【正文】 采用集中控制的方式，中心站的故障對(duì)系統(tǒng)有致命的影響。 如果輪詢序列中某被詢問(wèn)站有待發(fā)數(shù)據(jù)，則聽(tīng)到詢問(wèn)后就緊接著發(fā)送自己的數(shù)據(jù)幀；若沒(méi)有待發(fā)數(shù)據(jù)，則聽(tīng)到詢問(wèn)后就發(fā)送一個(gè)簡(jiǎn)短的輪詢響應(yīng)幀包括（或根本就不響應(yīng)） 。中心站通過(guò)發(fā)送短的詢問(wèn)幀（詢問(wèn)幀內(nèi)含有某站的地址），以點(diǎn)名的方式詢問(wèn)某站是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送。 ● 系統(tǒng)的平均傳輸延遲 D的最小值發(fā)生在只有一個(gè)站有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時(shí)，若忽略掉幀間間隔和媒體傳播延遲時(shí)間，有 Dmin = 1+（ N∕L） ；系統(tǒng)的平均傳輸延遲 D的最大值發(fā)生在全部 N個(gè)站都有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時(shí)，同樣如果忽略掉幀間間隔和媒體傳播延遲時(shí)間，有 Dmax = N +（ N∕L） 。 ● 當(dāng)系統(tǒng)中有 n 個(gè)站有數(shù)據(jù)幀需要發(fā)送時(shí)，每長(zhǎng)度為 N個(gè)時(shí)間單位的爭(zhēng)用期位圖之后，有 n 個(gè)長(zhǎng)度為 L的數(shù)據(jù)幀，如果忽略掉幀間間隔，我們可以得到系統(tǒng)的吞吐量 S = nL∕(nL+N)。當(dāng)最后一個(gè)待發(fā)送的站成功發(fā)送后（每個(gè)站都可容易地檢測(cè)到這個(gè)事件），新的一個(gè) N時(shí)隙爭(zhēng)用期又將開(kāi)始。 一個(gè)爭(zhēng)用期過(guò)去后，網(wǎng)絡(luò)中的所有站都可通過(guò)該爭(zhēng)用期中各個(gè)時(shí)隙內(nèi)的內(nèi)容（ 0或 1）了解該爭(zhēng)用期過(guò)后，究竟有那些站點(diǎn)想要發(fā)送數(shù)據(jù)幀，了解信道中要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目和順序。由于探詢脈沖占時(shí)很短，即使碰撞，造成的信道資源浪費(fèi)也很小。 碰撞避免途徑之三 : 可以通過(guò)發(fā)送探詢脈沖（或短的探詢幀）的方式獲取信道使用權(quán)，以減小數(shù)據(jù)幀碰撞的概率。 碰撞避免途徑之二 : 在非堅(jiān)持式 CSMA方式工作時(shí)，可以給系統(tǒng)中的站或各個(gè)站所發(fā)送的不同類(lèi)型的信息進(jìn)行分類(lèi)，并給以不同的優(yōu)先級(jí)別。實(shí)際上它也不能做到碰撞的絕對(duì)避免，只不過(guò)是綜合前述各種 CSMA的優(yōu)秀特點(diǎn)，盡量減少碰撞的概率，盡量獲得比較理想的吞吐量 S及傳輸延遲 D。因?yàn)槿舾陕窡o(wú)線信號(hào)碰撞后，并不能保證相互疊加的合成信號(hào)的直流電平或載波幅度的一定增加。 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 38 四 .具有碰撞檢測(cè)和碰撞避免功能的 CSMA協(xié)議簡(jiǎn)介 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 CSMA協(xié)議 2. 具有碰撞避免功能的 CSMA協(xié)議－ CSMA/CA CSMA/CA協(xié)議是 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的無(wú)線局域網(wǎng)的基本的 MAC協(xié)議。 CSMA/CD協(xié)議對(duì)碰撞進(jìn)行檢測(cè)是基于在一定傳輸距離內(nèi)，任何兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)幀在媒體中發(fā)生碰撞時(shí)，多路信號(hào)（曼徹斯特編碼信號(hào)）相互疊加后的直流電平一定高于單路信號(hào)（無(wú)碰撞）的直流電平。 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 37 四 .具有碰撞檢測(cè)和碰撞避免功能的 CSMA協(xié)議簡(jiǎn)介 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 CSMA協(xié)議 1. 具有碰撞檢測(cè)功能的 CSMA協(xié)議－ CSMA/CD CSMA/CD協(xié)議就是 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的總線式以太網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問(wèn)控制（ MAC）協(xié)議。需要指出，非 持續(xù) 式CSMA在總業(yè)務(wù)量 G很大時(shí)也有大的吞吐量這一點(diǎn)是靠犧牲數(shù)據(jù)幀的平均傳輸延遲換來(lái)的。 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 CSMA協(xié)議 p－持續(xù)式 CSMA協(xié)議 發(fā)送操作流程 p－持續(xù)式 CSMA協(xié)議 吞吐量性能 發(fā)送幀到發(fā)送緩沖器 載波偵聽(tīng)檢測(cè)信道 信道空閑 ？ 