[周报全文]WLAN的QoS保障机制

2005-06-01 |  作者:佚名 |  来源:互联网 |  查看原文

摘要现在很多标准制定组和学者针对WLAN的QoS进行研究以期WLAN能够支持实时的多媒体数据流。

 

  QoS对于增强数据在无线局域网中传输的可靠性、减少资源争夺从而提高频带利用率具有重要意义。因此现在很多标准制定组和学者针对WLAN的QoS进行研究以期WLAN能够支持实时的多媒体数据流。

  为了支持实时应用的QoS,802.11协议中定义了两种媒体接入模式:同步模式PCF(Point Coordination Function)和异步模式DCF(Distributed Coordination Function)。这两种模式由IEEE任务组指定,以期提高MAC层的性能,其中DCF是802.11MAC的基本模式,PCF是802.11MAC的可选模式。在802.11 WLAN中有两种工作模式:DCF独立工作或者PCF和DCF协同工作。通常PCF只用在CFP(contention-free period)周期中,DCF只用于CP(contention period)周期中。在PCF中,由一个CFP和一个CP组成一个超级帧(super frame), 这个超级帧被周期性管理帧 (Beacon) 分隔。Beacon是一种管理帧,PC周期性的产生,它维持站点内本地定时器同步,并且负责传送与所采用协议相关的参数。

  DCF有两种传输模式:一种是two-way握手机制,即接收节点在成功接收到发送节点发送的数据包之后,主动的向发送站发送一个确认信息; 另一种是four-way握手机制,即发送站首先向接收站发送RTS(request to send)请求,接收站收到请求之后向发送站回发CTS(clear to send)来预留信道带宽(+微信网络世界),发送站接到CTS通知后开始向接收站发送数据,接收站收到数据后再向发送站回发确认帧ACK。RTS与CTS的长度分别为20字节和14字节,比最大数据帧长度(2346字节)要短很多,所以发生冲突的可能性较小。在RTS和CTS帧里存放有预留时长的信息,无线基站WSTA(wireless station)接收到RTS/CTS信息后会更新自己的网络分配矢量NAV(network allocation vector)的值,为竞争信道的WSTA进行数据交换预留一定的信道带宽。由于采用CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance)方式,发送站在发送帧之前需要监听信道,如果信道的空闲时间超过DIFS以上,站点就可以发送数据。

  IEEE802.1e MAC架构与802.11MAC架构兼容,并且改善了802.11协议对于QoS的支持,它引入了EDCF和HCF两种机制。为了满足QoS的要求,802.11e使用多优先级(8个)序列来分别处理不同的通信等级(TC)。此外,802.11e还提出增强型分布式协同(EDCF)和混合协同功能(HCF)。EDCF在争用周期CP内控制信道接入,而HCF既在CP又在CFP中控制信道接入,HCF是EDCF接入规则的拓展,它是PCF模式在802.11e协议的延伸,它由位于AP中的混合协调器HC(Hybrid Coordinator)控制。虽然每种QoS保障机制各不相同,但是对于无线网络传输的QoS都有显著地提高。随着QoS保障机制的不断完善,相信基于WLAN的应用将会越来越多,特别是一些实时性应用(如语音,视频等)将得到广泛应用。