【正文】 機）多址接入協議不存在傳輸的調度。集中調度方式是由一個單獨的實體對傳輸進行調度。激活的用戶按調度的順序依次進行傳輸。頻分多址則把信道帶寬分成互補重疊的頻帶，每個用戶分配給一個固定的頻帶。分配可以按照時間或頻率來進行。用戶按照調度的先后順序一次傳輸數據，這樣就確保了每次傳輸都會成功。CDMA協議又可以分為純ALOHA協議和混合CDMA協議。實際上，它屬于多個用戶可以無沖突的同時傳輸數據的非競爭協議。顯示保留協議在調度時使用短的保留數據包來請求傳輸，而隱式保留協議則不需要任何保留數據包。對帶保留的隨機接入協議來說，用戶初始接入到信道時采用隨機接入方式，而用戶一旦接入到信道后，該用戶的數據傳輸采用調度方式，直到該用戶的數據傳輸完畢為止。當碰撞發(fā)生時，協議需要對它們進行處理。在固定分配方式下，每個用戶都會被分配給一定的傳輸容量，而按需分配則只有在用戶有數據需要傳輸時才分配信道。多址接入協議競爭（隨機接入）協議非競爭（調度）協議 重復隨機接入 帶保留隨機接入按需分配固定分配CDMA混合CDMA DS/FH、TDMA/CDMA純CDMADS、FH、TH隱式顯式 ALOHASALOHA令牌環(huán) 傳遞FDMATDMA非競爭（調度）協議通過調度要傳輸數據的用戶來避免兩個或兩個以上用戶同時接入信道。對這些協議進行分類的方法也是多種多樣的，在此把多址接入協議分為三類：非競爭（調度）協議、競爭（隨機接入）協議，以及CDMA協議。折中的程度取決于使用環(huán)境，以及特定的需求。對協議來說，同時處理好上述問題是比較困難的，甚至是相互沖突的。（3） 無線信道中的多經衰弱和陰影衰落效應。（2） 遠近效應問題。在無線移動環(huán)境中，多址接入協議面臨如下挑戰(zhàn)：（1） 隱終端問題。隨著無線通信的不斷普及，無線移動環(huán)境下的多址接入協議引起人們更多的關注。也就是說，當系統(tǒng)中出現設備故障或條件改變時，不會引起協議的崩潰。對不穩(wěn)定的協議來說，新增的負荷將迫使系統(tǒng)遷移到更高的負荷狀態(tài)，并且降低吞吐量。（5） 協議應該是穩(wěn)定的。（3） 對每個用戶來說，分配應該是公平的，即對不考慮具有優(yōu)先權的用戶來說，每個用戶從平均意義上來說應該分配到相同的容量。（2） 協議能夠以高效的方式分配傳輸信道。任何一種較好的協議都應該具有一下特點：（1） 能夠使多個用戶共享同一傳輸信道。對無線通信來說，一個重要的目標就是有效的利用信道資源，多址接入協議性能對此有很大影響。本文多地址接入ALOHA協議主要研究的純ALOHA 協議、時隙ALOHA 協議、非堅持型CSMA 協議。隨機多址接入技術是一種采用競爭的接入方式，和固定分配多址接入的目的一樣，都是如何最大限度的減少數據的沖突，提高系統(tǒng)吞吐量和信道的利用率。為滿足節(jié)點用戶之間的通信需要，共享通信資源方式被廣泛采用。現在多址接入協議已經成為局域網、衛(wèi)星通信網、無線通信網中應用最廣泛、最重要的協議之一。具體的多址接入技術通常用相應的協議來描述。多址接入技術也被稱為媒體接入技術或信道接入技術，這是因為接入或訪問網絡的過程實際上表現為占用網絡中的傳輸信道的過程。為了實現網絡互連，不同的用戶節(jié)點只能通過公用信道相互聯系。隨著網絡通信業(yè)務的迅速增長，網絡結構日益復雜，所能使用的通信資源也越來越緊缺。通過MATLAB的離散時間仿真原理實現對時隙ALOHA的仿真，并通過仿真程序實現對偽貝葉算法控制算法性能進行測試。網絡仿真技術具有以下特點：（1）全新的模擬實驗機理使其具有在高度復雜的網絡環(huán)境下得到高可信度結果的特點；（2）網絡仿真的預測功能是其他任何方法都無法比擬的；（3）適用范圍廣，既可以用于現有的網絡的優(yōu)化和擴容，也可以用于新網絡的設計，而且特別適用于中大型網絡的設計和優(yōu)化；（4）初期應用成本不高，而且建好的網絡模型可以延續(xù)使用，后期投資還會不斷下降。網絡仿真技術是一種通過建立網絡設備和網絡鏈路的統(tǒng)計模型，并模擬網絡流量的傳輸，從而獲取網絡設計或優(yōu)化所需要的網絡性能數據的仿真技術。為解決時隙ALOHA的穩(wěn)定性問題，各種控制算法被提出。但時隙ALOHA本質上是不穩(wěn)定的，當輸入流從0開始增加時，信道吞吐量隨著負載流的增加而增加，當輸入流到達某一門限值時，系統(tǒng)吞吐量到達最大值。ALOHA作為一種通用的MAC協議廣泛應用于多個用戶終端競爭同一個媒質的情況。在此基礎上，針對發(fā)現的問題提出理論改進，然后在仿真平臺上實現改進理論，并通過性能比較分析來驗證改進效果。利用比較成熟的計算機仿真軟件，可以近乎真實地模擬網絡環(huán)境，可以在各個層次上模擬網絡的運行效果。