發(fā)送數(shù)據(jù)幀 N Y 產(chǎn)生 [0,1]內(nèi)隨機(jī)數(shù) ξ ξ ≤P ? Y 延遲時(shí)間 τ N 結(jié)束程序 1 0 1 10 100 tp= p= p= p= 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 36 四 . 非持續(xù)式 CSMA 這種方式和 1－堅(jiān)持式CSMA相比較，差別在于當(dāng)檢測(cè)到信道忙碌時(shí)，不是再堅(jiān)持繼續(xù)檢測(cè)，而是暫退出來(lái)，選擇一個(gè)隨機(jī)時(shí)間延遲 εD , 延遲完畢后，再重新開(kāi)始檢測(cè)信道。 檢測(cè)到信道是忙碌的，是堅(jiān)持檢測(cè)還是退避一段時(shí)間后再檢測(cè)？ 檢測(cè)到信道是 空閑，是肯定發(fā)送還是以某一概率發(fā)送？ 是檢測(cè)到信道瞬時(shí)空閑還是要求達(dá)到一定的空閑間隔才來(lái)考慮安排發(fā)送時(shí)機(jī)？ 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 34 1持續(xù)式 CSMA 若信道空閑，則將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去；若信道忙碌，則堅(jiān)持繼續(xù)檢測(cè)信道，直至信道空閑。當(dāng) 檢測(cè)到信道空閑時(shí)，可以立即發(fā)送出去，也可以以某種概率發(fā)送出去 ，以另外概率重新檢測(cè)信道。 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 33 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 CSMA協(xié)議 一 . CSMA協(xié)議原理 CSMA協(xié)議下，每站在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前先對(duì)信道上的載波進(jìn)行偵聽(tīng)，以確定信道是處在忙碌（有載波）還是空閑（無(wú)載波）狀態(tài)。以減小碰撞率和提高吞吐能力為目的， CSMA協(xié)議有多種不同控制策略形成的不同類(lèi)型： ● 1持續(xù)式 CSMA ● P持續(xù) 式 ● 非持續(xù) 式 ● CSMA/CD ● CSMA/CA等。 純 ALOHA 分時(shí)隙 ALOHA 0 吞吐量（ S） 平均延遲（ D） 1 2 5 10 20 50 100 純 ALOHA與分時(shí)隙 ALOHA的傳輸延遲 D與吞吐量 S的關(guān)系示意圖 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 32 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 CSMA協(xié)議 CSMA（ Carrier Sense Multiple Access）協(xié)議稱為載波偵聽(tīng)（或載波檢測(cè)）多址接入?yún)f(xié)議 。 純 ALOHA協(xié)議的碰撞窗口為 2T B1 A1 B2 A2 B3 A1 B1 B2 A2 B3 碰撞 幀 站 A幀的生成 站 B幀的生成 分時(shí)隙信道 中 幀的傳輸 T T T T T T T 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 30 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 ALOHA協(xié)議 三 . 純 ALOHA與分時(shí)隙 ALOHA協(xié)議的性能 一個(gè)數(shù)據(jù)幀發(fā)送成功的概率是在一定時(shí)段（碰撞窗口）內(nèi)沒(méi)有其它數(shù)據(jù)幀生成的概率 P0 。 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 29 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 ALOHA協(xié)議 二 . 分時(shí)隙 ALOHA原理 在分時(shí)隙 ALOHA中，將信道傳輸時(shí)間按一幀時(shí)長(zhǎng) T劃分成時(shí)間片 (Slot)，某站的待發(fā)送幀不論產(chǎn)生于何一時(shí)刻，其發(fā)送起止時(shí)間在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)進(jìn)行。然而由于發(fā)送前不檢測(cè)信道忙閑，在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量大時(shí)，數(shù)據(jù)幀碰撞概率較大。如再次發(fā)生碰撞，重復(fù)以上過(guò)程，直至發(fā)送成功。其原理如 下： 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任一站有數(shù)據(jù)幀要求發(fā)送時(shí)， 不管信道忙與閑，立即發(fā)送出去 。 輪詢方式控制有集中控制 （ 該中心站對(duì)各站依次點(diǎn)名稱為輪詢 ， 如 Polling協(xié)議 ） 和分布控制 （ 各站依一定規(guī)則傳遞信道使用權(quán) ， 又稱為令牌方式 ， 如 token passing bus協(xié)議 ） 兩種 。 按需分配方式 MAC協(xié)議中