Future work

A função PCF foi proposta na versão original da norma como uma função opcional capaz de fornecer um serviço de acesso ao meio livre de contenção. O PCF implementa um esquema de pollingcentralizado para suportar a transmissão síncrona de mensagens, onde o PC (Point Coor- dinator) opera como um coordenador central, definindo as regras de polling. Este coordenador é utilizado para assegurar o acesso ao meio livre de contenção através da sua restrição. Esta res- trição faz com que as estações associadas ao PC possam transmitir somente após receberem uma autorização. O coordenador central encontra-se geralmente instalado no AP, o que limita a função PCF a redes infraestruturadas.

O serviço livre de contenção fornecido pela função PCF é utilizado apenas durante uma parte do tempo. Assim, quando esta função é utilizada, o tempo é dividido entre o período livre de contenção (CFP – Contention-Free Period) e o período com contenção (CP – Contention Period) os quais são alternados entre si. O acesso ao meio no CFP é controlado pela função PCF, enquanto que no CP é controlado pela função DCF.

O início do CFP é definido através do envio de uma mensagem de beacon pelo PC. Esta men- sagem (enviada em broadcast) contém um campo que define a duração máxima do CFP (CFPmax).

Todas as estações que recebem a mensagem de beacon atualizam seu NAV (Network Allocator Vector) com o valor definido no campo CFPmax. O objetivo é bloquear o acesso ao meio para

dispositivos que estão a utilizar a função DCF.

O NAV é um mecanismo CCA virtual utilizado pelos dispositivos IEEE 802.11. Este meca- nismo usa o valor do campo duration time existente no cabeçalho das mensagens IEEE 802.11 para inferir por quanto tempo o meio vai ser utilizado por uma estação que esteja a transmitir. Assim, como o valor do NAV é decrementado ao longo do tempo, uma estação só pode efetuar uma transmissão após o seu NAV chegar a zero.

Como segurança adicional para prevenir interferências, todas as transmissões efetuadas no CFP são separadas por aSIFSTime ou aPIFSTime (Figura 2.4). Como ambos os IFS são menores que o aDIFSTime (utilizado pela função DCF), as estações PCF conseguem manter o controlo do acesso ao meio sem interferências de estações DCF (Figura 2.7).

PIFS SIFS D1 + poll B e a co n SIFS U1 + ack SIFS D2 + ack + poll SIFS SIFS PIFS SIFS SIFS

Período Livre de Contenção Período com Contenção

NAV

Reinicia o NAV

CFPMaxDuration

Intervalo de Repetição do Perído Livre de Contenção

Sem resposta ao CF-Poll U2 + ack D3 + ack + poll D4 + poll U4 + ack C F- E n d

NAV = “CSMA Virtual”

Dx = Tramas enviadas pelo Point Coordinator Ux = Tramas enviadas pelas estações

Figura 2.7: Transmissão PCF (adaptada de [2]).

Após o PC ter obtido o controlo do meio, este envia mensagens de autorização (denominadas CF-Poll – Contention-Free Polling) para as estações que estão na lista de polling (a lista de esta- ções que solicitaram autorização para operarem durante o CFP) para que estas realizem as suas transmissões. Durante o CFP, as estações podem transmitir apenas se receberem uma mensagem CF-Poll do PC. Cada mensagem de autorização possibilita que a estação transmita apenas uma mensagem de dados, independentemente do seu tamanho. Para transmitir múltiplas mensagens de dados, a estação deve receber múltiplas mensagens CF-Poll do PC.

Para assegurar que o PC não perca o controlo do acesso ao meio, caso alguma estação autori- zada não inicie sua transmissão no período de tempo alocado a si, após aPIFSTime, é enviada pelo PC uma nova mensagem CP-Poll para a próxima estação da lista de polling. O CP é iniciado logo a seguir ao CFP. Este deve ter uma duração mínima igual ao tempo necessário para a transmissão (com confirmação) de uma mensagem de dados com um MPDU (MAC Protocol Data Unit) de tamanho máximo6_.

A primeira transmissão dentro do CFP não ocorre necessariamente logo após o seu início. Por vezes, é possível que uma transmissão baseada num serviço com contenção, ultrapasse o final do CP. Quando isto ocorre, dizemos que o CFP foi encurtado (Figura 2.8). Caso exista uma transmissão a decorrer no momento em que a mensagem de Beacon deveria ser enviada, esta transmissão tem permissão para ser finalizada. Como consequência, uma vez que a mensagem de Beaconanuncia o início do próximo CFP, este é encurtado de acordo com o atraso sofrido. Para evitar um “efeito cascata”, este novo CFP deve ser finalizado antes do próximo instante esperado para a transmissão da mensagem de Beacon, referido como TBTT (Target Beacon Transmission Time). O PC pode terminar um CFP, antes da sua duração máxima, transmitindo uma mensagem denominada CF-End (Contention-Free End). Esta decisão pode ser baseada no tamanho da lista de polling, carga da rede, ou qualquer outro fator que o PC julgue importante.

PIFS B e a co n

Período Livre de Contenção Período com Contenção

NAV

Intervalo de Repetição do Perído Livre de Contenção

NAV = “CSMA Virtual”

PCF DCF Tamanho Variável Meio Ocupado PIFS B e a co n

Período Livre de Contenção Período com Contenção PCF DCF

Período Livre de Contenção reduzido devido ao atraso gerado pela ocupação do meio de comunicação Atraso (devido ao meio estar ocupado)

Figura 2.8: CFP encurtado (adaptada de [2]).

Diferentemente da função DCF, a função PCF opera sem o mecanismo de backoff nas esta- ções durante o CFP. Neste contexto, há o risco de ocorrerem repetidas colisões, se múltiplos PC estiverem a operar no mesmo canal de comunicação. Para minimizar este risco, o PC pode op- cionalmente utilizar um aDIFSTime mais um valor aleatório de backoff (onde o CW varia num intervalo de [1, aCWmin]) antes de iniciar um novo CFP, caso a mensagem de Beacon seja atrasada

devido ao meio estar ocupado. O PC pode também escolher utilizar este valor de backoff durante o CFP antes de efetuar uma retransmissão.