【正文】 發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量將急劇下降，信道容量的大部分被 CSMA/CD算法耗費(fèi)掉，只有極小部分用于傳送有用的數(shù)據(jù)。每個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站點(diǎn)都繼續(xù)監(jiān)聽自己的發(fā)送過程。 檢測(cè)到?jīng)_突后， 退避 等待的隨機(jī)時(shí)間＝ ？ n的范圍是 0至 1023（ K=10時(shí)）。 ? 當(dāng)一個(gè)傳輸結(jié)點(diǎn)識(shí)別出一個(gè)沖突，它就發(fā)送一個(gè)擁塞信號(hào)，這個(gè)信號(hào)使得沖突的時(shí)間足夠長(zhǎng)，讓其他的結(jié)點(diǎn)都有能發(fā)現(xiàn)。 (p=1時(shí)，即為 1堅(jiān)持） p堅(jiān)持的主要問題是如何確定一個(gè)合適的 p 值。 若 p 過大，使 Np 1，表明有多個(gè)站試圖發(fā)送，沖突不可避免，所以應(yīng)使 Np 1 ； 若 p 過小，信道利用率會(huì)大大降低。 最大吞吐率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過純 ALOHA和時(shí)隙 ALOHA CSMA protocol 即所謂“先聽后說”。 2. 時(shí)隙 ALOHA 系統(tǒng) (Slotted ALOHA，或 SALOHA) 時(shí)隙 ALOHA 工作原理 每一個(gè)幀在到達(dá)后，一般都要在緩沖區(qū)中等待一段時(shí)間 (該時(shí)間小于 T0), 然后在下一時(shí)間片開始時(shí)才能發(fā)送出去。 IEEE Std ： Wireless Medium AccessControl (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for LowRate WirelessPersonal Area Networks (LRWPANs)。 1. 純 ALOHA (Pure ALOHA) 純 ALOHA方式中，數(shù)據(jù)可在任意時(shí)刻發(fā)送。 如果多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，就會(huì)產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致信息混淆，傳輸失敗。 1堅(jiān)持 CSMA 1堅(jiān)持 CSMA 當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行如下步驟： (1)監(jiān)聽信道，若信道空閑就發(fā)送； (2)若信道忙則 放棄 (不堅(jiān)持 )監(jiān)聽，隨機(jī)等待一段 時(shí)間，重復(fù)步驟（ 1）； 優(yōu)點(diǎn)：采用隨機(jī)的重發(fā)延遲時(shí)間可減少?zèng)_突可能性； 缺點(diǎn)：即使有幾個(gè)站有數(shù)據(jù)要傳送，信道仍然可能處 于空閑狀態(tài)，信道利用率較低。如有沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間后再監(jiān)聽。 CSMA/CD的工作原理如下： ? 在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，站點(diǎn)繼續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)確信沒有其他站點(diǎn)在同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。 等待的隨機(jī)時(shí)間，用 截?cái)嗟?二進(jìn)制指數(shù)退避算法 。 1堅(jiān)持 CSMA, 再加上 CD (沖突檢測(cè) )。 如果有兩個(gè)或更多個(gè)站點(diǎn)要同時(shí)發(fā)送，線路利用率和吞吐率就會(huì)下降 —— 部分帶寬被沖突和退避延遲消耗了。 以太網(wǎng)的性能 5. 局域網(wǎng)的 MAC 層協(xié)議 CSMA/CA 無線局域網(wǎng)卻不能簡(jiǎn)單地搬用 CSMA/CD 協(xié)議。 無線局域網(wǎng)的特殊問題 B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)，而 C 又想和 D 通信。 就使用 CSMA/CA 協(xié)議。高優(yōu)先級(jí)幀需要等待的時(shí)間較短，因此可優(yōu)先獲得發(fā)送權(quán)。 