s4-2 ALOHA 协议
多路訪問協(xié)議
? 隨機訪問協(xié)議(Random Access)
?特點:站點爭用信道,可能出現(xiàn)站點之間的沖突
?典型的隨機訪問協(xié)議
? ALOHA協(xié)議
? CSMA協(xié)議
? CSMA/CD協(xié)議(以太網(wǎng)采用此協(xié)議)
? 受控訪問協(xié)議(Controlled Access)
?特點:站點被分配占用信道,無沖突
ALOHA協(xié)議
? 夏威夷大學(xué)Norman Abramson及他的同事設(shè)計
? 兩個版本
?純ALOHA協(xié)議
?分隙ALOHA協(xié)議
純ALOHA? (Pure ALOHA) 工作原理
? 任何一個站都可以在幀生成后立即發(fā)送(可能沖突),并通
過信號的反饋,檢測信道,以確定發(fā)送是否成功。
? 如發(fā)送失敗,則經(jīng)隨機延時后再發(fā)送。
每個站點可在任意時間發(fā)送數(shù)據(jù)(不關(guān)心信道是否已被占用);
兩個以上站點都在發(fā)送數(shù)據(jù)時就會發(fā)生沖突。
純ALOHA協(xié)議的數(shù)學(xué)描述
? 定義
?幀時:發(fā)送一個標準長的幀所需的時間
? 服從泊松分布
?一個幀時內(nèi)用戶產(chǎn)生新幀:均值N個
?一個幀時內(nèi)信道中產(chǎn)生的幀(包括重傳):均值G個
性能分析
? 吞吐率(Throughout) S
?在發(fā)送時間T內(nèi)發(fā)送成功的平均幀數(shù)。
顯然,0<S<1
?S = 1時分組一個接一個地發(fā)送出去,幀之間沒有空隙。一
般用S接近于1的程度來衡量信道的利用率。
運載負載(Carried load) G, 又稱網(wǎng)絡(luò)負載
?時間T內(nèi)所有通信站總共發(fā)送的幀平均值(包括原發(fā)和重發(fā)的
分組)。
?顯然,G≧S,只有在不發(fā)生沖突時G才等于S。當(dāng)重負載
(G>>1) 時,沖突頻繁。
純ALOHA協(xié)議的性能
分隙ALOHA? (Slotted ALOHA) 工作原理
? 分隙ALOHA是把時間分成時隙(時間片)
? 時隙的長度對應(yīng)一幀的傳輸時間。
? 新幀的產(chǎn)生是隨機的,但分隙ALOHA不允許隨機發(fā)送,凡幀的發(fā)送必須在時隙的起點。
? 沖突只發(fā)生在時隙的起點,沖突發(fā)生時只浪費一個時隙。一 旦某個站占用時隙并發(fā)送成功,則在該時隙內(nèi)不會出現(xiàn)沖突。
純ALOHA中,一旦產(chǎn)生新幀,就立即發(fā)送, 全然不顧是否有用戶正在發(fā)送,所以發(fā)生沖突的可能伴隨著發(fā)送的整個過程。
沖突危險期:2t,信道利用率18.4%
?
分隙ALOHA中,規(guī)定發(fā)送行為必須在時隙的開始,一旦在發(fā)送開始時沒有沖突,則該 幀將成功發(fā)送。
沖突危險期:t,信道利用率36.8%
總結(jié)
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