802.11标准下的DCF与PCF解析：信道接入策略

"本文介绍了802.11无线局域网标准中的两种主要信道接入方法：分布式协调功能（DCF）和点协调功能（PCF）。DCF基于CSMA/CA机制，通过随机退避和帧间间隔（如SIFS、DIFS）避免冲突，而PCF则采用更中心化的协调策略，确保高效且接近实时的数据传输。" 在802.11无线网络中，DCF和PCF是两种关键的介质访问控制（MAC）协议，用于管理多个设备如何公平地共享无线信道。 分布式协调功能（DCF）主要基于载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）机制。CSMA/CA不同于传统的CSMA/CD，后者依赖于冲突检测，而前者则侧重于冲突避免。DCF使用了物理载波侦听和虚拟载波侦听，即通过检测信号能量和Duration字段来判断信道状态。当信道空闲且超过DIFS（分布式协调功能间隔）时，设备可以尝试发送数据。如果发生冲突，DCF会采用指数退避策略，即每次冲突后退避时间翻倍，最大退避次数由CW（竞争窗口）决定。CW会在连续冲突后逐渐增大，但不会超过最大值CWmax。 此外，DCF还使用RTS/CTS握手来减少隐藏节点问题，通过发送请求发送（RTS）帧和清楚发送（CTS）帧来预留信道资源，确保数据帧的顺利发送。 点协调功能（PCF）则更加中心化，由一个点协调器（PC）来控制信道的访问。PCF工作在两种模式下：非竞争期（CP，Contention Period）和竞争期（CFP，Contention Free Period）。在CFP期间，PC会通过发送CF-Poll帧来轮询特定的站点，这些站点可以无冲突地发送数据。在每个CFP结束时，PC会发送CF-End或CF-End+ACK帧，通知所有站点恢复到DCF模式。所有收到CF-End帧的站点会复位其网络分配矢量（NAV），准备参与下一阶段的竞争。 信标帧通常在CFP和CF-End之间发送，利用SIFS（短帧间隔）来快速切换。若PC期望接收某个站点的ACK帧但未收到，它会在等待SIFS时间后转而等待PIFS（集中协调功能间隔）时间，然后继续轮询其他站点。 总结来说，802.11标准中的DCF和PCF提供了灵活的信道访问策略。DCF适用于大多数一般应用场景，通过随机退避和冲突避免保证网络效率，而PCF则更适合需要低延迟和高可靠性的实时应用，通过集中式协调降低了冲突的可能性。