CCA操作主要是通过CSMA-CA算法来实现的。在CC2430射频芯片中，它的操作将使用下面3种模式中的一种：
CCA模式l：当接收能量值低于能量极限时清除信道。 CCA模式2：没有接收到合理数据则清除信道。
CCA模式3：当能量值低于能量极限并且没有接收到合理的数据则清除信道。 这个操作的执行过程可以使用CC2430芯片中直接提供的硬件指令来执行。 （6） 物理层数据单元的格式
物理层协议数据单元(PPDU)的传输过程是先传送低字节再传送高字节。对于每一个字节的传送也是先传送低位再传送高位。每一个PPDU包含下面几个基本组成部分：
同步包头(SHR)：使接收设备同步锁定在比特流上。 物理层包头(PHR)：包含帧长度的信息。 可变长度载荷：携带MAC层帧信息。
物理层数据协议单元(PPDU)的通用格式如表1所示：
表1：物理层数据协议包
前同步码：包含4个字节，它由射频芯片自动产生并在数据发送过程中自
动插入。
帧分界符(SFD)：为一个单字节，用来指示数据包数据的开始。其格式如表2
表2：帧分界符(SFD)格式
帧长度子域指定了PSDU中包含的帧字节数，其意义如下： 0—4：保留。
5：MPDU(确认帧)长度。 6—7：保留。
8到aMaxPHYPacketSize：MPDU长度。
物理层服务数据包(PSDU)则为携带的MAC层协议数据单元(MPDU)，其长度可变。
（7）ZStack中的PHY层
在ZSTACK中PHY层目录包含有与硬件相关的配置和驱动及操作函数。ZigBee硬件层通过射频固件和射频硬件提供了一个从MAC层以硬件层无线信道的接口。在硬件层中，包含一个硬件层管理实体（PLME），该实体通过调用硬件层的管理
功能函数，为硬件层管理服务提供其接口，同时，还负责维护由硬件层所管理的目标数据库，该数据库包含有硬件层个域网络的基本信息。
工程PHY层目录结构如图7所示：
图7：PHY层目录结构
从中我们可以发现ZStack中大部分都是硬件相关的驱动和一些接口。其与硬件及芯片紧密相连。很多协议和算法的实现是依赖于芯片实现的。此部分内容当然是不开源的。
PHY层驱动程序介绍：
PHY层与硬件紧密相连，很多功能需要调用硬件驱动来完成。在许多算法上，CC2530在芯片级给于了诸多支持。其驱动程序在编码风格上使用了许多宏定义函数和变量。比如一个简单的LED灯闪烁功能，如果你顺着函数定义往下走，往往要往下找十多层才能找到芯片级的相关定义。所以具体的函数在此不在列出。需要指出的是TI公司良好的编码风格可以让我们“望文生义”，所以不管是在使用这些驱动还是改写驱动都将变得相对简单。
4.3.4 IEEE 802.15.规定的MAC层
从ZigBee协议栈体系结构来看，MAC层位于物理层(PHY)和网络层(NWK) 之问，它通过MAC层管理实体(MLME)和MAC层公共部分子层服务访问点向网络层提供相应服务。MAC层公共部分子层服务访问点主要负责从网络层接收数据， 在对等实体之间进行数据传送，向上层报告来自于其他设备的数据。MAC层管理实体(MLME)提供MAC层管理功能如信道扫描、网络关联、解关联、信标同步等，与此同时它还负责维护MAC层管理对象数据库即个域网信息基础(P：AN
information base，PIB)。
（1）信道接入
信道接入是MAC层的核心功能，它的目的主要是安排设备合理利用信道资源进行通信。当多个设备进行通信时，就需要合理安排通信资源。而IEEE802. 15.4中采用的是载波监听多址接入一冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance CSMA-CA) 协议。 （2）CSMA-CA协议介绍
我们已经知道协议规范要求通过CSMA-CA实现物理信道的有效访问。在ZigBee网络中有两种CSMA-CA算法:一种是在信标网络中采用基于时隙的CS MA-CA算法，另一种是在非信标网络中采用非时隙的CSMA-CA算法。
在CSM A-CA算法中有以下几个重要的参数:
NB(后退次数，Number Of Back): NB的初始值为0，当设备有数据要传送时，经过一段后退时间后，发送CCA检测，若检测到信道忙，则会再一次产生倒退时间，此时NB值会加1，在IEEE802.15.4中，NB值最大定义为4，当信道在经过4次的后退延迟时间后仍为忙，则放弃此次的传送，以避免过大开销。 BE(后退指数，Backoff exponent):取值范围为0}-5, 802.15.4推荐的默认值为3,最大值为5。当BE设为0时，则只进行一次碰撞检测。在IEEE 802.15.4中，失败的次数最多3次。
