【时隙ALOHA,CSMA(载波侦听多路访问)carrier sense mltiple access,无线局域网: CSMA/CA】

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时隙ALOHA

假设

• 所有帧是等长的
• 时间被划分成相等时隙，每个时隙可发送一帧
• 节点只在时隙开始时发送帧
• 节点在时钟上是同步的
• 如果两个或多个节点在一个时隙传输，所有的站点都能检测到冲突
  运行
• 当节点获取新的帧，在下一个时隙传输
• 传输时没有检测到冲突，成功
• 检测时如果检测到冲突，失败
  • 节点在每一个随后的时隙以概率p重传帧直到成功
    
    优点
• 节点可以以信带全宽全速连续传输
• 高度分布：仅需要节点之间在间隙上同步
• 简单
  缺点
• 存在冲突，浪费时隙
• 即使有帧要发送，仍然有可能存在空闲的时隙
• 节点检测冲突的时间<帧传输的时间
• 需要时钟上同步

时隙ALOHA的效率( Efficiency )

效率
当有很多节点，每个节点有很多帧要发送时，x%的时隙时成功传输帧的时隙

纯ALOHA(非时隙)----效率低

• 无时隙ALOHA：简单、无须节点间在时间上同步
• 当有帧需要传输：马上传输

CSMA(载波侦听多路访问)carrier sense mltiple access

发送之前听一听，是否信道被占用
Aloha: 如何提高ALOHA的效率发之前不管有无其他节点在传输

CSMA：在传输前先侦听信道：

• 如果侦听到信道空闲，传送整个帧
• 如果侦听信道忙，推迟传送

人类类比：不要打断别人正在进行的说话!

CSMA冲突

冲突仍然可能发生:
由传播延迟造成：两个节点可能侦听不到正在进行的传输
冲突：
整个冲突帧的传输时间都被浪费了，是无效的传输
注意：
传播延迟（距离）决定了冲突的概率，距离越远，time越大，冲突可能性越大

• 节点依据本地信道使用情况来判断全部信道的使用情况

CSMA/CD(冲突检测)边说边听（提高了信道利用率）以太网就是用的这个

==CSMA/CD: ==

- 载波侦听CSMA：和在CSMA中一样发送前侦听信道
- 没有传完一个帧就可以在短时间内检测到冲突
- 冲突发生时则传输终止，减少对信道的浪费

• 冲突检测CD技术，有线局域网中容易实现：
  • 检测信号强度，比较传输与接收到的信号是否相同
  • 通过周期过零点检测

人类类比：礼貌的对话人

• 指数退避
• 目标：适配器试图适应当前负载，在一个变化的碰撞窗口中随机选择时间点尝试重发。
  • 高负载：重传窗口时间大，减少冲突，但等待时间长
  • 低负载：使得各站点等待时间少，但冲突概率大
• 在变化的窗口中选择一个随机值

无线局域网: CSMA/CA

无线局域网中的 MAC：CSMA/CA

• 冲突: 2+站点（AP或者站点）在同一个时刻发送
• 802.11: CSMA – 发送前侦听信道
  • 不会和其它节点正在进行的传输发生冲突
• 802.11: 没有冲突检测!
  不冲突不代表成功

无线局域网: CSMA/CA

发送方
1 如果站点侦测到信道空闲持续DIFS长，则传输整个帧 (no CD)
2 如果侦测到信道忙碌，那么 选择一个随机回退值，并在信道空闲时递减该值；如果信道忙碌，回退值不会变化
到数到0时（只生在信道闲时）发送整个帧
如果没有收到ACK, 增加回退值，重复2
接收方

• 如果帧正确，则在SIFS后发送ACK
  可能会发生站点隐藏
  

冲突避免（续）

允许发送方“预约”信道，而不是随机访问该信道:
避免长数据帧的冲突（可选项）

• 发送方首先使用CSMA向BS发送一个小的RTS分组
  • RTS可能会冲突（但是由于比较短，浪费信道较少）
• BS广播 clear-to-send CTS，作为RTS的响应
• CTS能够被所有涉及到的节点听到
• 其他节点抑制发送
  

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