn)，如可在人體（但不僅限于人體）內(nèi)部或周圍進(jìn)行操作（BAN，Body Area Networks），這是由TG6所制定的IEEE 802.15.6標(biāo)準(zhǔn)。還有針對(duì)對(duì)等感知通信（PAC，Peer Aware Communications ）的無線個(gè)人局域網(wǎng)（WPAN），這是由TG8所制定的IEEE 802.15.8標(biāo)準(zhǔn)。等等。

IEEE 802.15工作組還有其它任務(wù)組在制定與802.15相關(guān)的其它標(biāo)準(zhǔn)，如共存機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.2；WPAN中網(wǎng)狀拓?fù)涔δ艿?/span>IEEE 802.15.5標(biāo)準(zhǔn)；等等。上述的IEEE 802.15標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，大多已完成標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定工作，其相應(yīng)的任務(wù)組（TG）已處于關(guān)閉狀態(tài)或進(jìn)入休眠狀態(tài)，目前其基本情況匯總于下表2-2中。IEEE 802.15工作組研究制定了眾多標(biāo)準(zhǔn)，有許多已經(jīng)撤銷了或廢止了。目前IEEE 802.15工作組正在開發(fā)針對(duì)新興物聯(lián)網(wǎng)（IoT，Internet of Things）的無線網(wǎng)絡(luò)的開放共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

表2-2：IEEE 802.15已關(guān)閉或進(jìn)入休眠狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目

三、關(guān)于IEEE 802.15的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹

下述僅簡要介紹802.15.1（藍(lán)牙）、802.15.3（HE-WPAN）和802.15.4（HE-WPAN）三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。而下附件3整理匯總了IEEE 802.15工作組研究制定的所有標(biāo)準(zhǔn)的更具體的內(nèi)容介紹，含蓋了目前IEEE已發(fā)布過的所有802.15.1~802.15.10系列標(biāo)準(zhǔn)，包括相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的范圍和目的介紹、標(biāo)準(zhǔn)的版本和修訂案的介紹、標(biāo)準(zhǔn)的功能及技術(shù)介紹等。

附件3：IEEE 802.15的系列標(biāo)準(zhǔn)具體介紹

1、基于藍(lán)牙的WPAN標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.15.1

IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE 802.15工作組與藍(lán)牙特別興趣小組（SIG）合作共同完成的。IEEE 802.15.1是用于無線個(gè)人網(wǎng)絡(luò)的無線媒體訪問控制（MAC）和物理層（PHY）規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)在于在個(gè)人操作空間（POS，Personal Operating Space）內(nèi)進(jìn)行無線通信。藍(lán)牙無線系統(tǒng)就是一種最先出現(xiàn)的解決WPAN應(yīng)用的技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是功率消耗低，系統(tǒng)小型化且成本低。

源于藍(lán)牙v1.1版的IEEE802.15.1標(biāo)準(zhǔn)已于2002年6月14日由IEEE-SA的標(biāo)準(zhǔn)部門批準(zhǔn)成為一個(gè)正式標(biāo)淮，即802.15.1-2002，它可以同藍(lán)牙v1.1完全兼容。2005年又發(fā)布了802.15.1-2002修訂版802.15.1-2005（也稱802.15.1a），僅限于將802.15.1-2002（藍(lán)牙規(guī)范1.1）和藍(lán)牙規(guī)范1.2之間的更改合并到802.15.1-2002中。至此，IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)的研究已經(jīng)關(guān)閉，后來這兩個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)也已被撤銷，其新的標(biāo)準(zhǔn)由藍(lán)牙特別興趣小組（SIG）開發(fā)發(fā)布。IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)的更多具體內(nèi)容介紹詳見附件3中。

欲詳細(xì)了解藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)情況介紹的請(qǐng)進(jìn)入。

2、HR-WPAN標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.15.3

IEEE 802.15.3是針對(duì)高速無線個(gè)域網(wǎng)（HR-WPAN）制定的無線媒體訪問控制層（MAC）和物理層（PHY）規(guī)范。HR-WPAN的主要目標(biāo)是解決個(gè)人空間內(nèi)各種辦公設(shè)備及消費(fèi)類電子產(chǎn)品之間的無線連接，以實(shí)現(xiàn)信息的快速交換、處理、存儲(chǔ)等，其應(yīng)用場合包括辦公室、家庭。HR-WPAN應(yīng)屬于超寬帶（UWB）技術(shù)的范疇。

欲詳細(xì)了解超寬帶（UWB）技術(shù)介紹的請(qǐng)進(jìn)入。

2003年8月IEEE批準(zhǔn)了IEEE 802.15.3的第1個(gè)版本標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.3-2003，后來IEEE 802.15.3任務(wù)組又相繼研究推出了802.15.3a、802.15.3b和802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)，這些是對(duì)IEEE 802.15.3的功能的擴(kuò)充或技術(shù)上的擴(kuò)展，發(fā)布了802.15.3b-2005和802.15.3c-2009標(biāo)準(zhǔn)（802.15.3a未完成）。在2016年發(fā)布了第1次修訂版IEEE 802.15.3-2016，代替了802.15.3-2003、802.15.3b-2005和802.15.3c-2009。在2017年又相繼發(fā)布了三個(gè)對(duì)802.15.3-2016的修訂案：802.15.3e、802.15.3d和802.15.3f，是對(duì)802.15.3-2016的功能與技術(shù)的擴(kuò)充。IEEE 802.15.3這些標(biāo)準(zhǔn)的版本與修訂案更多具體內(nèi)容介紹詳見附件3中。

3、LR-WPAN標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.15.4

IEEE 802.15.4任務(wù)組（TG4）成立于2000年12月，是目前802.15工作組中最活躍的任務(wù)組，發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)最多。IEEE 802.15.4規(guī)范是一種經(jīng)濟(jì)、高效、低數(shù)據(jù)速率（低于250kbit/s）、工作在2.4GHz的無線技術(shù)（歐洲868MHz，美國915MHz），用于個(gè)域網(wǎng)（WPAN）和對(duì)等網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。支持傳感器、交互式玩具、智能徽章、遠(yuǎn)端控制和家用自動(dòng)化等，不適合傳輸語音，通常連接距離小于100m。這一技術(shù)方案的能耗和復(fù)雜度都很低，電池壽命可以達(dá)到幾個(gè)月甚至幾年。802.15.4是ZigBee應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的基礎(chǔ)。

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802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的第1個(gè)版本是發(fā)布于2003年10月1日的IEEE 802.15.4-2003，目前在2006年、2011年、2015年和2020年進(jìn)行了4次修訂。當(dāng)然，在這些版本之后，針對(duì)相應(yīng)的版本TG4又推出了有關(guān)修正案，對(duì)相應(yīng)的版本的功能、技術(shù)或應(yīng)用進(jìn)行了補(bǔ)充、擴(kuò)展。這些修正案眾多（目前其編號(hào)已由4a到4z），有的正式批準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)，有的發(fā)布的是草案（Draft）。對(duì)于這些修正案有的已經(jīng)被后續(xù)修訂版所取代，有的目前仍然有效。IEEE 802.15.4這些眾多標(biāo)準(zhǔn)版本和修訂案的更多具體內(nèi)容介紹詳見附件3中。

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