無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ppt課件-資料下載頁
2025-01-17 17:58本頁面
【正文】 、 、 來表示上述三個(gè)方面的效率。 其中， 為成幀效率， 為沖突避免效率， 為信道共享效率。 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)制對并不會產(chǎn)生任何影響。 ，采用 RTS/CTS機(jī)制，通過帶寬預(yù)留機(jī)制，便可以減少碰撞發(fā)生的概率，即使發(fā)生碰撞，也只是相對較短的控制包會發(fā)生碰撞，避免了較長數(shù)據(jù)包發(fā)生碰撞，提高了沖突避免效率。 RTS/CTS機(jī)制作用？ RTS/CTS機(jī)制相比 ， 每發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀都需要附加發(fā)送兩個(gè)控制幀 ， 并多等待 T_add間隔的時(shí)間 ， 如下式所示 。 其中 ， 對于 IEEE ， C可取 1Mbps， RTS/CTS幀大小分別為 20字節(jié)和 14字節(jié) 。即采用了 RTS/CTS機(jī)制盡管可以提高沖突避免效率 ，但是卻是以降低信道共享效率為代價(jià)的 。 _2R T S P H Y h e a d e r C T S P H Y h e a d e rT a d d S I F SCC??? ? ? RTS/CTS機(jī)制作用 —— 正面 無線信道的利用率是衡量網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo) ， RTS/CTS機(jī)制便是通過信道共享效率的降低 ，減少了碰撞概率 ， 從而提高了沖突避免效率 ， 最終提高了帶寬利用率 ， 減少了數(shù)據(jù)包的時(shí)延 。 這是RTS/CTS對網(wǎng)絡(luò)性能的正面影響作用 。 RTS/CTS機(jī)制作用 —— 負(fù)面 同時(shí) ， 如果數(shù)據(jù)包長度較小時(shí)也采用了 RTS/CTS機(jī)制 ， 將導(dǎo)致產(chǎn)生與數(shù)據(jù)負(fù)荷相比不可忽視的控制負(fù)荷 ， 導(dǎo)致吞吐量的下降 。 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 。 此時(shí) ，RTS/CTS機(jī)制對于網(wǎng)絡(luò)性能便表現(xiàn)出負(fù)面作用 。 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)延性能曲線。 數(shù)據(jù)幀長可達(dá)到 2300字節(jié) 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)） 從圖 1中可以看出，① 在不采用 RTS/CTS機(jī)制的條件下，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較小時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量基本上同網(wǎng)絡(luò)負(fù)載相同，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為 60%時(shí)吞吐量達(dá)到最大值。隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的繼續(xù)加大，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能并沒有得到提高。② 在采用了 RTS/CTS機(jī)制的條件下，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較小時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能與不采用 RTS/CTS機(jī)制時(shí)情況基本相同，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為 60%時(shí)，吞吐量達(dá)到第一個(gè)較大值 。值得注意的是，隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的繼續(xù)加大，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能得到了一個(gè)很大的改善，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為 110%時(shí)，吞吐量達(dá)到了最大值 。 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)） 可見，當(dāng) P為 512字節(jié)時(shí)，采用 RTS/CTS機(jī)制，能夠起到改善網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能的作用，主要原因是該機(jī)制可以對無線媒質(zhì)接入進(jìn)行預(yù)留，避免了數(shù)據(jù)包的碰撞以及重傳，從而提高了沖突避免的效率，減少了信道接入延時(shí)，如圖 2所示。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。 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=128字節(jié)） 圖 4媒體接入時(shí)延性能（ P=128字節(jié)） 圖 6和圖 7是當(dāng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包大小 P為 128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)延性能曲線。 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。并且，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大于 53%時(shí)，采用 RTS/CTS機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸將會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能與不采用該機(jī)制時(shí)有了較大程度的惡化，如圖 3所示。 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=128字節(jié)） 圖 4媒體接入時(shí)延性能（ P=128字節(jié)） 同時(shí)，此時(shí)的信道接入時(shí)延比不采用該機(jī)制時(shí)還要略微大一些，如圖 4所示。 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=128字節(jié)） 圖 4媒體接入時(shí)延性能（ P=128字節(jié)） 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，不僅僅是因?yàn)槊看伟l(fā)送一個(gè) 128字節(jié)的數(shù)據(jù)負(fù)荷則需要封裝上（ 16+8+34）字節(jié)的包頭，數(shù)據(jù)成幀效率較低，而且是由于采用了 RTS/CTS機(jī)制，在對一個(gè)僅僅只包含 128字節(jié)的數(shù)據(jù)負(fù)荷競爭信道時(shí)，卻要附加發(fā)送至少一個(gè)或者 n個(gè) RTS/CTS控制幀（大小分別為 44字節(jié)和 38字節(jié)）以及 2個(gè)或者 2n個(gè) SIFS間隔的等待時(shí)間，而正是由于這種控制包負(fù)荷以及 T_add間隔的累積作用便造成了網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能和信道接入時(shí)延性能的惡化。 RTS閾值 每個(gè)站點(diǎn)自己決定； 當(dāng)幀長大于 RTS閾值時(shí)采用 RTS/CTS機(jī)制； RTS/CTS機(jī)制作用 —— 小結(jié) 在承載的數(shù)據(jù)包負(fù)荷較大的情況下，采用 RTS/CTS機(jī)制可以通過降低信道共享效率來獲得信道沖突避免效率的增益，進(jìn)而得到較好的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和媒體接入時(shí)延性能，表現(xiàn)出該機(jī)制對網(wǎng)絡(luò)性能正面的影響作用。 然而，在數(shù)據(jù)包較小的情況下，采用 RTS/CTS機(jī)制，盡管可以提高數(shù)據(jù)包沖突避免的效率，但卻會造成信道共享效率的急速下降，最終反而會導(dǎo)致信道利用率的惡化， RTS/CTS機(jī)制對網(wǎng)絡(luò)性能的負(fù)面影響作用就凸現(xiàn)出來了。 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？
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