【正文】 S I F S數(shù) 據(jù)S I F S圖 33 RTS/CTS 接入機制 如果包的大小超過分段閾值（ fragmentation threashold），在發(fā)送前還必須加以 分段，所有分段將在一個片段突發(fā)期全部發(fā)送出去， 即多片連發(fā)。站點物理速率越高，有效載荷占用的發(fā)送時長將越短，固定的非有效載荷占用整個傳輸時長的比例將越大。為了確保點協(xié)調(diào)單元掌握了媒介控制權(quán)，如果經(jīng)過一段 PIFS 未得到回復(fù)，就會繼續(xù)詢問列表中下一個工作站。點協(xié)調(diào)單元也可 以送出一個 CFEnd 幀，在超過最大持續(xù)期間之前中止無競爭周期。 增強分布式信道訪問 EDCA EDCA 是在 DCF 基礎(chǔ)之上提出的競爭機制，它以將不同業(yè)務(wù)流設(shè)定為不同優(yōu)先級來競爭信道的方式將傳統(tǒng)的 DCF 機制進行了增強和擴展。在加入 AIFS[AC]以及 CWmin[AC]與 CWmax[AC]之后，原始 DCF 的信道競爭方式就變成了 EDCA 的信道競爭方式 。 表 22 是 所規(guī)范的 EDCA 工作站的默認(rèn)參數(shù)值。與 PCF 中將超幀清晰的劃分為 CP 和 CFP 階段的方式不同， HCCA 機制中引入了控制接入階段 CAP 的概念，一旦信道被 QAP 中的 HC 控制，其余的 QSTAs 不再進行競爭，而 是由 QAP 利用 HCCA 機制對站點進行輪詢。 與 PCF 中 PC 僅負(fù)責(zé)下達(dá)允許輪詢命令而并不確定被輪詢站點具體占用信道時間長度的機制不同， HCCA 中被輪詢 QSTA 允許占用信道的時間由 HC 告知，這就是每個 QSTA 的 polled TXOP。 HCCA 模式下， 標(biāo)準(zhǔn)中給出的計算各個 QSTA 的 TXOP 的持續(xù)時間需要的參數(shù)為：平均數(shù)據(jù)速率ρ (Mean Date Rate)， 最大包大小 L(Nominal MSDUSize)，物理傳輸速率 R (Physical Transmission Rate)，時延限制 D (Delay Bound)，服務(wù)間隔 SI (Service Interval)，采用的參考算如下： (1) 計算站點所需的公共服務(wù)間隔 SI(Service Interval)，即兩次成功服務(wù)之間 的時間間隔。 標(biāo)準(zhǔn) EDCA 機制對不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)使用不同的 CWmi n 和 CWmax，在 標(biāo)準(zhǔn)中各個站點的不同 AC 的競爭窗口 CW 采用靜態(tài)設(shè)定的方法，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)沖突時將當(dāng)前競爭窗口加倍，達(dá)到最大競爭窗口 CWmax 且未超過重傳次數(shù)時保持在 CWmax；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送成功之后，競爭窗口重新設(shè)為最小值 CWmin 。 succ _ old [i ] = 0， succ _ new[ i] = 0，二者分別表示連續(xù)兩次成功傳輸?shù)某晒Ω怕实臍w一化值。 當(dāng) 前 counter _ pause[ i]值表示目前傳輸過程中總共重傳的階數(shù)， sum _ rand [i]統(tǒng)計的是目前傳輸過程中所有 rand [i]的總和。新的 CW 計算完成之后，令 _ [ i ] _ [ ]suc c ol d suc c ne w i?，以便進行下一次的計算。由 (37)可知，該因子的目的是了使新的競爭窗口能根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)情況較為離散的分布在最小窗口和 當(dāng)前窗口之間，當(dāng) dis _factor 增大，則競爭窗口增大，當(dāng) dis _factor 減小，則競爭窗口減小。