- Hintergrund
Drahtlose lokale Netzwerke (WLAN), auch bekannt als Wi-Fi, werden häufig zur Bereitstellung kostengünstiger, durchsatzstarker und bequemer drahtloser Kommunikationsdienste verwendet. Basic Service Set (BSS, Basic Service Set) ist die Grundkomponente von WLAN. Eine Station (STA, Station) in einem bestimmten Abdeckungsbereich und ein drahtloser Zugangspunkt (AP, Zugangspunkt), der für die Verwaltung des BSS zuständig ist, bilden ein BSS, und der STA soll dem AP zugeordnet sein. Zu den gängigen APs gehören WLAN-Router, WLAN-Hotspots usw. Mobiltelefone, Laptops, IoT-Geräte usw. sind STAs. Die vom AP an die STA gesendeten Daten werden als Downlink-Richtung bezeichnet und umgekehrt. In diesem Artikel werden der AP und die STA als Knoten bezeichnet. Das Senden und Empfangen jedes Knotens kann nicht gleichzeitig erfolgen. Jeder Knoten teilt sich den Kanal und vermeidet Konflikte durch den Carrier-Sense-Multi-Access- und Kollisionsvermeidungsmechanismus (CSMA/CA), der als verteilte Koordinationsfunktion (DCF) bezeichnet wird.
Abbildung 1.1 WLAN-Netzwerk
1.1 Verteilter Kanalzugriff und binärer exponentieller Backoff
Der DCF-Mechanismus bietet eine verteilte, wettbewerbsbasierte Kanalzugriffsfunktion. Der Prozess, bei dem jeder Knoten zur Datenübertragung auf den Kanal zugreift, kann in drei Phasen unterteilt werden: Kanalverfügbarkeitsbewertung (CCA, Clear Channel Assessment), zufälliges Backoff und Datenübertragung.
(1) CCA: Wenn ein Knoten senden möchte