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技术应用标题：WLAN与WPAN的QoS机制对比分析( 三 )

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每个STA内可以采用虚拟队列的形式来实现8种不同的TC ， 并赋予不同优先级的QoS参数 。QoS参数可以由HC来修改 ， 并在信标帧中进行周期性的广播 。假如同一个STA内的多个TC的退避计数器同时减到0 ， 则会发生虚拟冲突 ， 调度器为优先权最高的TC分配TxOP来解决虚拟冲突问题 。还应该注重到 ， 802.11e的8种TC所定义的业务优先级与以太网中的IEEE802.1D/P/Q标准［６］对于以太网业务区分的定义是相同的 ， 这意味着802.11e可以与以太网QoS完美地结合 ， 这也有利于开发符合802.11e标准的QSTA、QAP产品 。
802.11eHCF扩展了EDCF的接入规则 。在CP期间 ， 使用EDCF规则检测到可用信道或者STA从HC处接收到QoSCF-Poll轮询帧后 ， 则TxOP开始 。TxOP是802.11e最重要的特性之一 ， TxOP定义了STA可以发送数据的时间段 ， 包括开始时间和最大持续时间 。QoSCF-Poll轮询帧在检测到信道空闲一个PIFS时间后不需延时就可以立即发送 ， 因此HC在CP中具有较高的优先权 。在CFP期间STA不能竞争接入无线信道 ， 只能等待HC发送QoSCF-Poll来分配TxOP 。CFP阶段在信标帧中声明的时间内结束 ， 或者也可以由HC发送CF-End帧来显式的结束 。
802.11e中还定义一种可以快速解决碰撞的受控式竞争协议 。每个QSTA的状态信息要及时更新 ， HC通过该状态信息得知某个STA是否有数据发送来确定是否要对该STA轮询 ， 以及轮询的开始时间和持续时间 。受控竞争机制答应STA通过发送资源请求来要求分配TxOP ， 而不用同其他的业务流竞争 ， HC根据当前资源状况对接收到的资源请求帧予以确认 。
三、IEEE802.15.3MAC协议及其QoS机制
在IEEE802.11WLAN迅速发展的同时 ， 另一种针对小型个域网络、家庭数字媒体网络的无线技术正在不断地引起研究者和产业界的注重 ， 那就是IEEE802.15WPAN任务组针对数字视频、图像等多媒体应用而制定的高速率WPAN标准IEEE802.15.3 。除了高速率外 ， 802.15.3将为便携式数字多媒体应用提供低功耗、低成本的解决方案 。同时 ， IEEE802.15.3任务组（TG3）还成立了802.15.3a研究组（SG3a）来寻找更高速率的物理层替代方案 ， 目前研究领域方兴未艾的超宽带（UWB）无线通信技术最有希望成为802.15.3a的PHY标准 ， 提供高达500Mbps的超高传输速率 。802.15.3a研究组有望在今年被批准为任务组（TG） ， 从而可以进行标准化的推进工作 。802.15.3a研究组所寻找的物理层替代方案需要要实现下述目标：(1)支持DV、高清楚DVD、高清楚度打印机、扫描仪 ， MP3播放器快速下载、数码相机静态图像传递等；
(2)在10m的距离提供110Mbit/s的传输速率 ， 小于10m的近距离时速度可达到500Mbit/s ， 以替代当前广泛使用的IEEE1394a（400Mbit/s） ， USB2.0（480Mbit/s）基于线缆的数据传输 。
802.15.3网络拓扑结构为基于中心控制的面向连接的自组网（AdHoc） 。网络初始化时 ， 由任一个节点（DEV）来担任WPAN的协调器/调度器（PNC） 。除了提供基本的网络同步之外 ， PNC还要根据预先定义的QoS策略以及当前剩余的信道时隙数量（CT,即ChannelTime）完成接纳控制、分配网络资源、治理节能请求等功能 。
802.15.3基于时隙的超帧结构由3部分组成：信标（Beacon）、信道竞争访问周期（CAP,即ContentionAccessPeriod）和信道无竞争周期（CFP,即ContentionFreePeriod）组成 ， 如图5所示 。
信标在每一超帧的开始发送 ， 载有网络的控制参数（网络同步、最大传输功率等）、信道时隙分配、超帧中传输的针对每一个业务流的指示信息等 。CAP周期预留来传送无QoS的数据帧 ， 如网内设备发出的认证、关联命令的请求和应答以及一些短的异步数据 。
在CAP周期内 ， 各设备采取载波侦听多路访问/冲突避免的访问控制机制来争用信道 。超帧的其余时间（CFP周期）用来传输有特定QoS的数据 ， 如高清楚度视频/音频流、大容量图像、音乐文档等 ， 这些数据根据各自所需的带宽、时延要求被分别封装到不同的GTS中 。各GTS的分配以及CAP和GTS之间的边界是动态可调的 。

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