第5章 MAC层功能

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1、第5章MAC层功能授课教师:李永忠5.1MAC体系结构
MAC(MediumAccessControl)媒介访问控制为用户在不可靠媒介上提供可靠的数据传输基于访问机制，也称“分布式协调功能DCF(DistributedCoordinationfunction)集中控制访问机制，也称“集中协调功能PCF(PointCoordinationfunction)加密服务（有线等效加密WEP）WEP：WiredEquivalentPrivacy5.1MAC体系结构要求无竞争服务集中协调功能用于竞争服务并且(PCF)作为PCF的基础MAC范围分布式协调功能（（（DCF）

2、））媒介访问控制(MAC)的体系结构5.1MAC体系结构
5.1.1侦听与回避(CSMA/CA)CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionAvoidence)载波侦听多址访问/碰撞回避MAC控制方法基于(CSMA/CA)碰撞：媒介上存在多个信息在发送，则产生碰撞碰撞回避：通过载波检测和虚拟检测相结合实现碰撞回避5.1MAC体系结构
5.1.1侦听与回避(CSMA/CA)STA监听媒介Y媒介上有信息传输？？？STA不发送NSTA发送CSMA机制5.1MAC体系结构
5.1.2分布式协调功能（DCF）DCF方

3、法即CSMA/CDACSMA/CDA规定，2次帧发送之间，有一段间隔达到减少碰撞
5.1.3集中协调功能（PCF）在BSS中使用一个集中协调器PC(PointCoordinator)PC决定哪个STA有权发送通过轮询完成
5.1.4DCF和PCF共存两种可交替使用5.1MAC体系结构
5.1.5分段/分段重组分段：把MSDU或MMPDU分成多个较小的MAC级帧MSDU：媒介访问控制服务数据单元MMPDU：媒介访问控制管理协议数据单元MPDU：媒介访问控制协议数据单元(MACProtocolDataUnit)分段重组：把MPDU重新组装成一个MSD

4、U或MMPDU分段由当前需要发送的STA完成分段重组由当前接收方STA完成5.1MAC体系结构
5.1.5分段/分段重组媒介访问控制服务数据单元MMMM帧帧帧C帧帧帧C帧帧帧C帧帧帧CAAAA实实实R实实实R实实实R实实实RCCCC体体体C体体体C体体体C体体体C头头头头头头头头头头头头分段1分段2分段3分段45.1MAC体系结构
5.1.6MAC层数据服务LLCMAC服务请求服务指示MAC数据服务MAC状态机输MAC状态机输入信号出信号5.2分布式协调功能（DCF）
5.2.1载波侦听机制物理载波侦听：由物理层提供，若报告“媒介忙”则认为媒介忙，否则媒介空

5、虚拟载波侦听网络分配矢量NAV(NetworkAllocationVector)表示媒介空闲剩余时间值，由MAC提供可认为NAV是一个计数器，当计数器=0，则认为空闲5.2分布式协调功能（DCF）
5.2.2MAC级应答主动应答ACK：目的STA接收帧正确（FCS正确）则目的STA返回应答帧向源STAACK(acknowlwdgement)5.2分布式协调功能（DCF）
5.2.3帧间间隔(IFS)帧间间隔(IFS)：帧与帧之间的时间间隙IFS：InterFrameSpaceSTA使用载波侦听：检测到信道空闲时间〉IFS后，才认为信道空闲帧间间隔类型

6、短间隔SIFS(shortIFS)集中协调功能间隔PIFS(PCFIFS)分布式协调功能间隔DIFS(DCFIFS)扩展帧间隔EIFS(ExtendedIFS)
DCF下，物理层指示“未正确收到MAC帧时，使用EIFS
发现错误，且媒介空闲，则开始EIFS
在EIFS内接收到正确帧，则使STA正常访问5.2分布式协调功能（DCF）
5.2.4随机退避时间在媒介空闲，等待DIFS或EIFS之后，STA在发送前生成一个随机退避时间，以推迟发送，以进一步减少碰撞当退避时间不等于0，则不许选择随机退避时间退避时间=伪随机整数×时隙时间5.2分布式协调功能（DCF

7、）
5.2.4随机退避时间DIFS竞争窗口PIFSDIFSSIFS媒介忙退避窗口下一帧OABC时隙D延迟访问只要媒介空闲，，，就选择，就选择1个时隙，，，退避值减，退避值减1帧间间隔（IFS））的关系）的关系5.2分布式协调功能（DCF）
5.2.4随机退避时间O、A、B、C、D五个点O→A：一个帧传输完成等待一个间隔DIFSA→B：媒介忙，各种可能的原因B→C：必要的间隔，推迟访问C→D：退避时间，退避窗口，竞争窗口，CD值随机设置后，随机整数减1D后：退避时间结束，开始下一个STA的帧发送时隙时间：物理层特征值5.2分布式协调功能（