通信网理论基础第4章3

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1、第4章排队论基础4.2.3通信业务量分析一、通信业务量理论二、通信业务量的基本概念和指标三、网内通信业务分析四、提高网效率的一些措施4.2.4多址接入系统业务分析一、随机多址接入技术二、纯阿罗华(P-ALOHA）系统三、时隙ALOHA（S-ALOHA）系统四、载波监听多址接入（CSMA和CSMA/CD）系统随机多址接入方式与排队论随机多址接入方式是一种竞争访问信道技术。在该方式中，用户可以根据自己的意愿随机地发送信息。当两个或两个以上用户同时向同一信道发送信息时，就产生冲突（Collision），又称为碰撞，使得数据发送失败。故双方都需重发。这与排队系统中被拒绝的情况相似，只是被拒绝

2、或被破坏的已不止一个信息。多址接入系统可以看作是M/M/1系统。发展历史较早的随机接入系统称阿罗华（ALOHA）系统，于70年代产生于夏威夷大学。通过无线信道来使用中心计算机，无线信道相当一个公用媒体，一个站或用户送出的信息可以被许多站同时接收，而每个站都是随机发送的。技术的发展：纯ALOHA(P-ALOHA)技术时隙ALOHA(S-ALOHA)技术载波监听多址访问（CSMA——CarrierSenseMultipleAccess）技术带有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD——CSMAwithCollisionDetection）技术目前，CSMA/CD现已成为局域网标准接入

3、协议。应用：主要应用于无线信道和总线型局域网中。1．总线型局域网（1）总线型结构：所有的站都通过总线连接，无交换设备和中继器，各站通过收发器与总线连接，并通过总线发送或接收数据，一站发送其他的站都能收到，而每个站发送信息是随机的。总线型结构（2）媒质访问技术：传统的局域网技术是建立在“共享媒质”的基础上的，局域网中所有的用户终端共享单一的传输媒质，并以某种控制方式访问传输媒质，以便在两个指定的终端之间传送信息。所用的控制方式称为媒质访问技术。高速局域网将“共享媒质方式”改为“交换方式”“交换式局域网”技术以太网交换机媒质访问控制方法：共享（随机，受控）与交换典型的传统媒质访问控

4、制方法是：CSMA/CD、TokenRing、TokenBus。总线型结构的媒质访问方式主要有两种：①带有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD）方式。②令牌总线（TokenBus）方式。实例：工作于半双工方式下的以太网（Ethernet）采用CSMA/CD协议机制（IEEE802.3标准），全双工的以太网不采用CSMA/CD协议机制无线局域网（WLAN）采用CSMA/CA（CSMA/CollisionAvoidance）协议机制。2．CSMA/CD的发展过程①纯ALOHA(P-ALOHA)技术②时隙ALOHA(S-ALOHA)技术③载波监听多址访问（CSMA——CarrierS

5、enseMultipleAccess）技术④带有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD——CSMAwithCollisionDetection）技术3．性能标准多址通信系统的主要性能参数是：平均通过量、平均分组时延和稳定性。（1）平均通过量定义：在每个发送周期T0时间内，成功发送的平均分组数（即数据帧数）。或更准确地，应定义成：在很长时间间隔内，成功发送分组数与信道上连续传输的最大发送分组数之比。可见平均通过量是一种长时间接入信道能力的百分比量度。在稳定状态下，一平均通过量等于网络负荷（全部呼叫量）与分组成功发送概率的乘积，即网络负荷（或网络负载G）：为T0内总共发送的平均分组数

6、，包括成功的和碰撞的两部分。只有在不发生碰撞（被拒绝）的情况下，即当或时，才等于。为呼损。为简单起见，后面简称平均通过量为通过量。（2）平均分组时延一个分组进入信道所需的时间，称为分组时延时间或响应时间。具体地说，分组时延为一个分组从信源发出瞬间开始，到达信道，直至最后成功接收瞬间为止的这段时间。定义平均分组时延为一个很长时间间隔内分组总延迟与间隔内分组数之比。（3）稳定性系统的稳定性：在较长时间段内，其通过量和延迟特性基本保持不变。某些多址接入方案，其性能参数，在短期内可以令人满意，然而在较长时间间隔内观察却十分不理想，那么这种接入方案也是不稳定的。为了使系统能稳定地工作，必须采用

7、一定控制，使其性能参数基本不变。4.2.4多址接入系统业务分析一、随机多址接入技术二、纯阿罗华(P-ALOHA）系统三、时隙ALOHA（S-ALOHA）系统四、载波监听多址接入（CSMA和CSMA/CD）系统二、纯阿罗华(P-ALOHA）系统纯ALOHA系统：设有无限个用户公用一个信道，这些用户的总呼叫是以λ为均值的泊松流。当任一用户有信息要发送时，立即以定长信息包的形式发上信道，也就是以纯随机方式抢占信道。若有两个或两个以上的信息包在信道上发生碰撞，则以