對于 SI 的調(diào)整，常見算法一般根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整 SI，若是負(fù)載較高，則選用較大的 SI，負(fù)載較低時，減小 SI 的值，使得網(wǎng)絡(luò)中各個站點的輪詢變得頻繁。同時，這種按照站點實際服務(wù)間隔的需要進行輪詢方式，降低了輪詢的頻率，從而減小了網(wǎng)絡(luò)中的額外消耗。 2) 確定 QSTA 被輪詢的時間。 按照 iSI 的大小排序，按照 RR(roundrobin)的方式依次進行 iTD 的計算： k 1 m a x ( , ) , [ 1 , ]n i i ii iiN L MTD O O k NRR??? ? ? ?? 公式（ 311） 其中， N 為站點數(shù)， iR 為最小物理傳輸速率， M 為允許 MSDU 的最 大值，O 為額外開銷 (例如：幀間間隔 IFS、輪詢幀和 ACK 的時間 )。 1 1Nk k cpkTD TD T T? ?? ? ?? 公式（ 312） 式（ 312） 表示當(dāng)有新的站點 k+1 進入網(wǎng)絡(luò)時，首先應(yīng)該確定分配給它的 TXOP 與之前 N 個站點 TXOP 之和是否小于一個超幀時長與超幀中競爭時長的差，若是滿足式 (312)，則允許站點 k+1 接入，否則該用戶被拒絕。針對于此提出一種自動協(xié)商構(gòu)建 WDS 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化 方案，該方案包括無線網(wǎng)橋自動組網(wǎng)協(xié)議的設(shè)計和協(xié)議棧具體的應(yīng)用兩個方面。 無線分配系統(tǒng) （ WDS） 的應(yīng)用使得無線網(wǎng)橋可以工作于混合模式，為用戶提供了靈活、簡便的全新的無線局域網(wǎng)組網(wǎng)方式。 Smart_ID 是由用戶在配置 WDS 網(wǎng)絡(luò)過程中輸入的長度小于 16 個字節(jié)的字符串。針對 SBNP 控制幀頭字段詳細(xì)說明如表 62： 表 62 SBNP 控制幀頭字段說明 字段名稱 中文解釋 長度 字段說明 Version 版本信息 1 byte 表示協(xié)議當(dāng)前是哪個修訂版本。 FCS 校驗和 2 bytes 校驗幀頭，如果正確接收幀否則丟棄。 (2) 接收到探測消息幀的無線網(wǎng)橋 B，取出 RN 字段和自己的 Smart_ID2，然后計算 K2=MD5(RN + Smart_ID2)，并將 K2 放入探測響應(yīng)消息幀中發(fā)送給無線網(wǎng)橋 A。 IEEE 組織已經(jīng)分配的以太網(wǎng)類型也不是很多，類型字段要求其值大于十六進制數(shù) 0x0600，其中 0x0999 沒有被使 用。通常無線網(wǎng)絡(luò)中的熱點出現(xiàn)后，某 AP 的負(fù)載可能超過限制，大量的業(yè)務(wù)和用戶競爭該 AP 的資源，造成該 AP 上的業(yè)務(wù)的 QOS 發(fā)生惡化，并可能長期處于這種狀態(tài)。 接入式負(fù)載均衡 接入式負(fù)載均衡是通過控制終端的接入來實現(xiàn)負(fù)載均衡。近年來，學(xué)術(shù)界出現(xiàn)了許多終端主控負(fù) 載均衡算法。比如，對新加入網(wǎng)絡(luò)的終端進行關(guān)聯(lián)控制，不允許負(fù)載重的 AP 接入而只允許負(fù)載輕的 AP 接入。網(wǎng)絡(luò)主控的負(fù)載均衡的優(yōu)點：從全局角度出發(fā)，實現(xiàn)集中控制，能更好的協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌網(wǎng)絡(luò)資源。與此同時，切換操作帶來的資源開銷要求較高，如果快速切換方法效果差，則負(fù)載均衡造成的損失反而增大。 （ 2）各 AP 在收到探測請求幀后，以探測響應(yīng)幀回復(fù) STA。與此同時，由于 STA 重評估時都需要給候選 AP 發(fā)送探測請求，并計算候選 AP 的評估值 W ( k ,j )，這個過程消耗一定的網(wǎng)絡(luò)資源。 （ 4）經(jīng)過時間 T 后， STA 向候選 AP 列表中的 AP odd 發(fā)送探測請求。 （ 2） STA 選取評估 W ( k ,j )最大的 AP，向其發(fā)送關(guān)聯(lián)請求幀，請求與此 AP 建立關(guān)聯(lián)。但是 STA 在切換時具有片面性和盲目性，例如，當(dāng)一個新的 AP 進入無線局域網(wǎng)時，會出現(xiàn)大量 STA 判斷出此 AP 能更好的提供服務(wù)和質(zhì)量保證，大量 STA 紛紛離開原已關(guān)聯(lián)的 AP，而重關(guān)聯(lián)到此熱點 AP 上去，造成此 AP 負(fù)載很重，然后，這些 STA 則又都判斷出某個 AP 具有更好的評估值，于是又重新關(guān)聯(lián)到另一個 AP 上去，這樣頻繁的切換導(dǎo)致 STA 浪費了大量時間，對網(wǎng)絡(luò)資源造成極大的消耗。然后， STA 會給候選 AP 發(fā)生探測請求幀，通過探測響應(yīng)幀獲得所需參數(shù)值，從而計算評估函數(shù) W ( k ,j )，并選擇評估值最大的 AP 進行關(guān)聯(lián)。 切換式負(fù)載均衡的優(yōu)點是反應(yīng)迅速，一旦出現(xiàn)負(fù)載差 異，可以通過 STA 切換 進行迅速調(diào)整，從而即可馬上緩解超載 AP 的壓力，避免情況進一步惡化而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。再如聯(lián)想有限公司的專利中，通過 AP 之間的相互通信，每個 AP 可以根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分配情況決定是否允許 STA 接入，如果負(fù)載高，則拒絕 STA 的接入，從而實現(xiàn)負(fù)載均衡。常見的網(wǎng)絡(luò)主控負(fù)載均衡機制由 AP 來控制，其出發(fā)點是： AP 處在網(wǎng)絡(luò)維度， AP 之間通過有線的連接，通過負(fù)載信息收集機制，相互傳遞負(fù)載相關(guān)信息。但是這種方式會使 STA 集中關(guān)聯(lián)到信號強度大的 AP 上，而信號強度小的 AP 卻保持空閑，導(dǎo)致 AP 之間的負(fù)載不均衡。 （ 4）資源利用率差 沒有負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)，不能統(tǒng)籌調(diào)度和安排網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的分布，往往隨著某一個或幾個 AP 的飽和出現(xiàn)飽和，而其他非飽和的 AP 的資源無法得以利用。 21 電力無線網(wǎng)橋 負(fù)載均衡技術(shù)優(yōu)化 電力無線網(wǎng)橋負(fù)載均衡技術(shù) 當(dāng)前的 IEEE 系列標(biāo)準(zhǔn)沒有對負(fù)載均衡方面做出描述和規(guī)定，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的分布由信號強度以及終端的移動性決定。智能網(wǎng)橋的實現(xiàn)就可在以太網(wǎng)幀沒有轉(zhuǎn) 幀之前，把 SBNP 協(xié)議幀封裝到以太網(wǎng)幀中。 RN 在 SBNP 協(xié)議的幀消息體中已經(jīng)定義，它是個隨機數(shù)。 Offset 幀偏移地 址 14 bits 表示當(dāng)前分段的第一個數(shù)據(jù)塊在整個數(shù)據(jù)報中的位置，實際上指的是，當(dāng)前分段的第一個數(shù)據(jù)塊是整個數(shù)據(jù)報文中的第幾個數(shù)據(jù)塊。 SBNP 控制幀頭的結(jié)構(gòu)如表 41。 無線網(wǎng)橋自動組網(wǎng)協(xié)議（ SBNP） 優(yōu)化 設(shè)計 SBNP 協(xié)議的功能設(shè)計 智能網(wǎng)橋（ SmartBright）：實現(xiàn)了 WDS 網(wǎng)絡(luò)中自動組網(wǎng)功能的無線網(wǎng)橋。支持 WDS 技術(shù)的無線網(wǎng)橋具有混合的無線局域網(wǎng)工作模式，可以支持點對點、點對 多點的數(shù)據(jù)傳輸。