CSMA-CA协议介绍：
我们在课堂上学过CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的协议。它解决了如何在线缆上进行传输的问题，利用它检测和避免当两个或两个以上的网络设备需要进行数据传送时网络上的冲突。在802.11无线局域网协议中，冲突的检测存在一定的问题，这个问题称为\现象，这是由于要检测冲突，设备必须能够一边接受数据信号一边传送数据信号，而这在无线系统中是无法办到的。鉴于这个差异，在802.11中对CSMA/CD进行了一些调整，采用了新的协议CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)或者DCF(Distributed Coordination Function)。 CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。
CSMA/CA协议的工作流程分为两个分别是: 1.送出数据前，监听媒体状态，等没有人使用媒体，维持一段时间后，再等待一段随机的时间后依然没有人使用，才送出数据。由於每个设备采用的随机时间不同，所以可以减少冲突的机会。 2.送出数据前，先送一段小小的请求传送报文(RTS : Request to Send)给目标端，等待目标端回应 CTS: Clear to Send 报文后，才开始传送。 利用RTS-CTS握手 (handshake)程序，确保接下来传送资料时，不会被碰撞。 同时由于RTS-CTS封包都很小，让传送的无效开销变小。CSMA/CA通过这两种方式来提供无线的共享访问，这种显式的ACK机制在处理无线问题时非常有效。然而不管是对于802.11还是802.3来说，这种方式都增加了额外的负担，所以802.11网络和类似的总是在性能上稍逊一筹。
CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别
CSMA/CD：带有冲突检测的载波监听多路访问，可以检测冲突，但无法“避免”。
CSMA/CA：带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信
道上有无冲突，只能尽量‘避免’；
1.两者的传输介质不同,CSMA/CD用于总线式以太网,而CSMA/CA则用于无线局域网802.11a/b/g/n等等；
2.检测方式不同,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；
（3）MAC层帧结构 1. 超帧结构
ZigBee协议规范中允许选择性的使用超帧模式，即是将多个帧组合在一起的情况。超帧中有一定的时间间隔，被划分为16个相等的时隙。 2. 信标帧
在信标网络中，协调器通过向网络中的所有从设备发送信标帧，以保证这些 设备能够同协调器进行同步，从而使得网络运行的成本最低。
表3.4.3： 信标帧结构
说明：协议规范MAC层中有两种信道接入模式，一种是信标模式，另一种是非信标模式。信标模式当中规定了一种“ superframe”的格式，在超帧的开始发送信标帧，里面含有一些时序以及网络的信息，紧接着是竞争接入时期，在这段时间内各节点以竞争方式接入信道，再后面是非竞争接入时期，节点采用时分复用的方式接入信道，然后是非活跃时期，节点进入休眠状态，等待下一个超帧周期的开始又发送信标帧。而非信标模式则比较灵活，节点均以竞争方式接入信道，不需要周期性的发送信标帧。 3. 数据帧
在ZigBee设备之问进行数据传输的时候，要传输的数据由应用层生成，经过逐层数据处理后发送给MAC层，形成MAC层服务数据单元(MSDU)。通过添加MAC层帧头信息和帧尾，便形成了完整的数据帧，其结构如表
表：数据帧结构
4. 确定帧
为了保证设备之问通信的可靠性，发送设备通常要求接收设各在接收到正确的帧信息后返回一个确认帧，向发送设备表示已经正确的接收了相应的信息。
表： 确定帧结构
5. 命令帧
为了对设备的工作状态进行控制，同网络中的其他设备进行通信，MAC层将根据命令类型生成相应的命令帧。其帧结构如图所示。 表：命令帧结构
（4） ZStack中的MAC层
其协议的实现主要依靠PHY提供的服务，关键的算法也不会给出源码。需要指出的是其许多算法的实现如CSMA/CA都是由CC2530芯片实现的。其目录结构也不在此展示了。
4.3.5 ZigBee2007的网络层。
到这里才是ZigBee联盟所规定协议的开始。在上两层其工作与硬件相关性比