三種幀間間隔 時(shí)間 SIFS PIFS DIFS 媒體空閑 發(fā)送第 1 幀 SIFS PIFS 時(shí)間 NAV（媒體忙） DIFS 爭(zhēng)用窗口 發(fā)送下一 幀 推遲接入 等待重試時(shí)間 有幀要發(fā)送 源站 時(shí)間 目的站 ACK SIFS 其他站 有幀要發(fā)送 DIFS，即分布協(xié)調(diào)功能幀間間隔（最長(zhǎng)的 IFS），在 DCF 方式中用來發(fā)送數(shù)據(jù)幀和管理幀。 為什么信道空閑還要再等待 源站發(fā)送了自己的數(shù)據(jù)幀。 虛擬載波監(jiān)聽的效果 當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到正在信道中傳送的 MAC 幀首部的“持續(xù)時(shí)間”字段時(shí)，就調(diào)整自己的 網(wǎng)絡(luò)分配向量 NAV (Network Allocation Vector)。 若檢測(cè)到信道空閑，退避計(jì)時(shí)器就繼續(xù)倒計(jì)時(shí)。 RTS 和 CTS 幀以及數(shù)據(jù)幀和 ACK 幀的傳輸 時(shí)間關(guān)系 時(shí)間 DIFS RTS SIFS 時(shí)間 NAV（ RTS） DIFS 爭(zhēng)用窗口 推遲接入 源站 時(shí)間 目的站 ACK 其他站 CTS SIFS SIFS 數(shù)據(jù) NAV（ CTS） NAV（數(shù)據(jù)） DCF的交替 作業(yè) —— 通過舉例分析 RTS/CTS怎么解決了無線網(wǎng)絡(luò)傳輸中的隱終端和暴露重?fù)?dān)問題？ RTS/CTS機(jī)制對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響？ 正面？ 負(fù)面？ RTS/CTS機(jī)制作用？ 文章：無線網(wǎng)絡(luò) MAC機(jī)制中 RTS/CTS機(jī)制的研究 —— 李娜娜 許多學(xué)者對(duì) CSMA/CA的性能進(jìn)行了研究 ， 但是卻沒有從信道利用效率的角度來考慮 RTS/CTS機(jī)制對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響 。 RTS/CTS機(jī)制作用？ 1?1?2?2?3?3?1? ?幀 有 用 數(shù) 據(jù) 傳 輸 時(shí) 間幀 總 的 傳 輸 時(shí) 間2?信 道 不 發(fā) 生 沖 突 時(shí) 間＝傳 輸 時(shí) 間3?每 幀 數(shù) 據(jù) 傳 輸 時(shí) 間＝每 幀 傳 輸 平 均 所 占 用 信 道 的 時(shí) 間 無線信道的利用率可用下式來表示： RTS/CTS機(jī)制作用？ 1 2 3? ? ? ?? ? ? RTS/CTS機(jī)制作用？ ，成幀效率完全取決于協(xié)議的 MAC包頭和 PHY包頭的大小， RTS/CTS機(jī)制對(duì)并不會(huì)產(chǎn)生任何影響。 并且 ， 隨著 T_add時(shí)間的積累作用 ， 數(shù)據(jù)包的時(shí)延很可能沒有得到改善 ， 甚至?xí)M(jìn)一步惡化 。但是獲得吞吐量性能改善付出的代價(jià)是要發(fā)送附加的控制幀 RTS幀和 CTS幀。 作業(yè) 分析： ZigBee網(wǎng)絡(luò) MAC層為何沒有采用 RTS/CTS機(jī)制來避免隱終端和暴露終端問題？ 。 發(fā)送的數(shù)據(jù)包大小 P為 128字節(jié) 圖 3 網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能（ P=512字節(jié)） 圖 4媒體接入時(shí)延性能（ P=512字節(jié)） 可見，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較小時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增大，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量不斷增加，但其增速明顯低于圖 1中同等負(fù)載下網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的增速。 發(fā)送的數(shù)據(jù)包大小 P為 512字節(jié) 圖 1 網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能（ P=512字節(jié)） 圖 2媒體接入時(shí)延性能（ P=512字節(jié)） 圖 1和圖 2是當(dāng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包大小 P為 512字節(jié)時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不斷變化得到的網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能和媒體接入時(shí)延性