【正文】 服務(wù)僅僅發(fā)送和接收 LLC PDU，不發(fā)送確認(rèn)，不涉及鏈路建立。有差錯(cuò)控制機(jī)制，比如 ARQ,主要通過循環(huán)冗余校驗(yàn)碼實(shí)現(xiàn)。 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 15 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 廣播信道及多址接入技術(shù) 多址接入信道模型 多址接入?yún)f(xié)議的主要性能指標(biāo) 典型的時(shí)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 無線局域網(wǎng)絡(luò)對(duì) MAC協(xié)議的特殊考慮 局域網(wǎng)的 MAC協(xié)議 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 16 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(diǎn)共享的系統(tǒng)資源。 媒體訪問的控制策略對(duì)整個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)的性能（吞吐量、幀延遲時(shí)間等）來說是至關(guān)重要的。這些協(xié)議雖然有些并非為為無線局域網(wǎng)所設(shè)計(jì)，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。 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 17 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(jiǎn)單說來是指系統(tǒng)中的所有站點(diǎn)都連接在該信道上，這些站點(diǎn)中的任何一個(gè)所發(fā)送出的信號(hào)，都可以被系統(tǒng)中與信道相連接的所有其它站點(diǎn)接收到。 信道容量 的大小由下面的香農(nóng)公式給出： C = B 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 18 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 1 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(gè)（或兩個(gè)以上）站利用同一頻帶信道資源是不能在同一時(shí)間發(fā)送信息的。 分割子信道通常又稱為 復(fù)用技術(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(shí)分的方式，若干站交替在不同時(shí)間占用公共信道媒體來發(fā)送信號(hào)，這一技術(shù)稱為時(shí)分多址接入技術(shù)。 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 19 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 2 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(diǎn) 1 站點(diǎn) 2 …… 站點(diǎn) N N用戶廣播信道模型 ● N個(gè)用戶直接“連接”在該信道上； ● 任一用戶發(fā)送出的信息信號(hào)可被所有其它站接收到； ● 信道是半雙工的，即同一時(shí)間僅當(dāng)只有一個(gè)站發(fā)送信息時(shí)， 其它站才可以正確接收。一個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)入緩沖器就意味著一個(gè)幀的生成。 我們說網(wǎng)絡(luò)中（所有站）幀的到達(dá)服從泊松分布，即在時(shí)間（ 0， t）內(nèi)“到達(dá) k個(gè)幀”這一事件的概率記為 Pk（ t）為： Pk（ t） = [（ λt） k /k！ ]eλt （ 1） 據(jù)此可得幀到達(dá)時(shí)間間隔的概率密度函數(shù) p（ t）為： p（ t） = λeλt （ 2） 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 21 MAC協(xié)議基礎(chǔ) 2 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(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)信息時(shí)，信號(hào)會(huì)無失真地到達(dá)各個(gè)站點(diǎn)，它的接收站一定能正確收到。 四 ． 傳輸碰撞的后果及處理 傳輸 碰撞 是兩個(gè)或兩個(gè)以上的站同時(shí)向信道中送出數(shù)據(jù)幀是發(fā)生的 。 