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近年来,随着无线局域网(WLANWirelessLocalAreaNetwork)的高速发展和IEEE802.11标准的不断普及,在WLAN中如何对实时业务提供更好的服务质量(QoSQualityofService),引起了人们广泛的兴趣。
IEEE802.11标准定义了两种信道访问机制:分布式协调功能(DCFDistributedCoordinationFunction)[3]和点协调功能(PCFPointCoordinationFunction)。DCF通过载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CACarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)机制,为异步数据传输提供分布式的基于竞争的信道访问;PCF通过轮询(Polling)机制为实时业务提供无竞争的服务。为了对实时业务提供QoS,人们在DCF基础上做了许多基于优先级区分机制的改进,但在PCF基础上所作的研究较少。这是因为PCF是一种可选模式,大多数的无线网络产品不支持PCF。但是,因为PCF提供无竞争的服务,更能够为时延要求高的交互式实时应用提供QoS保证。
本文详细介绍了IEEE802.11MAC层机制,分析了现有无线网络的MAC协议。标准PCF采用的循环(RRRoundRobin)调度策略,只提供竞争服务和无竞争服务两个优先级的单一轮询。为了对音频、视频业务提供更加可靠的QoS,本文在PCF机制上提出了一种改进的调度机制MPCF。
在本文提出的改进的调度机制中,实时业务在竞争期CP内向PC提出申请。如果申请成功,PC将按一定的分配原则将站点列入轮询序列表并设置好各个活动站点的网络分配矢量(NAVNetworkAllocationVector)。PC在每个无竞争期CFP的起始阶段发送一个信标帧(BFBeaconFream),BSS内的所有站在每一个CFP开始,收到PC发送的广播轮询帧,配置好自己的网络分配矢量NAV。没有数据发送的站点保持静默,活动站点如果有数据要发送,在CFP内根据PC设置的网络分配矢量NAV值依次发送实时数据帧。改进的调度机制在CFP期间只需发送一次轮询帧,从而可以大大减小信道开销,提高信道利用率。最后作者在NS2中仿真了上述改进调度机制,仿真实验证明,改进后的系统能为实时业务提供更高的吞吐量,同时降低了实时业务的丢包率。