無(wú)線電波網(wǎng)路與聲波網(wǎng)路的碰撞、隱藏結(jié)點(diǎn)、backoff(繁體).ppt

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1、無(wú)線電波網(wǎng)路與聲波網(wǎng)路的碰撞、隱藏結(jié)點(diǎn)、backoff,,802.11基本存取機(jī)制,由訊框間隔 (Interval Frame Space, IFS)長(zhǎng)短來決定發(fā)送訊框的時(shí)機(jī)。 短訊框間隔(Short Interval Frame Space, SIFS) RTS, CTS, DATA, ACK PCF 訊框間隔(PIFS) PCF 運(yùn)作服務(wù)(無(wú)競(jìng)爭(zhēng)服務(wù)) DCF 訊框間隔(DIFS) DCF 運(yùn)作服務(wù)(競(jìng)爭(zhēng)服務(wù)) 延長(zhǎng)訊框間隔(EIFS) 重送訊框(資料碰撞),802.11同實(shí)體層的Slot time 與IFS 之同,,802.11 NAV,RTS/CTS 協(xié)調(diào)功能 確認(rèn)(Acknowled

2、ge, ACK) 要求傳送(Request to Send, RTS) 允許傳送(Clear to Send, CTS) 虛擬載波偵測(cè)(Virtual Carrier Sense) 網(wǎng)路配置向量(Net Allocation Vector, NAV),802.11 RTS、CTS、NAV與隱藏節(jié)點(diǎn),解決隱藏工作站問題： RTS與CTS訊框需要攜帶NAV持續(xù)時(shí)間值(DATA frame傳輸所需時(shí)間)的目的是要解決可能存在的隱藏節(jié)點(diǎn),802.11後退演算法與碰撞延遲,競(jìng)爭(zhēng)視窗(Contention Window, CW) 7, 15, 31, 63, 127, 255, 255, 255, ...

3、, 255 後退時(shí)間 Backoff = INT(CW * Random()) * Time-slot CW 介於 CWmin 與 CWmax 之間 Random() 為 0 與 1 之間的隨機(jī)值 Time-slot = 傳送端啟動(dòng)延遲 + 媒介傳遞延遲 + 感測(cè)媒介反映延遲,MACAW Protocol,MACAW被廣泛的使用在Ad-hoc網(wǎng)路，此外也也建立了許多MAC的Protocol 使用在WSN。IEEE802.11 的RTS/CTS機(jī)制也是使用MACAW改進(jìn)而來。 MACAW使用RTS-CTS-DS-DATA-ACK的控制訊框，有時(shí)經(jīng)由RTS-RRTS訊框解決隱藏結(jié)點(diǎn)問題。 MACA

4、W不使用載波感測(cè),Example about working of MACAW,,Fig1,MACAW hidden node,RTS 任何節(jié)點(diǎn)無(wú)意中聽到一個(gè)RTS的框架（如圖1節(jié)點(diǎn)F或節(jié)點(diǎn)E）抑制發(fā)送任何信息直到接收到CTS，或者再等待一段時(shí)間(等待是否會(huì)收到DS訊框)。 CTS 如果無(wú)意中聽到了CTS框架將抑制發(fā)送任何信息，直到收到DATA訊框和ACK（解決隱藏終端的問題），加上一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間。 MACAW的RTS和CTS訊框包含DATA訊框信息的長(zhǎng)度。因此其他節(jié)點(diǎn)使用這些信息來估計(jì)退避時(shí)間。,MACAW of RRTS(solving the hidden terminal proble

5、m),RTS,比較CSMA/CA與MACAW,註解： CSMA/CA：RTS、CTS、DATA都夾帶NAV向量值，以避免鄰近的隱藏結(jié)點(diǎn)一直傳送RTS請(qǐng)求訊框 MACAW：當(dāng)隱藏結(jié)點(diǎn)發(fā)送出RTS訊框時(shí)，由於鄰近結(jié)點(diǎn)因其他的節(jié)點(diǎn)正在傳輸而不會(huì)回應(yīng)隱藏結(jié)點(diǎn)CTS，而隱藏結(jié)點(diǎn)將經(jīng)過短的等待時(shí)間後自動(dòng)產(chǎn)生backoff,結(jié)論,MACAW缺點(diǎn)為： 使用的控制訊框多，降低頻道的利用率。 沒有PCF管理機(jī)制，會(huì)因?yàn)榕旁诤茚崦娴膬?yōu)先順序，導(dǎo)致等待的節(jié)點(diǎn)就算只是傳送一個(gè)訊框的資料仍需等待很久的時(shí)間，大幅降低節(jié)點(diǎn)的傳輸效率。 既然RTS與/CTS已經(jīng)包含DATA傳送所需時(shí)間，故DS訊框是多餘的。 無(wú)carrier

6、sense CSMA/CA優(yōu)點(diǎn)： 使用的控制訊框少，可大幅提高整個(gè)頻道的利用率。 有PCF與DCP機(jī)制可大幅提升節(jié)點(diǎn)的效率 有carrier sense 可以使用CSMA/CA的優(yōu)點(diǎn)來改進(jìn)MACAW的缺點(diǎn),二進(jìn)位指數(shù)退幣演算法,當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間出手時(shí)就會(huì)被判碰撞 這時(shí)傳輸結(jié)點(diǎn)會(huì)等待0(2N)-1的時(shí)間再傳 又碰N就又加1直到N=10 例如：N=2，則隨機(jī)產(chǎn)生的時(shí)間等於0,1,2,3 直到(2N)-1 =1023個(gè)時(shí)槽時(shí)間為止 表示延遲時(shí)間最長(zhǎng)為1023個(gè)時(shí)槽時(shí)間，較長(zhǎng)的延遲反而較無(wú)效率。 當(dāng)碰撞次數(shù)大於16次，該工作站會(huì)放棄繼續(xù)傳送該筆資料。,問題,1.無(wú)線電波NAV是否適用於水下?需要調(diào)整?需了解目前NAV做法。 2.兩個(gè)同時(shí)傳時(shí)產(chǎn)生碰撞的Backoff time是否須調(diào)整?無(wú)線電坡的做法? 3.隱藏節(jié)點(diǎn)的問題-水下通訊與水上通訊是否一樣?,