s4-2 ALOHA 协议

2019/03/15 20:35
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多路访问协议
 随机访问协议(Random Access)
特点:站点争用信道,可能出现站点之间的冲突
典型的随机访问协议
• ALOHA协议
• CSMA协议
• CSMA/CD协议(以太网采用此协议)
 受控访问协议(Controlled Access)
特点:站点被分配占用信道,无冲突

 

ALOHA协议
 夏威夷大学Norman Abramson及他的同事设计
 两个版本
纯ALOHA协议
分隙ALOHA协议

纯ALOHA  (Pure ALOHA) 工作原理
 任何一个站都可以在帧生成后立即发送(可能冲突),并通
过信号的反馈,检测信道,以确定发送是否成功。
 如发送失败,则经随机延时后再发送。

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每个站点可在任意时间发送数据(不关心信道是否已被占用);
两个以上站点都在发送数据时就会发生冲突。

 

 

纯ALOHA协议的数学描述
 定义
帧时:发送一个标准长的帧所需的时间
 服从泊松分布
一个帧时内用户产生新帧:均值N个
一个帧时内信道中产生的帧(包括重传):均值G个

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性能分析
 吞吐率(Throughout) S
在发送时间T内发送成功的平均帧数。
显然,0<S<1
S = 1时分组一个接一个地发送出去,帧之间没有空隙。一
般用S接近于1的程度来衡量信道的利用率。

 

运载负载(Carried load) G, 又称网络负载
时间T内所有通信站总共发送的帧平均值(包括原发和重发的
分组)。
显然,G≧S,只有在不发生冲突时G才等于S。当重负载
(G>>1) 时,冲突频繁。

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纯ALOHA协议的性能

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分隙ALOHA  (Slotted ALOHA) 工作原理
 分隙ALOHA是把时间分成时隙(时间片)
 时隙的长度对应一帧的传输时间。
 新帧的产生是随机的,但分隙ALOHA不允许随机发送,凡帧的发送必须在时隙的起点。
 冲突只发生在时隙的起点,冲突发生时只浪费一个时隙。一 旦某个站占用时隙并发送成功,则在该时隙内不会出现冲突。

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纯ALOHA中,一旦产生新帧,就立即发送, 全然不顾是否有用户正在发送,所以发生冲突的可能伴随着发送的整个过程。
冲突危险期:2t,信道利用率18.4%

分隙ALOHA中,规定发送行为必须在时隙的开始,一旦在发送开始时没有冲突,则该 帧将成功发送。
冲突危险期:t,信道利用率36.8%

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