无线局域网MAC层协议详解

2023-11-25 理论教育版权反馈

【摘要】：为此，IEEE 802.11工作组的媒体访问控制改进任务组着手对目前802.11 MAC协议进行改进，使其可以支持具有QoS要求的应用。对分布式协同的修订标准称为增强型分布式协同。

随着用户的增多，有线网络中提出的业务要求，如视频、语音等实时业务在WLAN中也将得到满足。这些实时业务要求WLAN的MAC层能够提供可靠的分组传输，传输时延低且抖动小。为此，IEEE 802.11工作组的媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）改进任务组（即E任务组）着手对目前802.11 MAC协议进行改进，使其可以支持具有QoS（Quality of Service）要求的应用。

1.IEEE 802.11MAC协议

普通的802.11无线局域网MAC层有两种通信方式，一种叫分布式协同式（DCF）；另一种叫点协同式。分布式协同（DCF）基于具有冲突检测的载波侦听多路访问方法（CSMA/CA），无线设备发送数据前，先探测一下线路的忙闲状态，如果空闲，则立即发送数据，并同时检测有无数据碰撞发生。这一方法能协调多个用户对共享链路的访问，避免出现因争抢线路而谁也无法通信的情况。它对所有用户都一视同仁，在共享通信介质时没有任何优先级的规定。

点协同方式（PCF）是指无线接入点设备周期性地发出信号测试帧，通过该测试帧与各无线设备就网络识别、网络管理参数等进行交互。测试帧之间的时间段被分成竞争时间段和无竞争时间段，无线设备可以在无竞争时间段发送数据。由于这种通信方式无法预先估计传输时间，因此，与分布式协同相比，目前用得还比较少。

2.IEEE 802.11e的EDCF机制(www.chuimin.cn)

无论是分布式协同还是点协同，它们都没有对数据源和数据类型进行区分。因此，IEEE对分布式协同和点协同在QoS的支持功能方面进行增补，通过设置优先级，既保证大带宽应用的通信质量，又能够向下兼容普通802.11设备。

对分布式协同（DCF）的修订标准称为增强型分布式协同（EDCF）。增强型分布式协同（EDCF）把流量按设备的不同分成8类，也就是8个优先级。当线路空闲时，无线设备在发送数据前必须等待一个约定的时间，这个时间称为“给定帧间时隙”（AIFS），其长短由其流量的优先级决定：优先级越高，这个时间就越短。不难看出，优先级高的流量的传输延迟比优先级低的流量小得多。为了避免冲突，在8个优先级之外还有一个额外的控制参数，称为竞争窗口，实际上也是一个时间段，其长短由一个不断递减的随机数决定。哪个设备的竞争窗口第一个减到零，哪个设备就可以发送数据，其他设备只好等待下一个线路空闲时段，但决定竞争窗口大小的随机数接着从上次的剩余值减起。

对点协同的改良称为混合协同（HCF），混合查询控制器在竞争时段探测线路情况，确定发送数据的起始时刻，并争取最大的数据传输时间。

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