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Distributed Coordination Function (DCF)

 
Distributed Coordination Function (DCF
grundlegende Zugriffsmethode des MAC nach IEEE 802.11. 
Verfahren mit Kollisionserkennung beim drahtlosen Datennetz nicht möglich
wie beim Ethernet (CSMA/CD) 
gleichzeitiges Senden und Empfangen unmöglich 
Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance: CSMA/CA
Verfahren mit Kollisionsvermeidung
CSMA/CA-Verfahren 
sendewillige Station überprüft drahtloses Medium (WM: wireless media)
ob belegt, indem es abhört
Ist Medium belegt, wartet Station bis laufende Datenübertragung beendet
Es wird nur auf das Senden von beliebigen Daten gelauscht
exposed-terminal-Problem durch dieses Protokoll nicht gelöst
Während des Sendens einer Station
sammeln sich mit größerer Wahrscheinlichkeit mehrere sendewillige Stationen
Treten Kollisionen auf
könnten beim WLAN erst nach vollständiger Übertragung festgestellt werden
Sender kann nicht gleichzeitig empfangen 
Verzögerung bei jeder Kollision sehr groß 
Kollisionen möglichst zu vermeiden 
daher kein 1-persistentes Verfahren eingesetzbar, wie beim Ethernet
Beim DCF-Verfahren wird nach fester Zeit, 
Distributed Coordination Function Inter Frame Space (DIFS
noch zufällige Zeit gewartet, 
Backoff Time
Diese Zeit ist Vielfaches der Slot Time
für die verschiedenen physikalischen Medien unterschiedlich 
zum Beispiel beim FHSS-Verfahren 50 µs
Stellt Station während Backoff Time erneut Aktivität auf drahtlosem Medium fest
Backoff Timer angehalten; 
er behält also seinen letzten Wert
wird Medium wiederum für Zeit eines DIFs frei, 
Station wartet nur noch ihre verbleibende Backoff Time 
erhält damit höhere Priorität, da diese Zeit kürzer

Backoff Time

Ziehen zwei Stationen gleiche Wartezeit
während des Sendens einer anderen Station warten
so führt dieses zu Kollision
Kollisionen können daher nicht ganz vermieden werden
beide Stationen müssen neue Backoff Time ziehen
diese steigt exponentiell an, 
Anzahl der Slots verdoppelt
gleichverteilt einer zufällig ausgewählt

 
Erster Versuch Erste Wiederholung Zweite Wiederholung Dritte Wiederholung Vierte Wiederholung Jede weitere Wiederholung
7 15 31 63 127 255


Exponentieller Backoff

Nach erfolgreichem Empfang eines Daten-Frames 
mit höchster Priorität positives Acknowledgement (ACK) versenden
Nach erfolgreicher Übertragung eines Frames 
Station muss aus Fairness Zeit des sogenannten Contention Windows (CW) abwarten, 
ehe sie erneut übertragen darf 
Größe des CW ist vom verwendeten Physical Layer abhängig, 
Minimalwert liegt bei Verwendung von FHSS bei 15fachem der Slot Time (also bei 750µs)
CW wird wie Backoff bei erkannten Übertragungsfehlern in Zweierpotenzschritten vergrößert
Maximalwert bei FHSS liegt bei 1023fachem der Slot Time (etwa 51ms)
will nur diese eine Station senden
Abwarten des CW ein nicht zu vernachlässigender Effizienzverlust