Zusätzlich zur physikalischen Kollisionserkennung auf der Bit-Übertragungsschicht verwendet die DCF einen virtuellen Kollisionserkennungsmechanismus auf der MAC-Schicht. Hierbei teilt eine Station allen anderen mit, wie lange sie das Medium zu beanspruchen gedenkt, um einen Daten-Frame zu senden und den ACK-Bestätigungs-Frame zu erhalten. Dafür gibt es zwei spezielle Frames: Request To Send (RTS) und Clear To Send (CTS). Eine sendebereite Station sendet ein RTS an die Zielstation und erwartet von ihr ein CTS. Beide Frames enthalten sowohl die ID der jeweiligen Station als auch die angeforderte Zeitspanne.

Alle Stationen im Einzugsbereich der sendenden Station sowie des AP empfangen diese Pakete und speichern die Verzögerungszeit im so genannten Network Allocation Vector (NAV). Der NAV wird unabhängig vom Zustand des Mediums dekrementiert, bei Null liegen keine weiteren Reservierungen vor und die Übertragung von Daten-Frames kann entsprechend den Zugriffsregeln beginnen.

Der RTS/CTS-Mechanismus löst auch das Problem der versteckten Stationen, durch die Kollisionen entstehen. Im folgenden Bild können sowohl Station A als auch Station B mit dem AP kommunizieren, beide jedoch nicht direkt miteinander. Belegen nun beide Stationen das Medium, entstehen Kollisionen:

Das so genannte Hidden-Station-Problem lässt sich durch den RTS/CTS-Mechanismus lösen.

Station A sendet ein RTS, das von der Zielstation B nicht empfangen werden kann, aber vom AP. Dieser bestätigt mit einem CTS die Belegung des Mediums, das auch von Station B empfangen wird. Station B weiß damit, dass Station A das Medium reserviert hat und wird dementsprechend lange warten.

Durch die Verwendung von RTS-Frames wird Bandbreite gespart, falls es im Fehlerfall zu einer erneuten Übertragung kommt: Das RTS-Paket ist klein verglichen mit einem Daten-Frame. Der RTS/CTS-Mechanismus funktioniert auch, wenn mehrere BSS den gleichen Kanal verwenden: Die Reservierung von Übertragungszeit ist über BBS-Grenzen hinweg möglich.

Sollen MAC-Multicast- oder Broadcast-Frames versendet werden, ist die Verwendung des RTS/CTS-Mechanismus nicht möglich. Da es dann mehrere Empfänger gäbe, die gleichzeitig ihre Empfangsbereitschaft signalisieren, würden Kollisionen entstehen.

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