802.11协议精读41：EDCA TXOP和Polled TXOP

序言

在前面写802.11e的内容中，其中阐述了TXOP的相关内容。不过当时实际上是没有把TXOP的分类阐述清楚，所以本文讨论的主要内容就是两种基本的TXOP结构，即EDCA TXOP和Polled TXOP机制。在802.11的落地实践中，基本上都是EDCA TXOP，而Polled TXOP基本没有实现，但是在整个协议阐述中，有大量笔墨都是在Polled TXOP机制上。因此，如果不理解Polled TXOP会对阅读协议造成很多困难，因此我们还是需要对该内容有一定的掌握。

EDCA TXOP和Polled TXOP

在802.11e其中定义了两种TXOP机制，分别是EDCA TXOP和Polled TXOP。其定义部分如下图所示

即EDCA TXOP是节点本身通过竞争直接获取下来的，比如说节点竞争信道，竞争胜利后通过NAV机制获取一段TXOP时间，那么这种获取TXOP机制的方式就是EDCA TXOP。而如果这个TXOP不是节点通过竞争直接获取的，而是通过分配所获得的，尤其是通过HC（即QoS AP）来通过QoS+CF-Poll帧来指定的，那么这种就叫做Polled TXOP。

那么上图相当于指示了在时间轴上，EDCA TXOP和Polled TXOP的关系。这里如果理解细节的话，需要对于PCF协议有一些基础的掌握。

EDCA TXOP

首先还是看EDCA TXOP，这个比较简单。即节点是在CP时间范围内执行信道竞争，此时如果节点竞争胜利后，直接发起一个TXOP时间进行接入。

那么这个TXOP时间的设置，如上所述。这里需要注意，EDCA TXOP是节点本地竞争的，这个TXOP时间是具有本地属性，通常这个比较好做设置，比如说节点可以根据其发送数据的速率（即MCS），以及待传数据包的大小，个数，来综合设置TXOP的时间。那么最简单而言，如果当前所需要的TXOP小于TXOP Limit，那么直接设置需要的TXOP时间即可。如果当前所需要的TXOP时间大于TXOP Limit，那么最高设置的时间上限就是TXOP Limit。TXOP Limit是和AC关联的一个参数，协议有一个默认参数，如果需要去改变这个参数，那么需要节点去和AP发送TXOP Request。

Remark 1：这里需要注意，该描述是在802.11e版本的描述，关于TXOP时间设置的时间相当于每一个协议都会做一点修改，比如最新的802.11-2020就会复杂不少，由于目前专栏写的内容截止到n之前的协议版本，所以就先不讨论后面的更改了。

Remark 2：另外在802.11e版本中还会有一些AC的设置，比如在一个TXOP时间内，只能够传输一种AC的数据。那么相对于其他的AC，信道都是Busy的状态。这一点其实在后面的Multi-TID里面也会存在一点变化，所以这里就仅仅提一下，目前这一块其实都是按照最新的协议为准。

Polled TXOP

其次是Polled TXOP，其有可能在两个时间段出现。一者是CFP时间（图上没有标明，但是理解上CFP时间内也是Polled TXOP），一者是CP时间。CFP时间是Contention Free Period，即无竞争的时间。该时间是通过AP发送的Beacon帧，通过其中的CF Parameter Set以及Duration两个部分给保护下来的一段时间。这个时间范围即对应CFP时间。在该时间范围内，协议工作在PCF模式下，或者当做支持HCCA的PCF模式也行（这个说法不是很准确，但是这样好理解）。那么首先在CFP时间范围内，AP（即这里的HC），通过发送QoS CF-Poll来赋予节点TXOP时间。当节点获得TXOP时间后，其可以指定多次反馈传输，直到TXOP时间结束。