在實際環(huán)境下測試能夠得到相對真實的數據，但由于現代通信與信息系統(tǒng)往往規(guī)模很大，系統(tǒng)很復雜，構造高度相似的物理模型經濟成本和社會成本都很高，因而進行對大規(guī)模的測試幾乎是不可能的，而且其測試結果也往往難于重現。設計開發(fā)新的協議或對已有協議進行改進，都需要對其性能進行測試和評價。在無線移動環(huán)境中，多址接入協議面臨如下四點挑戰(zhàn)：隱終端問題，即兩個或多個終端由于高山、建筑物等的遮擋而不在彼此的通信范圍內，但卻在同一基站的通信范圍內；遠近效應問題，遠端的用戶要比近端的用戶信號有更大的衰落；無線信道中的多徑效應和陰影衰落問題；由于相鄰小區(qū)共用同一頻率而導致的共道干擾問題。MATLAB1引言 42 多地址接入協議發(fā)展狀況 4 多地址接入協議概述 5 多址接入協議分類 5 非競爭多址接入協議 7 競爭多址接入協議 7 多址接入協議仿真模型 7 仿真系統(tǒng)模型 7 業(yè)務源模型 10 協議評價指標 103 ALOHA協議的基本原理 10 時隙ALOHA的基本原理 12 時隙ALOHA的程序流程圖 13 時隙ALOHA系統(tǒng)模型 13 時隙ALOHA馬爾科夫鏈系統(tǒng)模型 14 離散時間系統(tǒng)模型 14 蒙特卡羅法 154 MATLAB仿真軟件的介紹 15 時隙ALOHA協議在MATLAB中的實現 16 隨機數的生成 16 信道狀態(tài)的判斷 16 為貝葉斯調整算法實現 16 17結論 19參考文獻 20附錄A: 22附錄B: 331引言隨著無線通信的不斷普及，無線移動環(huán)境中的多址接入協議正在引起人們更多地關注。 ALOHA。關鍵字：時隙；ALOHA；仿真；MATLABSimulation of slotted ALOHA protocolPanPengfei“(Grade11,Class03,Major Electronic Information Engineering,Institute of physics and Telemunications Dept.,Shaanxi University of Technology Hanzhong 723000,Shaanxi)”。陜西理工學院畢業(yè)設計時隙ALOHA協議仿真潘鵬飛（陜西理工學院 物理與電信學院 電子1103班， 陜西 漢中 723000）指導教師：吳燕摘 要：時隙ALOHA是應用于無線通信系統(tǒng)中的一種協議，時隙AL0HA使用了各種控制算法以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在比較三種常用網絡仿真模型的基礎上，分析了時隙ALOHA仿真結果及應用于通信系統(tǒng)中的性能優(yōu)點。給出了MATLAB仿真平臺下實現時隙ALOHA 控制算法的流程圖，編寫了MATLAB代碼對時隙AL0HA的偽貝葉控制算法性能進行協議性能測試及仿真結果表示。Tutor:WuYanAbstract:Slotted ALOHA is used in a wireless munication system,slot ALOHA use various control algorithm to ensure the system stability,in the parison of three kinds of monly used network simulation model based on,analyzes the slotted ALOHA simulation results and application in munication system performance the MATLAB simulation platform to achieve slotted ALOHA control algorithm flow the matlab code for the time slot ALOHA pseudo Bei leaf control algorithm performance protocol performance testing and simulation results.Key words:Slot。Simulation。在此條件下，更應當關注協議的穩(wěn)定性和魯棒性。對于一種協議來說，同時處理好上述問題是比較困難的，甚至是相互沖突的，因此，只能在設計時進行折中處理，折中的程度取決于使用環(huán)境，以及特定的需求。測試的方法一般有兩種：一種是在實際網絡環(huán)境中進行測試，即實驗；另一種是在計算機仿真環(huán)境下測試。