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WLAN與WPAN的QoS機(jī)制對(duì)比分析( 四 )

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在CAP周期內(nèi) ， 各設(shè)備采取載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突避免的訪問(wèn)控制機(jī)制來(lái)爭(zhēng)用信道 。超幀的其余時(shí)間（CFP周期）用來(lái)傳輸有特定QoS的數(shù)據(jù) ， 如高清楚度視頻/音頻流、大容量圖像、音樂(lè)文檔等 ， 這些數(shù)據(jù)根據(jù)各自所需的帶寬、時(shí)延要求被分別封裝到不同的GTS中 。各GTS的分配以及CAP和GTS之間的邊界是動(dòng)態(tài)可調(diào)的 。
每個(gè)CFP周期分為治理時(shí)隙（STAS,即Management Time Slot）和確保服務(wù)的同步時(shí)隙（GTS,即Guaranteed Time Slot） ， GTS用于傳輸同步媒體業(yè)務(wù)流和異步數(shù)據(jù) ， 如圖6所示 。在CFP周期內(nèi)所有的傳輸機(jī)會(huì)都開(kāi)始于預(yù)先設(shè)定好的時(shí)隙 ， 時(shí)隙的設(shè)定通過(guò)PNC與各DEV交互信標(biāo)幀中流量映射信息單元（Traffic Mapping Information Element）來(lái)完成 。在DEV分配到的GTS時(shí)隙中 ， DEV可以在滿足傳輸時(shí)間不超過(guò)規(guī)定時(shí)長(zhǎng)的條件下自行決定傳輸數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度 。所有的GTS時(shí)隙的長(zhǎng)度都是不固定的 。有些GTS是動(dòng)態(tài)改變的 ， 即這些時(shí)隙在不同超幀中的位置是隨時(shí)改變的 。有些GTS的位置在一段時(shí)間內(nèi)是基本固定的 ， 即PNC雖然可以修正這些GTS時(shí)隙的位置 ， 但是需要得到利用該時(shí)隙收發(fā)數(shù)據(jù)的DEV的同意方可,這樣的時(shí)隙可以用來(lái)支持CBR業(yè)務(wù) 。對(duì)于MTS時(shí)隙 ， 可以用來(lái)在CAP周期中傳輸認(rèn)證、關(guān)聯(lián)命令等 。
　
在802.15.3網(wǎng)絡(luò)中 ， QoS可以通過(guò)對(duì)每一個(gè)業(yè)務(wù)流的預(yù)約來(lái)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn) 。DEV先向PNC詢問(wèn)自己的QoS請(qǐng)求能否被信道時(shí)間治理器（CT Manager）滿足 ， 假如這些QoS請(qǐng)求得到PNC的許可 ， 就會(huì)在鏈路層和IP層之間為此業(yè)務(wù)流建立專門(mén)的流標(biāo)識(shí) 。這種PNC與DEV之間相對(duì)獨(dú)立的請(qǐng)求-應(yīng)答機(jī)制很有效地降低了協(xié)議的復(fù)雜度 ， 即在低層（鏈路層）并不需要實(shí)現(xiàn)太多復(fù)雜的功能 。同時(shí) ， 由于在網(wǎng)絡(luò)層的QoS研究已經(jīng)建立起一套關(guān)于資源預(yù)約、分配調(diào)度的機(jī)制 ， 從而可以使鏈路層與當(dāng)前主流網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議密切配合 。避免了網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)帶來(lái)的層與層之間的獨(dú)立和冗余而導(dǎo)致的協(xié)議效率低下 。資源預(yù)約的方式使得網(wǎng)絡(luò)資源的達(dá)到最佳的利用 ， 從而可以更好、更高效地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的使用 ， 提供可靠的QoS保障 。但是 ， 這種方式有時(shí)候也會(huì)帶來(lái)過(guò)多的開(kāi)銷(xiāo) ， 如網(wǎng)絡(luò)必須傳輸信令消息以提供資源預(yù)約 ， 因此各種應(yīng)用在數(shù)據(jù)收發(fā)之前會(huì)有一段延時(shí) 。
802.15.3 MAC協(xié)議另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的獨(dú)立性 。目前很多鏈路層以上的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)如IP、 USB、IEEE1394等正在制訂服務(wù)匯聚子層（ SSCS,即Service Specific Convergence Sub-layers）來(lái)支持與IEEE802.15.3鏈路層的平滑過(guò)渡和整合 ， 圖7給出了IEEE802網(wǎng)絡(luò)、IEEE1394、USB2.0等上層應(yīng)用基于802.15.3 MAC層的實(shí)現(xiàn)示意圖 。
四、IEEE802.11e與IEEE802.15.3的對(duì)比分析
上文討論了IEEE802.11e與IEEE802.15.3兩種MAC協(xié)議在提供QoS方面各自的特點(diǎn) 。由于面向的對(duì)象和應(yīng)用的不同 ， 兩種協(xié)議有著本質(zhì)的區(qū)別 。
1.媒體訪問(wèn)機(jī)制
媒體訪問(wèn)機(jī)制是IEEE802.11e與IEEE802.15.3最大的差別 。802.11e采用隨機(jī)爭(zhēng)用和輪詢相結(jié)合的訪問(wèn)控制 ， 而802.15.3采用基于中心式的調(diào)度機(jī)制 。兩種方式都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)大部分帶寬用來(lái)進(jìn)行對(duì)等進(jìn)程的通信（pere-to-pere）時(shí)適合于采用調(diào)度機(jī)制 ， 例如多媒體家庭網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的業(yè)務(wù) ， 各設(shè)備之間以對(duì)等進(jìn)程的方式大量傳送多媒體數(shù)據(jù)流 ， 相比于輪詢方式 ， 調(diào)度機(jī)制可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)的效率 。同時(shí) ， IEEE802.l5.3基于時(shí)隙的超幀結(jié)構(gòu)也降低了每個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度 ， 進(jìn)而可以有效降低功耗 ， 提高了電池壽命 。進(jìn)一步講 ， 由于每個(gè)DEV可以在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)的收發(fā) ， DEV可以在不影響當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接的情況下利用超幀中沒(méi)有分配的時(shí)隙進(jìn)行信道掃描 ， 或者尋找信號(hào)強(qiáng)度更好、負(fù)載更小的其他微網(wǎng) 。

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