無線分配網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的配置工作是比較浪費人力和時間。本算法設(shè)定每隔 5 個調(diào)度周期進行一次丟包率的比較。 3) 計算分配的 TXOP 持續(xù)時間 首先，計算在一個 SI 時期內(nèi)該 TS 產(chǎn)生的包的數(shù)量，針對不同類型的業(yè)務(wù)， 16 采用不同的計算方法。與標(biāo)準(zhǔn)算法中選擇所有 TS 的最小值不同，本算法以 QSTA 為對象確定其各自的 SI，在保證各個 TS 的 QoS 得到滿足的情況下，一定程度的降低了“過 度滿足”。改進算法中 SI 是為了分析每個業(yè) 15 務(wù)流的不同服務(wù)間隔而設(shè)定的值，所有站點的 SI 都是它的倍數(shù)，由于本算法根據(jù)業(yè)務(wù)流請求的服務(wù)間隔的不同采用了不同的 SI，從圖中可以看出，站點 2 的服務(wù)間隔 SI1 和 SI2 與 SI 相同， 它們將間隔每個 SI 被輪詢一次，而站點 3 的服務(wù)間隔 SI3 的服務(wù)間隔較大，為 SI 的兩倍，從而在奇數(shù)倍 SI 時沒有輪詢發(fā)生，因而可在此時接入新的站點 5。常見的改進算法中，為了使對站點的 TXOP 能進行合理的分配，一般采用的方式是通過 QSTA 和 QAP 之間的交互，將業(yè)務(wù)流中的隊列信息反饋給 QAP， QAP 再根據(jù)這些信息對站點進行 TXOP 的分配。分析當(dāng)本算法中新的競爭窗口也等于當(dāng)前窗口一半時，各個變量需要滿足的條件。 13 c) 若是 h[i] suc c _a v g[ i ] Ma xt h[ h]M int ，則新的競爭窗口為： m i n m i n [ ] _ a [ ] in t [ ][ ] [ ] ( [ ] ) [ ] in t [ ]c u r r i s u c c v g i M h iC W i C W i C W i C W M a x th i M h i?? ? ? ? ? 公式（ 37） 其中 M int h[ i]和 Maxth[ i]以及 ? 分別表示預(yù)先設(shè)定的最小最大門限值和平滑因子，本方案中他們的值將是按照多次模擬的結(jié)果來設(shè)定。競爭窗口的加倍不是無限制的，當(dāng)競爭窗口值達(dá)到 CWmax 后，若再發(fā)生沖突仍維持這個最大窗口值，直到發(fā)送成功或是達(dá)到最大重傳次數(shù)后該數(shù)據(jù)幀被丟棄。本算法即是改進每次競爭成功后競爭窗口的設(shè)定方法，使得沖突率維持在一個較為恰當(dāng)?shù)乃健? 上述的 TXOP 計算 是針對每個 TS 的，由于一個站點中可以維持最多 8 個 TS，因而當(dāng)每個 TS 向 HC 申請傳輸機會并獲得分配后， QAP 通過輪詢告知每個站點的 TXOP 是當(dāng)前站點所有 TS 的傳輸機會的總和，而各個站點在收到輪詢信息后對各個 TS 的分配則各自決定。 HC 從 QSTA 發(fā)送的幀中獲知了 TSPEC 參數(shù)后，根據(jù)這些參數(shù)利用一個簡單的接入控制機制來確定此連接是否成立，若是成立則將該 TS 的站點加入 HC 輪詢表中，計算出需要分配給各個 QSTA 的 polled TXOP，并通過 Beacon 和 QoS(+)CFPoll 幀將它告知給對應(yīng)的 QSTA。在 CP 階段，當(dāng)信道的空閑時間達(dá)到 PIFS 時， HC 可以開始 CAP 階段，在 CAP 階段，站點通過輪詢的 10 方式接入信道。 (2) 與 DCF 一樣，基于 AC 的競爭窗口調(diào)整機制是一種靜態(tài)機制，它并沒有根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況和業(yè)務(wù)流的特性來進行窗口大小的調(diào)整，使得接納控制處于非飽和的狀態(tài)，不利于吞吐量最大化。而對于 AIFSN 值大于 2 的 AC 來說，其傳輸優(yōu)先級甚至要比 DCF 來得低。而以 AIFS[AC]表示屬于某個優(yōu)先級 AC 的 AIFS 值。