目前，計算機仿真的方法在通信網絡技術的研究中得到了廣的應用，因為其具有很好的可控制性、可重現性、可擴展性。因此，在仿真軟件的幫助下，我們可以很好的模擬各種接入控制協議，并分析其性能。這種低成本、高效率的計算機仿真的方式勢必成為研究接入控制技術的首選?，F今，GSM系統(tǒng)，衛(wèi)星通信，無線局域網絡的試驗網絡及基于無線認知網絡的試驗網絡中均采用時隙ALOHA協議作為媒體接入控制協議以實現對信道的共享接入方式。當輸入的載荷超過信道容量后，隨輸入流量的增加沖突也隨之增加，重復發(fā)生的碰撞將浪費部分系統(tǒng)的寬帶，從而使系統(tǒng)吞吐量隨著生成載荷流的增加而迅速下降。為對算法性能進行評估，將所有這些算法應用到實際系統(tǒng)中進行測試是不現實的，必須通過軟件仿真方式對算法性能進行評估和測試。由于仿真不是基于數學計算，而是基于統(tǒng)計模型，因此統(tǒng)計復用的隨機性被精確地再現。現今對MAC協議算法的仿真主要使用OPNET和NS2來完成，但NS2安裝調試非常麻煩，而OPNET是一種商業(yè)軟件，價格昂貴，而MATLAB是一種被廣泛應用與通信領域的仿真及數學工具，而且其作圖功能強大易于調試跟蹤。2 多地址接入協議發(fā)展狀況多址接入技術通常是指網絡中多個節(jié)點（或用戶終端）共享通信信道資源實現連接訪問的技術。因此，共享通信資源方式被廣泛采用。當通信資源提供給多個用戶共同使用時，需要使用多址接入協議進行調度和協調。多址接入技術是網絡技術的一部分，它的實現方法將直接影響到網絡的吞吐量、時延特點、業(yè)務能力、用戶支持數量、資源利用效率等多方面的性能，其研究基礎是信息的數字傳輸和處理，其目標則是在網絡中提高通信資源的使用效率。從通信系統(tǒng)的體系結構來看，多址接入協議主要是數據鏈路層需要研究的問題，多址協議的優(yōu)劣對各種通信業(yè)務的支持，以及物理信道的使用效率都有重要的影響。隨著網絡通信業(yè)務的迅速增長，網絡結構加速復雜化，所能使用的通信資源也越來越緊缺和昂貴。當通信資源提供給多個用戶共同使用時，需要多址接入協議進行調度和協調。隨機多址接入的主要思想是多個用戶共用通信信道，他們隨機占用信道發(fā)送數據，一旦發(fā)生碰撞，則等待一段時間后重發(fā)，直至發(fā)送成功或超時丟棄。 多地址接入協議概述在多地址接入協議中，多個用戶共享同一物理信道，例如，在蜂窩無線通信系統(tǒng)中，信道被所有入網的用戶共享。協議通常都是為了滿足一定的目標而設計的。為此，協議必須要求用戶按照一定規(guī)則來發(fā)出請求，協議控制分配給用戶的信道容量。效率通常以信道吞吐量和傳輸延遲來衡量。（4） 協議在處理不同的業(yè)務（如語音和數據）時應該具有一定靈活性。這意味著當系統(tǒng)達到均衡時，一個新增的負荷應該使系統(tǒng)達到一個新的均衡點。（6） 協議應該具有魯棒性（Robust）。當用戶操作不當時，對系統(tǒng)中其他用戶的影響應當盡可能的少。在此條件下，應當更關注協議的穩(wěn)定性和魯棒性。即兩個或多個終端由于高山、高大的建筑物或其他物理遮擋而不再彼此的通信范圍內，但卻都在同一基站的通信范圍內。遠端的用戶要比近端的用戶信號有更大的衰減。（4） 由于相鄰小區(qū)公用同一頻率而導致的共道干擾問題。為此，只能在設計時進行折中處理。 多址接入協議分類自從1970年ALOHA協議誕生以來，已經出現了大量的多址接入協議。如圖11所示。調度可分為固定分配方式和按需分配方式。在競爭（隨機接入）協議中，一個用戶并不能保證傳輸的數據與其他的用戶不發(fā)生碰撞，因為有可能有兩個或兩個以上的用戶同時請求傳輸數據。競爭協議可以進一步分為重復隨機接入協議和帶保留的隨機接入協議。帶保留的隨機接入又可分為隱式保留和顯式保留。CDMA協議即不屬于非競爭協議也不屬于競爭協議。但是，當同時傳輸的用戶數增加到一定值時，就會產生競爭。 非競爭多址接入協議非競爭（調度）多址接入協議通過調度要傳輸的用戶來避免多個用戶同時嘗試訪問同一物理信道。調度可以分為兩種類型：（1） 固定分配調度：采用這種方式的協議把信道容量在所有的用戶之間進行平分，而不管用戶是否要有數據傳輸。在時分多址的情況下，傳輸時間分成多個幀，每個用戶分配每幀中的固定時間片，并與其他用戶分配的時間片之間互補重疊。（2） 按需調度：只有當用戶有數據要傳輸（激活）時才分配資源。它又可以分為集中調度或分布式調度。而分布式調度協議中，所有的用戶都參與調度過程，如今牌環(huán)協議就是分布式的。當用戶有數據需要傳輸時，并不知道是否會同其他用戶發(fā)生沖突。當多個準備傳輸的用戶同時開始傳輸時，所有的傳輸多半都會失敗。另一類是帶有保留的隨機接入協議，如帶保留的ALOHA