第03次课移动计算技术-无线网络MAC协议原理.pptVIP

移动计算技术 —— 无线网络MAC协议原理 无线网络MAC协议原理 多路复用与多址接入 无线网络MAC协议原理 　多址接入核心问题 　采用媒体（信道）访问控制MAC 　（Medium Access Control）技术实现 无线网络MAC协议原理 多址接入的共同点 无线网络MAC协议原理 MAC层协议的功能 有两种极端的协调协议 　 无线网络MAC协议原理 MAC协议的指标与要求 无线网络MAC协议原理 无线MAC 协议面临的问题 依赖位置的载波侦听 隐藏终端 无线网络MAC协议原理 暴露终端 无线网络MAC协议原理 低功耗 无线网络MAC协议原理 无线MAC协议的分类 无线网络MAC协议原理 无线网络MAC协议原理 随机分配（Random Assignment）或竞争(Contention) 无线网络MAC协议原理 按需分配（Demand Assignment） 无线网络MAC协议原理 面向语音的固定分配MAC协议 频分多址FDMA 无线网络MAC协议原理 (1) 频分多址FDMA 无线网络MAC协议原理 (2)时分多址TDMA 无线网络MAC协议原理 (3) 码分多址CDMA 无线网络MAC协议原理 面向数据的随机竞争MAC 协议 无线网络MAC协议原理 1、基于ALOHA的无线随机MAC协议 无线网络MAC协议原理 无线网络MAC协议原理 协议简单 分组随到随发，传输时碰撞比较严重 负载较重时，性能不稳定，吞吐率低 如果退避时间采用指数分布，新的分组和重传分组进入系统用泊松分布，ALOHA的最大吞吐率只有0.184 无线网络MAC协议原理 (2)时隙ALOHA（S-ALOHA） 无线网络MAC协议原理 无线网络MAC协议原理 2、基于CSMA的无线MAC协议 无线网络MAC协议原理 无线网络MAC协议原理 1-坚持CSMA 非坚持-CSMA p-坚持CSMA 无线网络MAC协议原理 (1)1-坚持CSMA 无线网络MAC协议原理 无线网络MAC协议原理 （2）非坚持-CSMA 无线网络MAC协议原理 P-坚持CSMA 无线网络MAC协议原理 CSMA/CD 无线网络MAC协议原理 无线节点很难做到收发同时进行 即使可以同时收发，CSMA/CD也很难解 决在发送站点实现CD 即使可以在发送方实现CD，由于隐藏节 点和暴露节点，即使发送方检测到信道 空闲，在接收端仍可能存在冲突 无线通信中一般采用带有冲突避免的 CSMA/CA方式 无线网络MAC协议原理 基于冲突避免CA的无线MAC协议 无线网络MAC协议原理 BTMA （Busy Tone Multiple Access） 方式 无线网络MAC协议原理 RIBTMA （Receiver Initiated， BTMA）协议 无线网络MAC协议原理 带带内控制信息的CA协议 无线网络MAC协议原理 研究带内控制信息的CA协议时，一般假设信道没有衰落，不存在捕获效应，分组错误仅是由碰撞引起的 数据分组和控制分组在同一信道内传送 无线网络MAC协议原理 两次(Two Way)握手机制 无线网络MAC协议原理 MACA-BI(Multiple Access Collision Avoidance-By Invitation)协议 无线网络MAC协议原理 三次 (Three-way) 握手机制 无线网络MAC协议原理 带碰撞避免的多址接入协议(MACA)　 可以用三次握手机制解决隐藏终端问题 无线网络MAC协议原理 任何一个接收到RTS的工作站，将会等待一个足够长的时间去让发送这个RTS的工作站接收返回的CTS 任何一个接收到CTS的工作站将会避免与即将由Ａ发送到Ｂ的数据碰撞 因区域有别的传输存在，导致有的站点接收不到CTS 能接收到RTS而接不到CTS的站点不影响Ａ数据的传输 无线网络MAC协议原理 三次握手RTS-CTS-DATA 存在隐藏节点的情况下，吞吐率比ALOHA、CSMA和MACA好 并不能彻底解决“隐藏节点”和“暴露节点”的问题 但能很大程度地阻止“隐藏节点”的产生 无线网络MAC协议原理 四次（握手）握手机制 消除了大量的碰撞，性能比１-CSMA有所提高 负载较轻时，延迟时间长 　 介于上述两种方式之间 监听信道，如果信道空闲，以概率p发送数据 延时到另一个时隙的概率为1-p 协议的性能取决于p的优化程度　 站点发送的同时检测信道 检测到冲突发送干扰组迫使发送节点停止发送 在CA机制中，节点在等待信道保持预 定的一段静默时间后才能发送 静默允许最差情况下的传输时延和处 理时延 为了解决隐藏终端问题， CA机制通过