無線局域網(wǎng)媒體訪問控制(已修改)
2025-05-25 20:45 本頁面
【正文】 2021年 6月 14日 無線局域網(wǎng)媒體訪問控制協(xié)議基礎(chǔ) 天河學(xué)院 2021年 6月 14日 課程要點 引言 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 廣播信道及多址接入技術(shù) 多址接入?yún)f(xié)議的主要性能指標(biāo) 典型的時分多址接入 MAC協(xié)議與性能 多址接入 MAC協(xié)議的分類 ALOHA協(xié)議 CSMA協(xié)議 按需分配方式 MAC協(xié)議 天河學(xué)院 2021年 6月 14日 引言 傳輸媒體及其頻帶是局域網(wǎng)絡(luò)特別是一大類廣播信道局域網(wǎng)絡(luò)所有站點共享的系統(tǒng)資源。 局域網(wǎng)的絡(luò)媒體訪問控制（ MAC）協(xié)議是在局域網(wǎng)內(nèi)將傳輸媒體的頻帶有效地分配給網(wǎng)絡(luò)各站點用戶的方法。 媒體訪問的控制策略對整個局域網(wǎng)絡(luò)的性能（吞吐量、幀延遲時間等）來說是至關(guān)重要的。 本節(jié)課程概括介紹適合廣播信道的局域網(wǎng)絡(luò)媒體訪問控制（ MAC）協(xié)議。這些協(xié)議雖然有些并非為為無線局域網(wǎng)所設(shè)計，但原則上都可以用于作為無線局域網(wǎng)的媒體訪問控制（ MAC）協(xié)議。在介紹廣播信道模型的基礎(chǔ)上，分析了經(jīng)典的 ALOHA協(xié)議 、 CSMA協(xié)議 的原理及性能，最后對適合無線局域網(wǎng)的 CSMA∕CA等協(xié)議 進行討論。 天河學(xué)院 2021年 6月 14日 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 廣播信道及多址接入技術(shù) 一．廣播信道概念及信道的容量 所謂 廣播信道 ，簡單說來是指系統(tǒng)中的所有站點都連接在該信道上，這些站點中的任何一個所發(fā)送出的信號，都可以被系統(tǒng)中與信道相連接的所有其它站點接收到。 信道是有容量限制的，而信道容量則是信道資源大小的量度，表示信道能夠可靠傳輸信息的速率能力。 信道容量 的大小由下面的香農(nóng)公式給出： C = Blog2（ 1+S/N） 式中， C為信道容量，單位為 bit/s； B為信道頻帶寬度，單位為 Hz； S/N是信道中的信號功率（ S）與噪聲功率（ N）之比，稱為信噪比。 天河學(xué)院 2021年 6月 14日 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 廣播信道及多址接入技術(shù) 二．信道的復(fù)用與多址接入技術(shù) 原則上說來，同一局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中兩個（或兩個以上）站利用同一頻帶信道資源是不能在同一時間發(fā)送信息的。通常采用分割子信道的方法。 分割子信道通常又稱為 復(fù)用技術(shù) 。復(fù)用技術(shù)除了以前提到的頻分多址（ FDMA）和碼分多址（ CDMA）技術(shù)外，還有一種常用的時分多址（ TDMA）技術(shù)。 FDMA和 CDMA技術(shù)在 GSM蜂窩電話網(wǎng)或無線局域網(wǎng)中用來分割相鄰不同小區(qū)的子信道，而 在單小區(qū)無線局域網(wǎng)或有線局域網(wǎng)內(nèi)，為了若干站共享同一媒體資源，常采用時分的方式，若干站交替在不同時間占用公共信道媒體來發(fā)送信號，這一技術(shù)稱為時分多址接入技術(shù)。 天河學(xué)院 2021年 6月 14日 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 多址接入信道模型 一． N用戶廣播信道 SB RB SB RB SB RB MAC MAC MAC 接收緩沖器 接收緩沖器 媒體訪問控制 站點 1 站點 2 …… 站點 N 圖 N用戶廣播信道模型 ● N個用戶直接“連接”在該信道上； ● 任一用戶發(fā)送出的信息信號可被所有其它站接收到； ● 信道是半雙工的，即同一時間僅當(dāng)只有一個站發(fā)送信息時， 其它站才可以正確接收。 天河學(xué)院 2021年 6月 14日 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 多址接入信道模型 二． 數(shù)據(jù)幀的生成規(guī)則 網(wǎng)絡(luò)中每個站有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，在 MAC層將數(shù)據(jù)裝配成一個又一個的數(shù)據(jù)幀，并依順序放入發(fā)送緩沖器。一個數(shù)據(jù)幀進入緩沖器就意味著一個幀的生成。 設(shè)單位時間內(nèi)平均到達幀數(shù)為 λ，且滿足： ● λ不隨時間變化； ● 某一幀的到達不影響后續(xù)幀的到達； ● 任意小的時間段 Δt內(nèi)的到達幀要么為 1，要么為 0。 網(wǎng)絡(luò)中（所有站）幀的到達服從泊松分布，即在時間（ 0， t）內(nèi)“到達 k個幀”這一事件的概率記為 Pk（ t）為： Pk（ t） = [（ λt） k /k！ ]eλt （ 41） 據(jù)此可得幀到達時間間隔的概率密度函數(shù) p（ t）為： p（ t） = λeλt （ 42） 天河學(xué)院 2021年 6月 14日 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 多址接入信道模型 三 ． 信道為理想無噪信道 我們假設(shè) 系統(tǒng)是理想 的且 信道中是沒有噪聲和干擾 的，這樣當(dāng)只有某一個站發(fā)送數(shù)據(jù)信息時，信號會無失真地到達各個站點，它的接收站一定能正確收到。在這種情況下， 傳輸出錯僅當(dāng)若干站同時發(fā)送信息（發(fā)生碰撞）時才可能出現(xiàn) 。 四 ． 傳輸碰撞的后果及處理 傳輸 碰撞 是兩個或兩個以上的站同時向信道中送出數(shù)據(jù)幀是發(fā)生的 。 無論兩個 （ 或多個 ） 數(shù)據(jù)幀在時間上全部重疊還是部分重疊 ， 這些相碰的 數(shù)據(jù)幀都會損壞 。 相互碰撞的幀損壞 （
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