第四章 信道共享技术2005

《第四章 信道共享技术2005》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第四章信道共享技术·信道共享：多点接入（多点访问）。多个用户共享一个公共信道来传输信息。·典型结构：多点线路、总线网和环形网。·解决问题：避免多个用户同时使用公用信道，以免发生冲突，产生互相干扰。采用相关技术协调用户对公共信道的使用。常用信道共享技术：·随机接入：ALOHA、CSMA、CSMA/CD·受控接入：轮询·信道复用：FDM、TDM、WDM、CDMA4.1随机接入技术：ALOHA基本思想：用户可随机发送信息。产生问题：当两个或更多用户同时发送信息时，会产生冲突（碰撞），使冲突用户的发送都失败。解决方法：·对随机发送增加限制，避免或减少冲突发生；·及时

2、发现冲突，并加以解决。随机接入实际上是争用接入，争用胜利者可获得发送权。起源于夏威夷大学研制的ALOHA网（20世纪70年代初）。是一个无线电广播通信网，采用星型拓扑结构，使地理上分散的用户通过无线电来使用中心计算机。无线电信道是一个公用信道，一个站发送的信息可以同时被多个站收到，每个站可随机发送。中心4.1.1纯ALOHA用于无线信道或总线网络。规则：各站随机发送数据·无其他站发送：成功；·有其他站发送：产生冲突，各站所发数据被破坏，分别后退等待一段随机时间再重发，直到成功。参见图4-2。特点：发送控制简单，易于实现，效率低（理论计算吞吐量不足18%）。4

3、.1.2时隙ALOHA（S-ALOHA）对完全随机发送增加限制。方法：·将信道时间划分为若干等长的时间片（时隙Slot），长度为一帧的发送时间；·各站按时间片发送，并且只能在每个时隙的开始点发送。·若产生冲突，分别退让等待一段时间（随机个数的时间片），重发。参见图4-5。特点：冲突概率减小，效率提高（理论计算吞吐量37%）。4.2随机接入技术:CSMA和CSMA/CD是ALOHA的改进，用于总线网。4.2.1CSMACSMA：载波侦听多点访问、载波监听多点接入（CarrierSenseMultipleAccess）。载波：二进制数据信号。基本思想：·载波监听

4、CS：每个站在发送数据前，先监听信道，判断是否有其他站在发送数据（忙或空）。如在发送（忙），则该站就暂不发送数据，减少冲突发生。·多路访问MA：多个站点共享同一信道发送信息。也叫“先听后讲”LBT(ListenBeforeTalk)。·冲突判断：发送站点在发完后要等待一段时间2t，如果没有收到确认，发生冲突，随机延迟一个时间，重发该帧。t：端端传播时延。网络中最远两个站点间的传输时间。与ALOHA比：增加载波监听装置，功能是“发送前监听”。有三种不同的形式：非坚持CSMA、1坚持CSMA、p坚持CSMA。1、非坚持CSMA·发前先监听信道·“忙”：不坚持听，

5、等待随机时间后重新再监听；·“空”：立即发送信息。 可采用划分“时隙”的方法，在每个“时隙”开始处发送帧。Y信道忙N非坚持CSMANNYYY载波监听延迟到下一时隙收到ACK发送等待2t延迟一个随机时间N有待发帧结束特点：减少冲突，不能及时发现信道变“空”，信道利用率不高。 Y信道忙N1-坚持CSMA2、1-坚持CSMA·发前先监听信道·“忙”：继续坚持听，直到信道“空”；·“空”：立即发送信息。YY信道忙N选择0～1间随机数II£p延迟tNp坚持CSMA特点：争取及早发送数据，减少信道空闲时间，保持较高利用率；仍有可能冲突（多个站同时监听到信道“空”立即发送

6、）。3、p-坚持CSMA是1-坚持CSMA和非坚持CSMA的折中，减少冲突，减少空闲。·发前先监听信道·“忙”：继续听，直到信道“空”；·“空”：以概率p发送数据，以概率（1-p）延迟一段时间t，重新监听信道。当p=1时，为1-坚持CSMA。tABCSMA问题：在发前监听，减少冲突。但由于传播时延的存在，仍有可能出现冲突，并造成信道浪费。4.2.2CSMA/CD在CSMA基础上增加“冲突检测CD”（CollisionDetection）功能。冲突检测：边发送边监听，即站点在发送同时进行监听，一旦检测到冲突，就立即停止发送。以便尽快重发，缩短无效传送时间，提高

7、信道的利用率。“边说边听”LWT（ListenWithTalk）。1、规则（工作原理）：·发前先听·“空”：立即发送；·“忙”：继续听，直到信道空，立即发送；·发送期间继续监听，若发现冲突，立即停止对数据的发送，并发送一串“阻塞码”，退让等待一段时间，再重发。NY延迟一个随机时间N有待发帧NY冲突发送Y信道忙发“阻塞码”重发次数太多放弃发送出口2、冲突检测方法（1）检查接收信号的电压大小：在基带传输系统中，当两帧的信号在信道上迭加时，电压摆动值要比正常值大。如果接收信号的电压摆动值超过某一门限值，即发生了冲突。对站点间的最大距离有一定的限制。若两个站离得很远

8、，信号传播时衰减很多，可能使冲突迭加信号的电压摆动值