IEEE802.15.4协议MAC层介绍.docx

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1．
低速无线个域网允许可选择性的使用超帧（suｐerfraｍe）结构。超帧的格式由协调器决定。在使用超帧结构的模式下,协调器会根据设置周期性的发送信标帧(beaｃon)，而超帧正是由网络中的信标帧划分的,中S fiｅｌｄ:ＧTS分配字段将非竞争接入期划分为若干个GTＳ
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,并把每个GＴS具体分配给相应设备。
Ｐｅnｄinｇ Addｒeｓs ｆｉeｌd:转发数据目标地址列出了与个域网协调器保存的数据相对应的设备地址。一个设备如果发现自己的地址出现在待转发数据目标地址字段里,则表明协调器存有属于该设备的数据,所以它就会向协调器发出请求传送数据的MAC命令帧。
　Beａcon Payload：信标帧负载数据为上层协议提供数据传输接口。例如在使用安全机制的时候，这个负载域将根据被通信设备设定的安全通信协议填入相应的信息。
在不使用超帧结构的网络里，协调器在其他设备的请求下也会发送信标帧。此时信标帧的功能是辅助协调器向设备传输数据,整个帧只有待转发数据目标地址字段有意义。
2)数据帧
Oｃｔets 2
1
０/2
０/2／８
０/2
０/2/8
vaｒiaｂｌｅ
２
Frame
Cｏｎtrol
Ｓｅｑuence
Ｎumbｅｒ
Dｅｓtinａｔiｏn
PAN Ｉｄｅntiｆｉｅr
Deｓｔiｎａｔiｏｎ
Addreｓs
Soｕrce　ＰAＮ
Identifiｅr
Ｓoｕrcｅ
Ａdｄress
DＡTA
Pａylｏaｄ
Ｆrａｍe　Cheｃk
Sequeｎｃe
MＡC Heａder
ＭAＣ Paylｏａd
MＡC　Ｆｏｏter
数据帧格式
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数据帧用来传输上层传到ＭAC子层的数据，它的负载字段包含上层需要传送的数据。数据负载传送至MAＣ子层时,被称为ＭAC服务数据单元。它的首尾被分别附加头信息和尾信息后，就构成了ＭＡＣ帧。
ＭAＣ帧传送至物理层后,就成为了物理帧的负载。该负载在物理层被“包装”,其首部增加了同步信息和帧长度字段。同步信息包括用于同步的前导码等。帧长度字段使用一个字节的低7位标识MAＣ帧的长度,所以ＭＡC帧的长度不会超过127个字节。
3)确认帧
Oｃtets 2
1
2
Fｒａmｅ　Ｃonｔrol
Ｓequence Ｎumｂｅr
Ｆramｅ Cheｃk Sequｅnce
MＡＣ　Ｈeaｄeｒ
MＡC　Fooｔeｒ
确认帧格式
如果设备收到目的地址为其自身的数据帧或ＭAＣ命令帧,并且帧的控制信息字段的确认请求位被置l,则设备需要回应一个确认帧。确认帧的序列号应该与被确认帧的序列号相同,负载长度为零。确认帧紧接着被确认帧发送，不需要使用CＳMA-CＡ机制竞争信道。
4）MAC命令帧
Ｏcｔets ２
1
4-2０
1
ｖariable
2
Ｆramｅ Ｃoｎｔroｌ
Sequeｎｃe Ｎｕｍｂer
Ａｄdresｓinｇ
Ｃoｍｍand
Ｃｏｍｍａnd
Fｒame Check
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Fiｅld
Ｆraｍe
Ｉdentifiｅｒ
Ｐａyloaｄ
Seｑｕeｎce
MAC Heａder
MSDＵ
MAＣ Fｏｏter
MAC帧格式
MＡC命令帧用于组建个域网，传输同步数据等。目前定义好的命令帧主要完成三方面的功能:把设备关联到个域网,与协调器交换数据,分配ＧＴS。命令帧在格式上和其他类型的帧没有太多的区别，只是帧控制字段的帧类型位有所不同。
数据传输模式
,低速无线个域网中存在着三种数据传输方式：设备发送数据给协调器、协调器发送数据给设备和对等设备之间的数据传输。在星形拓扑结构的网络中只存在着前两种数据传输方式,这是因为数据只在协调器和设备之间交换,设备之间的数据传输也要通过协调器来转发；而在点对点型拓扑结构网络中,三种数据传输方式都存在。
同时,根据超帧结构存在与否，低速无线个域网的通信模式又可以分为信标使能通信和信标不使能通信。
设备发送数据给协调器
在信标使能通信中,当设备要向协调器发送数据时，设备必须先接收协调器向网络中的广播的信标帧
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,当收到信标帧后，设备可以和协调器及网络中的其它设备在超帧上保持同步。然后设备可以使用sloｔted CSMA-ＣA竞争信道资源,向协调器发送数据帧。当协调器成功接收到数据帧后,协调器可以选择发送确认帧（ACK)给设备。发送确认帧时不需要通过ＣSMＡ-ＣA去竞争信道资源,而是紧跟着在数据帧之后发送。当设备成功收到确认帧后,本次通信结束。。