浅谈WLAN对实时业务的支持以及WLAN的应用和发展( 二 )


IEEE802.11物理层的无线媒体决定了WLAN具有独特的媒体接入控制(MAC)机制 。IEEE802.11支持两种不同的MAC方案:第一种方案是分布协调功能(DCF),类似于传统的分组网,支持异步数据传输等异步业务,所有要传输数据的用户拥有平等接入网络的机会;第二种方案是点协调功能(PCF),基于由接入点控制的轮询(poll)方式,主要用于传输实时业务 。MAC子层由DCF和PCF两部分组成 。DCF直接位于物理层之上 。所有站点均支持DCF 。在Adhoc网中,DCF独立工作;在基本结构网中,DCF可独立工作也可与PCF共同工作 。
MAC子层负责信道分配过程、PDU寻址、帧形成、差错校验、分组拆装 。传输媒体可工作于竞争方式,每个站点传输任一分组时需对信道进行竞争接入;媒体也可在竞争期(CP)和非竞争期(CFP)间交替工作 。在非竞争期间,媒体的使用由接入点控制或作为中介,因而站点不必进行接入信道竞争 。
IEEE802.11支持3种不同类型的帧:治理帧、控制帧和数据帧 。治理帧用于站点与接入点的连接和分离、定时和同步、身份认证 。控制帧用于竞争期间的握手通信和正向确认、结束非竞争期 。数据帧用于在竞争期和非竞争期间传输数据,并且在非竞争期间可与轮询和确认(ACK)结合在一起 。无线媒体的优先接入通过使用各帧传输之间的帧间间隔IFS(interframespace)来控制 。IFS是传输媒体上的空闲时间 。有3种IFS:SIFS(shortIFS),PIFS(PCFIFs)和DIFS(DCFIFS) 。SIFS最短,PIFS居中,DIFS最长 。最高优先级帧使用SIFS传输,如接收站发送ACK给发信站时使用SIFS,以保证没有其它站干扰介入;PIFS用于实时性要求强的数据帧的情况;DIFS用于一般异步数据传输帧 。
DCF基于载波侦听多址接入/碰撞预防(CSMA/CA)而未采用有线LAN中主要使用的载波侦听多址接入/碰撞检测(CSMA/CD)多址接入方式 。这是因为站点传输时听不到信道碰撞 。由于无线信道动态范围大,在有效带宽内采用碰撞检测方式是很困难的,故只能采取随机退避方式以减少两帧碰撞的概率 。
另外,HIPERLAN也是草案标准 。与IEEE802.11标准不同的是,它不是由现存的产品或治理引出的,而是着手于满足一系列的功能需求 。HIPERLAN工作频段为5.15~5.30GHz和17.1~17.2GHz,数据率可达23.529Mbit/s 。它支持多跳选路(multihoprouting)、实时业务和节电特性,使用一种类似于CSMA/CD的接入方式来共享频带 。HIPERLAN主要集中在Adhoc连网应用和支持更高的数据率 。
二、点协调功能对实时业务的支持机制
PCF是可选功能,面向连接,提供无竞争帧传送 。PCF支持实时性强的业务,提供一定的QoS保证 。PCF依靠点协调器(PC)来执行轮询,使被轮询的站点不必竞争信道就可传送数据 。点协调器功能由基本业务群内的接入点完成 。基本业务群内能在非竞争期间工作的站点称为CF-aware站点 。维持轮询表和决定轮询顺序的方法可以进行设置 。
PCF需与DCF共存,逻辑上位于DCF之上 。非竞争期重复间隔(CFP周期)用于决定PCF产生的频率 。重复间隔内的一部分时间分配给无竞争业务流,剩下的提供给基于竞争的业务流 。非竞争期重复间隔由标志帧(B)初始化 。标志帧由接入点传送,主要功能之一是同步和定时 。非竞争期重复间隔长度是一可调参数,可随输入负荷而变化 。假如负载轻,接入点会缩短非竞争期,提供更多的时间给DCF 。图2所示为非竞争期重复间隔内PCF和DCF共存的情况 。
在非竞争期,假如某站由接入点轮询发送,该站可直接发送至同一基本业务群内的另一站或另一基本业务群内的某站 。当传送被引导至另一基本业务群内的某站时,源站将帧传至接入点,由接入点负责通过DS将帧转送至为目的站服务的远端接入点 。

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