9.PCF无竞争服务

1.PCF操作

使用PCF时媒介时间会被划分为无竞争周期(contention-free period,简称CFP)以及竞争周期(contention period,简称CP)。

于无竞争周期内保留媒介使用权

无竞争周期一开始,接入点就会送出一个Beacon帧,该Beacon帧中的CFPMaxDuration(无竞争最大持续期间)字段,用来表明周期最长持续多久。所有收到此Beacon的工作站会将NAV设定为此时间值,并将DCF媒介访问排除在这段期间之外。

轮询列表

接入点接管无线媒介之后,会根据轮询列表(polling list)分别询问与之关联的工作站是否有数据待传。在无竞争周期内,除非关联以轮询帧提出请求,否则工作站不得传送数据。无竞争轮询帧通常简写为CF-Poll。一个CF-Poll帧代表授权传送一个帧。除非接入点送出多次轮询请求,否则每次只能传送一个帧。

2.来自接入点的传输

通常在无竞争周期内,所有传输都只以SIFS(短帧间间隔)加以隔离。为了确保点协调单元掌握了媒介控制权,如果经过一段PIFS(PCF帧间间隔)未得到回复,就会继续询问列表中下一个工作站。
点协调单元有四项主要任务。除了传递缓存帧以及接收工作站响应之类“正常的”任务,点协调单元可以征询轮询列表中的工作站以允许他们传送帧。此外,点协调单元还要传送管理帧。
在无竞争周期内可以使用下列帧:

Data(数据)

当接入点要送出一个帧给工作站但是不必确认之前所传的信息时,就会使用标准的数据帧。

CF-ACK(无竞争周期的确认)

如果没有数据待传,工作站就会以此帧确认之前所收到的帧。

CF-Poll(无竞争周期的轮询)

CF-Poll帧是由接入点发送给移动式工作站的,用来赋予移动式工作站传送一个缓存帧的权利。只有当接入点没有数据要传给移动式工作站时才会使用这个帧。

Data+CF-ACK

数据时针对帧接收发送的,确认信息则是针对之前传送的帧。

Data+CF-Poll

接入点使用此帧传送数据给某移动式工作站,然后请求对方传送一个待传帧。

3.无竞争周期的持续时间

如果CFP(无竞争周期)被压缩,在以Beacon(信标)声明无竞争操作开始之前,还是允许正在进行中的帧完成交换。CFP被压缩多少时间,取决于延迟多久。无竞争服务的结束时间不能晚于预定的开始点之后所允许的最长时间,改时间点称为目的信标传送时间(Target Beacon Transmission Time,简称TBTT)。
点协调单元(point coordinator)也可以送出一个CF-End,在超过最大持续期间(maximum duration)之前中止无竞争周期(CFP)。

4.无竞争周期结束(CF-End)

无竞争周期结束时,接入点会送出一个CF_End帧,让工作站脱离PCF访问规划,然后开始采用基于竞争的服务。CF_End帧的格式如下图。

Frame Control(帧控制)

帧的子类型设定为1110,代表CF-End帧

Duration(持续时间)

CF-End用来声明无竞争周期的结束,因此不需要延长虚拟载波监听时间。Duration会被设置为0.

第一个地址字段:Receiver Address(接收端地址)

接收端地址会被设定为广播地址

第二地址字段:BSSID

接入点会将CF-End发布给其BSS中与之关联的所有工作站,因此第二个地址字段必须填入BSSID

5.CF_End+CF-ACK

当无竞争周期结束,接入点会送出一个CF-End帧,让工作站脱离PCF访问规划,同时以DCF开始基于竞争的服务。如果接入点必须同时响应之前所收到的数据,则可用CF-End+CF-ACK帧于结束周期的同时顺便加以响应。CF-End+CF-ACK的格式如下:

Frame Control(帧控制)

帧的子类型设定为1111,代表CF-End+CF-ACK帧

Duration(持续时间)

此帧用来声明无竞争周期的结束,因此不需要延长虚拟载波监听时间。Duration字段会被设为0。

第一个地址字段:Receiver Address(接收端地址)

接收端会被设为广播地址

第二个地址字段:BSSID

第二个地址字段必须填入BSSID

6.CF参数集

支持无竞争操作的接入点可能会在帧中使用CF参数集信息元素。如下图。CF参数集信息元素若被包含在Beacon帧中,可通知所有移动式工作站开始进行无竞争操作。这些参数集信息元素被包含在Probe Response帧中,则可以让工作站明白BSS支持哪些无竞争选项。

CFP Count(CFP计数器)

此字段占用一个字节,用以下告知一个无竞争周期开始前还会传送几个DTIM帧。如果为0,那么当前的帧代表无竞争服务的开始。

CFP Period(CFP周期)

此字段也占用一个字节,用来指示两个无竞争周期相距多少个DTIM间隔

CFP MaxDuration

这个值是以时间单位(time unit,简称TU)作为计量单位,用来指示无竞争周期最长可以延续多久。移动式工作站会以这个值来设定NAV,表示在这整个无竞争周期,媒介均处于忙碌状态。

CFP DurRemaining

这个值也会是以时间作为计量单位,用来指示当前的无竞争周期还有多长时间。在整个无竞争周期,移动式工作站会以这个数值来更新NAV。使用DCF范围时,这个值会被设为0。

7.电源管理与PCF

无竞争周期节省电力的方式和基于竞争的周期类似,不过有些小小的例外。两者主要的差异为无竞争周期的帧传送必须遵循PCF规则,因此只有在接入点询问是才可以传送缓存帧。不支持PCF操作的工作站必须等到基于竞争的服务重新启用时才可以取回缓存帧。在无竞争期间,不允许列于轮询表中的工作站进入休眠状态。

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