IEEE协议性能分析+文献综述(5)
2.1.3 随机退避机制
退避时间选取如下：
是竞争窗口大小，是介于 与 之间的整数, 当一帧进入发送缓存时CW初始化为 ，以后每次尝试重传后 加倍直至 ,它是SlotTime的整数倍。
是随机函数，产生的随机数在 中均匀分布。
是由系统决定的基本延迟单位。
由于无线信道的特性，为了降低信道冲突的概率，提高信道的利用率和吞吐量，引入了随机退避机制，IEEE802.11MAC协议用的是二进制退避算法(BEB)。通常信道在忙的时候，退避延迟计数器将停止计时，并将当前值锁定为下一个退避的延迟时间。在退避状态下，检测到信道空闲时退避计时器开始计时，其间如检测到信道忙，则退避计时器停止计时，直至信道空闲时间大于DIFS后计时器恢复计时。当多个站延迟并进入随机退避状态后，退避值最小的站将在竞争中获得介质访问权；其他在竞争中失败的站点会保持退避状态直到下一个DIFS。这样在下一次竞争中这些站可能会比新进入退避的站有更短的退避时间，避免了有的站永远不能获得介质访问权的可能。
2.2 MAC层访问机制
IEEE802.11定义了两种不同的MAC机制:分布式协调功能(DCF,Distributed Coordination Function)，类似于传统的分组网，支持异步数据传输等一些业务，所有要传输数据的用户拥有平等接入网络的机会;分布协调功能DCF是数据传输的基本方式，直接位于物理层之上，作用于信道竞争期(CP)，所有站点均支持DCF。点协调功能(PCF，Point Coordination Function)，基于接入点控制的轮询访问(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。点协议功能PCF建立在DCF基础上，工作于非竞争期，两者总是交替出现，先由DCF竞争媒体使用权，然后进入非竞争期(CFP)，由PCF控制数据传输。
图2-2 IEEE 802.11协议基本框架
2.2.1 分布式协调功能DCF( Distributed Coordination Function )
DCF是无线网络对共享信道的一种访问控制机制，基于分布式控制的竞争式共享介质方法。其核心是带冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA) 技术，在该技术中，所有站点侦听信道的同时决定是否发送报文，并在发生冲突后采用二进制指数退避（BEB）算法进行冲突避免。同时，所有成功接收报文的站点都要立即返回一个正确确认（ACK）报文给源站点。如果超过一定的时间没有ACK到达的话，源站点会安排重传。DCF比较简单，健壮性较好，标准规定DCF是节点的默认工作方式。
2.2.1.1 载波侦听机制
CSMA/CA机制里，载波侦听是非常重要的技术。载波侦听在发现介质空闲时，站点就可以启动介质竞争过程，竞争信道。与有限局域网中的完全依赖物理层实现不同，在无线网络中，除了物理检测方式，还采用了虚拟载波侦听机制，用逻辑方法对信道的占用情况进行预测。
虚拟载波侦听不是通过介质上的信号情况来侦听载波，而是从MAC帧中携带的相关信息来实现一种逻辑预测，简单说，就是每个帧携带发送站下一个帧将持续时间的信息，相关各站点根据这个信息对信道占用进行预测。如果一个站点没有听到持续时间字段，比如侦听载波时，帧的持续时间字段已经传过，站点只能依靠物理层检测。
2.2.1.2 基本CSMA/CA协议
CSMA/CA协议是减少多个共享信道的站点间发生冲突的可能性的机制。由于载波侦听功能的作用，在信道由忙变空闲的时刻，冲突发生的可能性最大，这是因为多个站点都可能在等待信道重新变得空闲。这就使得采用随机退避过程从而解决信道竞争冲突的机制成为必要,这个协议的基本思想如图2-3所示。