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802.11e

鎖定
802.11e定義了無線局域網的服務質量(quality-of-service,QOS),例如對語音IP(voice-over IP)的支持。802.11e標準定義了混合協調功能(HCF)。HCF以新的訪問方式取代了DCF和PCF,以便提供改善的訪問帶寬並且減少了高優先等級通信的延遲。這稱作“增強分佈式協調訪問”(EDCA)的訪問方式擴展了DCF的功能,名為“混合控制信道訪問”(HCCA)的訪問方式擴展了PCF的功能。
中文名
802.11e
定    義
無線局域網的服務質量
例    如
語音IP(voice-over IP)的支持
取    代
DCF

802.11e訪問參數

EDCA指定了四種訪問類型,每一種類型對應一類數據。每一個訪問類別配置了四個參數:CWmin--最小競爭窗口;CWmax--最大競爭窗口;TXOP--發送機會限制;AIFS--仲裁幀間間隔。
為每一類數據設置這些參數能夠讓網絡管理員根據應用程序組合和通信量調整網絡。
DCF應用中,一個擁有待發送數據的站點要等到媒體空閒時才能發送。但是,採用802.11e標準,這個站點等待額外的時間段。額外時間段的長度根據要發送的數據類型而定。為這種數據訪問類設置的AIFS值定義額外等待時間段。
對於語音訪問類的數據,AIFS值應該設置的小一些;對於電子郵件和FTP類的數據,AIFS值應該設置的大一些。語音要求延遲時間短。小的AIFS值意味着語音數據能夠比不太敏感的通信更快地開始下一個階段的網絡競爭。
經過AIFS時間段之後,這個站點生成一個在CWmin和CWmax之間的隨機數字。高優先等級的訪問類應該設置低的CWmin和低的CWmax。
AIFS、CWmin和CWmax應該結合在一起進行設置。這樣,高優先等級的數據在大多數情況下都可以獲得訪問網絡的權限。為高優先等級數據設置的AIFS值與CWmax值相加的和應該大於為低優先等級數據設置的AIFS值與CWmin值相加的和,這樣,低優先等級的數據就不會完全被封鎖。
用於一個訪問類的TXOP定義一次發送的最大長度。如果要發送的數據太大不能在TXOP限制內發送,這個站點就把這個數據分多次發送。
對於語音數據的TXOP限制很小,因為語音數據包很短。對於FTP、電子郵件和網絡數據來説,應該設置較大的TXOP限制,這樣,當發送數據的時候,就不需要把數據分多次發送了。

802.11e運行機制

接入點能夠通過使用傳輸規範(TSPECs)控制網絡工作量。一個接入點能夠要求每一個站點為每一個訪問類發送一個傳輸規範請求。這個請求將具體説明這個站點為每一個訪問類申請的數據量以及可以承受多長時間的延遲。如果一個接入點計算它從各個站點收到的請求超過了網絡的容量,它將拒絕這些請求。如果一個申請遭到拒絕,提出申請的站點就不再發送那種訪問類的數據,並且必須把這種訪問類的數據結合到優先等級低的數據中。
同PCF一樣,HCCA是一種輪詢協議。當使用時,它總是能夠獲得訪問媒體的權限,因為它等待的時間比任何EDCA用户最短的AIFS時間還要短。HCCA能夠為每一個應用配置單獨的服務質量設置。位於接入點中的混合協調器(HC)輪流查詢單個的站點,並且根據已經配置的具體的服務質量設置批准訪問媒體的權限。這裏沒有競爭,因此,高優先等級數據的延遲不會隨着網絡通信的增加而遭到損失。

802.11e展望

IEEE 802.11e標準提供了目前語音和多媒體等應用需要的服務質量和增強的網絡性能。隨着新的應用的開發和使用IEEE 802.11e標準獲得了經驗,毫無疑問將需要進一步的研究和擴展這個協議。

802.11e其他

IEEE 802.11e協議主要是對802.11協議中MAC部分的增強,以實現多媒體業務QoS支持。802.11e協議主要基於HCF功能實現信道接入,其根據MAC層協議數據單元MSDU的不同的用户優先級(User Priority,UP)賦予不同的AC類型。UP和AC類型的具體對應關係見表1。
表1 UP和AC類型的對應關係 表1 UP和AC類型的對應關係
表1 UP和AC類型的對應關係
AC類型決定了不同的AIFS幀間隔,AIFS越短其競爭勝出的概率越高。802.11e中為不同AC優先級定義瞭如下AIFS幀間隔和競爭窗口,見表2。
見表2 AC窗口計算。
見表2 AC窗口計算 見表2 AC窗口計算
其中不同AC的AIFS由對應的AIFSN通過公式:AIFS[AC]=AIFSN[AC]×aSlotTime+aSIFSTime得到。下面給出了不同AC的AIFS和DIFS長度的關係,可以發
現當AIFSN=2時,對應的AIFS與DIFS長度一致。另外在802.11e中還定義了Block ACK機制,分為以下三個步驟來實現。
第一步,通過ADDBA Request/Response報文協商建立Block ACK協定。第二步,協商完成後,發送方可以發送有限個QoS數據報文,接收方會保留這些數據報文的接收狀態,待收到發送方的BlockAckReq報文後,接收方則迴應以BlockAck報文來對之前接收到的多個數據報文做一次性回覆。第三步,通過DELBA Request報文撤消一個已經建立的Block Ack協定。