Wireless LAN-Standard IEEE 802.11b – MAC, DCF & Spacing

Error Recovery

Im Rahmen von Übertragungsstörungen, wie Interferenzen und Kollisionen, können Bitfehler das Sequentialisierungsverfahren für Frames durcheinanderbringen. Eine Station A könnte z.B. ein RTS (Request to Send) schicken aber niemals das dazu passende CTS (Clear to Send) zurückbekommen. Oder eine Station sendet einen Frame und bekommt niemals eine Empfangsbestätigung. Die MAC-Steuerung muss für alle diese Fälle Error Recovery Mechanismen bereitstellen.

Stationen, die den Austausch von Frames initiieren, haben die Verantwortung für das Wiederaufsetzen nach Fehlern. Das bedeutet generell die erneute Sendung von Frames nach einer gewissen Zeitspanne, wenn man keine Antwort von einer Zielstation bekommt. Dieser Prozess, den man als Automatic Repeat Request, ARQ, bezeichnet, trägt der Tatsache Rechnung, dass Frames durch Fehler bis zur Unkenntlichkeit verzerrt werden können.

Um die Anzahl der Retransmissionen zu regulieren, unterscheidet die MAC-Steuerung zwischen kurzen und langen Frames. Für kurze Frames, das sind Frames deren Länge kürzer ist als in der MIB-Variable aShortRetryLimit festgelegt, gibt es so viele Retransmissionen bis der MIB Wert erreicht wird. Für längere Frames gibt es eine weitere entsprechende MIB-Varibale aLongRetryLimit. Längere Frames werden wiederholt, bis der Wert dieser Variable erreicht ist.

Spacing

Die 802.11-Spezifikation definiert verschiedene Stadard-Intervalle, die in entsprechenden MIB-Variablen niedergelegt werden und den Zugriff einer Station zum Medium mehr oder weniger verzögern und somit in gewisser Weise verschiedene Prioritätenniveaus anbieten. Jedes Intervall definiert die Zeit, die vom Ende des letzten Symbols des letzten Frames bis zum ersten Symbol des nächsten Frames vergehen muss. Es gibt vier verschiedene sog. Interframe Space Intervalle, kurz, mittel, lang und extended, die jeweils unterschiedliche Funktionen haben.

Das SIFS (Short IFS) ist das kürzeste Intervall und führt so zum höchsten Pioritätsniveau, da es ermöglicht, dass manche Frames schneller auf das Medium kommen als andere. Der ACK-Frame (Acknowledgement), der CTS-Frame (Clear to Send) und der zweite oder folgende MSDU aus einem Fragment Burst dürfen SIFS benutzen, weil diese Frames den dringendsten Zugang zum Medium benötigen um die Frame Retramsmissionen zu minimieren.

Das PIFS (PCF IFS) ist das Intervall, welches Stationen, die unter der Pint Coordination Function arbeiten, benutzen, um Zugang zum Medium zu bekommen. Dies gibt ihnen Priorität vor allen Frames, die mit der Distributed Cordination Function arbeiten. Diese Stationen können ihren Verkehr konfliktfrei absetzen, wenn sie das Medium frei vorfinden. Generell gibt also dieses Intervall Stationen, die mit PCF arbeiten Vorrang vor Stationen mit DCF-Zugang (CSMA).

Das DIFS (DCF IFS) ist dann genau das Intervall, welches alle Stationen abwarten müssen, die mit CSMA arbeiten. Sie müssen also damit leben, dass sich PCF-Stationen immer vordrängeln.

Das EIFS (Extended IFS), welches noch länger als das DIFS ist, wird von allen DCF-Stationen (CSMA) in den Fällen als Wartezeit benutzt, in denen eine Frame-Übertragung mit einem schlechten Empfang des Frames mit einem inkorrekten FCS-Wert des Frames ausgeht. Das Intervall lässt einer empfangenden Station hier genügend Zeit, ein (negatives) ACK auszusenden.

Mit der Erklärung des Spacings können wir jetzt noch einmal im Bild 1 ein zusammenfassendes Beispiel für die Funktionsweise des Zugriffsverfahrens betrachten.