59、优化IEEE 802.11 DCF性能的新算法

优化IEEE 802.11 DCF性能的新算法

在无线局域网（WLAN）领域，IEEE 802.11标准的分布式协调功能（DCF）虽然基础且重要，但存在一些性能瓶颈。本文将介绍两种优化方案，一种是用于降低数据包碰撞概率的异步退避算法（asyn-DCF），另一种是用于减少能量消耗的动态时隙分配协议（Slotted-PSM）。

1. IEEE 802.11 DCF的同步特性问题

IEEE 802.11 DCF覆盖了WLAN的MAC子层和物理层，MAC子层定义了基本的分布式协调功能（DCF）和可选的点协调功能（PCF）。在802.11 DCF中，所有站点必须遵守以下两条规则：
- 规则R1 ：如果在特定退避时隙内没有检测到介质活动，则退避计时器以aSlotTime为步长递减。
- 规则R2 ：如果在退避时隙内检测到介质忙，则退避计时器暂停，直到介质空闲DIFS时长后恢复。

这两条规则导致所有站点的退避计时器同步递减、暂停和恢复，我们将这种特性定义为802.11 DCF的“同步”特性。这种同步特性使得当两个或更多站点的退避计时器随机设置为相同值时，它们会同时归零，从而导致数据包碰撞概率升高。

2. 异步退避算法（asyn-DCF）

为了打破802.11 DCF的同步特性，提出了异步退避算法asyn-DCF。其基本思想是，当特定退避时隙内没有介质活动时，退避计时器以概率pw（行走概率）递减aSlotTime。

asyn-DCF算法步骤如下：
1. 传输成功后，站点将退避计时器设置为 aSlotTime × u