802.11 PCF/DCF

DCF

以CSMA/CA为基本的接入方式，尽可能避免冲突

载波侦听机制

•  物理载波侦听：

        由物理层提供，若报告“媒介忙”则认为媒介忙，否则媒介空基于能量感知和信号特性感知

•  虚拟载波侦听 ：

       网络分配矢量NAV (Network Allocation Vector)，媒介空闲剩余时间值，由MAC data frame的Duration字段来提供媒体预留信息，实质为一个计时器，为0空闲

· 媒介闲置时间 >DIFS （ EIFS ），立即进行传输

    之前帧接收无误，媒介至少空出DIFS；

    之前帧传输出现错误，至少空出EIFS。

· 媒介忙碌，等候至再度闲置 DIFS （访问延迟），同时准备指数退避过程。

v 随机退避时间

    Backoff Time=Random() ×SlotTime

    Random()取自[0,CW)一个随机值

PCF

v DCF 提供尽力而为 (Best-Effort) 的服务 , 无法满足 实时业务 对 时延 和 抖动 等指标的需求。

v 为了提供延迟受限的服务 ,802.11 标准在 DCF 的基础上定义了 PointCoordination Function ,PCF

v PCF 基本原理是利用点协调器 (PointCoordinator) PC 对节点进行轮询 , 集中控制介质的访问。

v PCF 只能应用于 有基础设施 的 WLAN 中 , 由接入点 AP(Access Point) 来担任点协调器

PCF 以超帧为周期来进行数据帧的发送 , 每个超帧周期包括一个无竞争阶段 (CFP: Contention- Free Period) 和一个竞争阶段 (CP: Contention Period) , CFP 阶段传输实时业务 , PCF 起作用 ; CP 阶段传输非实时业务 , DCF 起作用

在每个 CFP 的标称时间开始时刻,PC 将侦听媒介。当PC检测出信道空闲时间达到PIFS后，PC 发送一个包含CF参数集信息的信标帧。发出初始化CFP的信标帧之后，PC至少等待一个SIFS，然后根据情况发送数据帧或轮询帧。

轮询列表

v 接入点根据轮询列表（ poll-list ）分别询问关联的工作站。

v 工作站必须在得到轮询后才能传送数据。一个 CF-Poll 授权发送一个帧。

v 工作站与接入点关联后就被列在轮询列表中

v AssociationRequest 帧包含表明是否在无竞争周期内响应轮询的字段。

PCF的轮询调度算法

PC到Station

v Round-RobinScheme (R-Poll) ：地址从小到大轮询

v CyclicShift Polling Scheme (CS-Poll) ：循环移动列表顺序

v First-In-First-OutPolling Scheme (FIFO) ：缓存队列里数据帧的顺序

v BSS 中的 STA 从 PC 接收到正确的帧后，此时如果站点存在数据要发送， STA 等待短帧帧间间隔 SIFS 后将发送数据应答帧。

v PC 在每个 CFP 结束时发送 CF-End 帧或 CF- End+ACK 帧

v 从任何一个 BSS 中接收到 CF-End/ CF- End+ACK 的 STA 复位其 NAV ，以便顺利进入 CP 内

v 信标帧与该 CFP 与 CF-End 之间使用 SIFS 发送帧

v 除非 PC 处于希望得到某个 STA 发送的 ACK 帧，等待 SIFS 时间后却没有得到任何响应的状态，这样 PC 将等待 PIFS 时间后继续轮询其它 STA 

来自AP的帧

DATA

CF-ACK

CF-Poll

CF-Poll + DATA

CF-Poll + CF-ACK

CF-Poll + CF-ACK + DATA

CF-End

CF-End + CF-ACK