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IEEE 802. 15.4/ZigBee的MAC層(數(shù)據(jù)鏈路層、介質(zhì)接入控制層或媒體控制層)的主 要功能是為兩個(gè)ZigBee設(shè)備的MAC層實(shí)體之間提供可靠的數(shù)據(jù)鏈路，其主要功能包括以 下部分：

(1)通過(guò)CSMA-CA機(jī)制解決信道訪問(wèn)時(shí)的沖突。

(2)發(fā)送信標(biāo)或檢測(cè)、跟蹤信標(biāo)。

(3)處理和維護(hù)保護(hù)時(shí)隙(GTS)0

(4)連接的建立和斷開(kāi)。

(5)安全機(jī)制。

IEEE 802系列標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)鏈路層分成邏輯鏈路層控制(Logical Link Control, LLC)和 MAC兩個(gè)子層。LLC子層在IEEE 802. 6標(biāo)準(zhǔn)中定義為802標(biāo)準(zhǔn)系列所共用；而MAC子 層協(xié)議則依賴于各自的物理層。IEEE 802. 15. 4的MAC子層支持多種LLC標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)業(yè) 務(wù)相關(guān)匯聚子層協(xié)議承載IEEE 802. 2協(xié)議中第一種類型的LLC標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也允許其他 LLC標(biāo)準(zhǔn)直接使用IEEE 802. 15. 4 MAC子層的服務(wù)。LLC子層主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)包 分段與重組以及確保數(shù)據(jù)包按順序傳輸。

如圖4-23所示,IEEE 802. 15.4 MAC子層實(shí)現(xiàn)包括設(shè)備間無(wú)線鏈路的建立、維護(hù)與斷開(kāi)，確認(rèn)模式的幀傳送與接收，信道接入與控制，幀校驗(yàn)與快速自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)(ARQ),預(yù)留 時(shí)隙管理以及廣播信息管理等。MAC子層處理所有物理層無(wú)線信道接入。主要功能 如下：

(1)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)。

(2)與信標(biāo)同步。

(3)支持個(gè)域網(wǎng)鏈路的建立和斷開(kāi)。

(4)為設(shè)備的安全提供支持。

(5)信道接入時(shí)采用免沖突載波檢測(cè)多址接入(CSMA-CA)機(jī)制。

(6)處理和維護(hù)保護(hù)時(shí)隙(GTS)機(jī)制。

(7)在兩個(gè)對(duì)等的MAC實(shí)體之間提供一個(gè)可靠的通信鏈路。

MAC子層與LLC子層的接口中用于管理目的的原語(yǔ)僅有26條。相對(duì)于Bluetooth技術(shù)的131條和32個(gè)事件而言,IEEE 802. 15. 4 MAC子層的復(fù)雜度很低，不需要高速處理 器，因此降低了成本。

IEEE 802. 15.4 MAC層定義了兩種信道接入方法，分別用于兩種ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中：基于中心控制的星形網(wǎng)絡(luò)和基于對(duì)等操作的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。在星型網(wǎng)絡(luò)中，中心設(shè)備承 擔(dān)網(wǎng)絡(luò)的形成與維護(hù)、時(shí)隙的劃分、信道接入控制以及專用帶寬分配等功能，其余設(shè)備則根 據(jù)中心設(shè)備的廣播信息來(lái)決定如何接入和使用信道，這是一種時(shí)隙化的載波監(jiān)聽(tīng)和沖突避 免CSMA/CA信道接入算法。在對(duì)等的網(wǎng)絡(luò)中，沒(méi)有中心設(shè)備控制，也沒(méi)有廣播信道和廣播信息，而是使用標(biāo)準(zhǔn)的CSMA/CA信道接入算法接入網(wǎng)絡(luò)。

總線型局域網(wǎng)在MAC層的標(biāo)準(zhǔn)是CSMA/CD,即載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)。由于 無(wú)線產(chǎn)品的適配器不易檢測(cè)信道是否存在沖突，因此802. 15定義了一種新的協(xié)議，即載波 監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突避免。一方面，載波偵聽(tīng)，即可查看介質(zhì)是否空閑；另一方面避免沖突， 通過(guò)隨機(jī)的時(shí)間等待，使信號(hào)沖突發(fā)生的概率最小，當(dāng)介質(zhì)被偵聽(tīng)到空閑時(shí)，優(yōu)先發(fā)送。