相互碰撞的幀損壞 （ 或傳輸錯(cuò)誤 ） 之后 ， 發(fā)送站要按照某種規(guī)則將被損壞幀進(jìn)行 重新發(fā)送 。 一 . 吞吐量 S 吞吐量是單位時(shí)間內(nèi)在信道上成功傳送的信息量 ，其單位是 bit/s、Kbit/s或 Mbit/s。實(shí)用中為分析方便，吞吐量常用其理論上的最大值，也就是信道的傳輸速率 R（單位是 bit/s）來歸一化，用符號(hào) S來表示 ，則 S = nL/R = nT （ T為每幀的傳輸時(shí)長(zhǎng) ），且 0 ≤ S ≤ 1 若系統(tǒng)中各站沒有數(shù)據(jù)幀的傳輸要求（信道空閑，總業(yè)務(wù)量 G = 0）或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀都發(fā)生碰撞，單位時(shí)間內(nèi)成功傳輸?shù)膸瑪?shù) n等于零，則 S = 0 ； 若有足夠的幀要求傳輸，這些數(shù)據(jù)幀一個(gè)接一個(gè)地發(fā)送到信道中，既沒有發(fā)生碰撞，又沒有空閑的幀間隙，則 S = 1。 定義為網(wǎng)絡(luò)信道上所有站在單位時(shí)間內(nèi)要求傳送的幀 （ 包括新生幀和出錯(cuò)重傳幀 ） 的信息量總和 ， 其單位也是 bit/s、 Kbit/s或 Mbit/s。 假設(shè)每一秒內(nèi)系統(tǒng)要求傳送的幀數(shù)為 λ（ λ為按泊松分布幀的到達(dá)率 ） ， 則用 R歸一化的總業(yè)務(wù)量 G為 G = λL/R = λT 盡管吞吐量 S不可能大于 1，但總業(yè)務(wù)量 G作為系統(tǒng)的傳輸要求，是可能大于 1的。 吞吐量（ S）、總業(yè)務(wù)量（ G）、平均傳輸延遲（ D）等。 平均傳輸遲延則是對(duì)所有數(shù)據(jù)幀的傳輸遲延求得的統(tǒng)計(jì)平均值 。 吞吐量（ S）、總業(yè)務(wù)量（ G）、平均傳輸延遲（ D）等。 如果系統(tǒng)的總業(yè)務(wù)量 G增大，則數(shù)據(jù)幀在發(fā)送緩沖器中的等待時(shí)間就會(huì)增長(zhǎng)；總業(yè)務(wù)量 G的增大也會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)總的發(fā)送企圖（試圖發(fā)送的數(shù)據(jù)幀）上升，會(huì)大大增加數(shù)據(jù)幀在信道中的碰撞機(jī)率，使數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)后重新傳輸?shù)臅r(shí)間增長(zhǎng)。 吞吐量（ S） 理想特性 實(shí)際特性 0 1 總業(yè)務(wù)量（ G） 1 吞吐量－總業(yè)務(wù)量（ S－ G）特性 實(shí)際情況下， G較小時(shí)， S可隨著 G的增大而增大；當(dāng) G大到一定程度，不可避免的碰撞將使S減?。蝗绻藭r(shí)不加以控制，大量新幀和重傳幀的出現(xiàn)，會(huì)使得 G進(jìn)一步劇增，系統(tǒng)陷于癱瘓，即 S=0， D趨于無窮大。理想情況下（不發(fā)生碰撞）， S = G 。如控制不當(dāng)，不僅會(huì)導(dǎo)致 S銳減，還會(huì)導(dǎo)致平均傳輸遲延 D急劇上升。 正常情況下，總業(yè)務(wù)量 G較小，吞吐量 S也較小時(shí)，發(fā)送等待時(shí)間小，數(shù)據(jù)幀在信道中的碰撞也很少，此時(shí)的平均傳輸遲延 D也小； 平均傳輸延遲（ D） 延遲特性 0 1 吞吐量（ S） 1 2021/6/14 移動(dòng)通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 景小榮 27 典型的時(shí)分多址接入 MAC協(xié)議與性能 多址接入 MAC協(xié)議的分類 時(shí)分多址接入?yún)f(xié)議 同步時(shí)分多址接入?yún)f(xié)議 異步時(shí)分多址接入?yún)f(xié)議 隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)方式 …… 固定分配方式 按需分配方式 …… TDMA ALOHA CSMA Polling Token BitMap 時(shí)間分割多址接入 MAC協(xié)議的劃分 隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)方式 MAC協(xié)議使用廣播信道 ， 連接在廣播信道上的任一站點(diǎn)在需要發(fā)送信息時(shí) ，要以某種方式競(jìng)爭(zhēng)信道的使用權(quán) ， 一旦得到使用權(quán)便將信息（ 數(shù)據(jù)幀 ） 發(fā)送出去 。 這種隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)方式的