IEEE 802.15.4 định nghĩa bốn cấu trúc khung MAC:
- Khung beacon: là một định dạng khung đặc biệt của khung MAC tổng quát, sử dụng để đồng bộ bộ các thiết bị, thông tin về siêu khung, thông tin về có dữ liệu chờ gửi đến thiết bị, thông tin về các GTS…
- Khung dữ liệu: chứa dữ liệu của các lớp phía trên.
- Khung ack (xác nhận): được sử dụng để phía thu xác nhận nhận việc truyền dữ liệu thành công tới phía gửi.
- Khung lệnh: truyền các bản tin điều khiển mạng lớp MAC.
Cấu trúc chung của khung MAC được mô tả trong hình 2.15a, nó gồm 3 phần : MHR (MAC header), tải MAC (MAC Payload) và MFR (MAC footer). Kích thước của các trường được tính theo đơn vị octet (8 bit).
Trường đầu tiên là trường điều khiển khung Frame Control (như hình 2.15b) định nghĩa loại khung (beacon, data, ack, lệnh MAC) chiếm 2 octet đầu của MHR. Frame Control gồm các trường con như sau:
- Frame Type(kiểu khung) : xác định kiểu khung là khung cột mốc, dữ liệu, xác nhận hay
khung điều khiển.
- Secutiry Enabled(cho phép bảo mật): Nếu trường con này được thiết lập với giá trị là 1 thì
khung sẽ có bảo vệ bảo mật và sẽ có thêm một trường Auxiliary Security HDR (chứa thông tin như là mức độ bảo mật và loại khóa bảo mật) trong MHR. Ngược lại, kích thước của
Auxiliary Security HDR là 0.
- Frame Pending : được sử dụng trong phương thức truyền dữ liệu gián tiếp, nếu nó bằng 1, có
nghĩa rằng đang có dữ liệu chờ ở thiết bị truyền cho thiết bị nhận.
- Ack Request (yêu cầu xác nhận) : nếu trường này bằng 1, phía nhận phải gửi một khung xác
nhận quay trở lại khi nhận thành công khung.
- PAN ID Compression: Khi truyền tin trong cùng PAN, PAN ID của cả thiết bị truyền và nhận
đều giống nhau vì vậy không cần thiết lặp lại PAN ID của đích và nguồn trong khung. Trường này giúp tránh lặp lại PAN ID. Nếu trường này có giá trị bằng 1, trong MHR chỉ cần chứa PAN ID của đích (chứa trong trường Destination PAN Identifier) và PAN ID của nguồn (chứa trong trường Source PAN Identifier) được giả sử là giống đích.
Hình 2-25 (a)Định dạng của khung MAC và (b) cấu trúc trường Frame Control.
- Reserved : 2 bit được dành cho dự trữ.
- Destination Addressing Mode (chế độ địa chỉ đích) và Source Addressing Mode(chế độ địa
chỉ nguồn) : hai trường con này xác định chế độ địa chỉ của thiết bị đích và nguồn (kiểu địa chỉ ngắn 16bit hay địa chỉ mở rộng 64bit). Độ dài của trường Destination Address và Source
Addresss trong MHR sẽ phụ thuộc vào 2 trường con này.
- Frame Version (Phiên bản khung) : chuẩn IEEE 802.15.4 có thể sẽ được cập nhật theo thời
gian nên trường con này được sử dụng để xác định phiên bản IEEE 802.15.4 được sử dụng để cấu trúc lên khung.
Trường tiếp theo trong khung cũng thuộc MHR là trường Sequence Number số trình tự chứa hoặc là số trình tự beacon BSN (Beacon Sequence Number) hoặc số trình tự dữ liệu DSN (Data Sequence Number) giúp phân biệt giữa các chuỗi khác nhau. Ví dụ nếu 2 khung được nhận có cùng giá trị trường này thì có nghĩa rằng chúng là cùng một khung được phát. Nếu khung đầu tiên được thu thành công, thì khung tiếp theo với cùng Sequence Number sẽ bị bỏ qua.
Giá trị của BSN và DSN được lưu trong các thuộc tính thuộc MAC-PIB là macBSN và
macDSN. BSN chỉ được sử dụng trong khung beacon. DSN được sử dụng trong bất cứ khung khác Một thiết bị khởi tạo giá trị macDSN/macBSN là một giá trị ngẫu nhiên và sẽ tăng nó sau mỗi lần truyền.
Phần MFR chỉ chứa một trường là FCS (Frame Check Sequence) là chuỗi kiểm tra khung cho phép phát hiện các lỗi có thể trong gói dữ liệu, nó dựa trên CRC của ITUT.