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无线传感器网络是当今工业界和学术界的研究重点，在许多领域有着非常广阔的应用前景。IEEE802.15.4是IEEE专门针对低速无线个人区域网络制定的标准，该标准低能量消耗、低速率传输、低成本的特点使其特别适合用于无线传感器网络。在无线传感器网络的许多应用上，都有着一些严格时延要求的实时业务。在IEEE802.15.4的MAC协议中有信标模式和非信标模式两种模式。在信标模式下，为了满足实时业务的低时延要求，节点可以申请GTS传输实时业务。这种方法在网络负载不重的情况下，有较好的效果。但是GTS申请帧是和普通数据帧一样在竞争期通过CSMA/CA机制竞争发送的，在网络负载较重的情况下，GTS申请帧存在较大的发送延时，影响了实时业务的传输。为了满足实时业务的低时延性要求，本文对IEEE802.15.4的MAC协议进行了改进，设计了一种基于独立GTS申请窗口的GTS申请机制，并在改进的MAC协议中加入了自适应占空比算法。改进后的MAC协议在兼顾非实时业务性能的情况下，实时业务的性能得到了较大的提升。