Polled TXOP的时间实际上是AP赋予的，也就是QoS AP通过QoS CF-Poll赋予节点一段TXOP时间。在默认情况下，AP赋予的时间也是按照TXOP LImit进行执行的。但是由于AP缺乏节点的信息（也就是流量的具体信息），最多只能通过定义TS流量的时候，通过定义的方式指定一些节点的流量特征情况，所以这样的时间赋予不是非常准确。所以在QoS Control里面可以注意到一个TXOP Limit和TXOP Request的方向的问题。

这里需要注意，默认情况下，无论是Polled TXOP还是EDCA TXOP，其设置的上限时间都是TXOP Limit。协议中有一节讨论关于TXOP Limit的设置，在802.11e阶段，我们可以认为这是一个默认数值。那么节点可以根据本地的情况，去申请TXOP Duration Request。本质上其实就是申请修改TXOP的上限时间了，个人感觉在EDCA上面这个价值有限，毕竟设置过大有ATF（Air Time Fairless）的问题，而小于TXOP Limit的根据本地的情况设置即可。但是在Polled TXOP中，前面说明AP是对节点情况掌握比较少的，且Polled TXOP是AP直接赋予节点的，所以相当于这个就是一个固定时间的分配。此时最好的方式就是节点根据本地的需求，告知AP后，再有AP来分配时间，而不是AP以默认参数来分配了。

那么在Polled TXOP中还有几点注意内容。

1）Duration参数是否出现重复覆盖的问题。

这个问题是一个基准问题，其实PCF时候就存在了，只不过当时没强调。我们知道TXOP默认是基于Duration/NAV机制来设置的。但是Duration又有重新覆盖的特性，比如说一开始Duration设置是100，那么现在如果广播一个Duration=0的包，即可以刷新这个Duration设置。基本机理是这样，只不过具体协议中会加几个限制条件。所以这里在CFP时间范围内，就可以注意到这个Duartion字段是一个固定值，而且其不解析为Duartion的功能。这就是为了避免Duration被覆盖，从而造成CFP时间设置不稳定的问题（也就是CFP时间可能会被传输过程中的包重置）。

Remark：上图是1997版本的协议，最新版本的协议内容上会复杂点，比如说ah的AID分配也引入了，PCF原来的CFP时间的位被干掉成保留了。这个到时候写新协议版本的时候再接着讨论。

2）CF-Poll的ACK问题

我们需要注意下帧类型了，在802.11e协议中，引入了QoS+类型的CF相关帧。典型的就是QoS Data以及后面追加的CF-ACK，CF-Poll之类。首先要注意帧类型，除了CF-End是控制帧以外（这里CF-ACK其实就当做一个附加属性，不当做帧主体来理解），其余的都是数据帧类型，换言之，CF-Poll和CF-ACK更偏向于一种属性。那么在数据传输过程中，传统的是QoS Data传输结束后反馈的是ACK，但是如果传输的是QoS Data+CF-Poll呢，或者这个Data是通过CF-Poll触发才反馈的呢，那么此时反馈的就不是ACK，而是CF-ACK了。这里仅仅是一个举例，并没有定式。在协议中有一部分就是在纠结ACK的反馈以及CF-ACK的反馈，基于这个概念去看问题就会比较简单一些。

3）CF-Poll和AC的问题

这个问题在EDCA里面也有，其实就是当AP赋予TXOP时间让节点传输的时候，这个时候是可以在QoS Control里面限定TID，也就是限定AC的。与此类似的，比如U-APSD的时候，节点通过QoS Null做trigger发送数据给AP，这个时候也是希望限定AC的。在《802.11协议精读37：三论APSD节能模式》里面的“Trigger是否只能取一种AC的帧”中已经对该问题进行讨论过了。其实这里就是再次说明，QoS Control的更多是一个只是当前帧的AC的功能，而缺乏这种指定的功能。换言之，在Polled TXOP中，AP向节点发送QoS CF-Poll后，节点在该TXOP内可以根据自己的需求，选择任意一个AC进行发送。

4）由于Polled-TXOP是需要HC，也就是QoS AP来分配接入TXOP的。那么必须要用HC这个机制，换言之，在IBSS（也就是Ad-hoc模式）中，是没有Polled TXOP机制的。

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