隐藏终端和暴露终端问题及解决方案.ppt

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1、隐藏终端和暴露终端问题以及解决办法什么是隐藏终端和暴露终端“隐藏终端”（HiddenStations）：在通信领域，基站A向基站B发送信息，基站C未侦测到A也向B发送，故A和C同时将信号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的信号都丢失了。“隐藏终端”多发生在大型单元中（一般在室外环境），这将带来效率损失，并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时，尤其需要杜绝“隐藏终端”现象的发生。（在接收节点的范围覆盖范围内，而在发送节点的覆盖范围外的节点。什么是隐藏终端和暴露终端暴露终端是指在发送节点的覆盖范围内而在接收节点的覆盖范围外的节点，暴露终端因

2、听到发送节点的发送而可能延迟发送。但是，它其实是在接收节点的通信范围之外，它的发送不会造成冲突。这就引入了不必要的延时隐藏终端和暴露终端问题产生的原因由于adhoc网络具有动态变化的网络拓扑结构，且工作在无线环境中，采用异步通信技术，各个移动节点共享同一个通信信道，存在信道分配和竞争问题：为了提高信道利用率，移动节点电台的频率和发射功率都比较低；并且信号受无线信道中的噪声、信道衰落和障碍物的影响，因此移动节点中的通信距离受到限制，一个节点发出的信号，网络中的其他节点不一定都能收到，从而会出现“隐藏终端”和“暴露终端“问题。QoS路由自组网QoS路由的

3、目标是满足QoS连接请求的一条或多条路由，同时提供足够的路由资源信息，为管理控制机制提供支持，完成全网资源的有效利用。目前自组网的QoS路由问题还处在起步阶段。无线自组织网络的QoS研究主要集中在QoS模型、具有资源预约功能的信令、QoS路由协议和QoS媒体接入协议以及接纳控制和调度等方面。     由于无线自组织网络具有无中心结构，拓扑动态变化，节点资源受限，无线节点间相互干扰等特性，使得自组织网络中的QoS路由设计面临新的挑战。这主要体现在：     拓扑结构的动态变化使节点间链路状态信息的获取和管理维护困难。     由于相邻节点间存在“隐蔽终

4、端”、“暴露终端”、“侵入终端”等相互干扰，使得无线链路状态难以确定，例如带宽、时延、时延抖动等链路参数都很难及时获取和更新维护。     随时存在的单向信道的存在使得QoS路由协议设计困难，主要体现在:认知的单向性、路由的单向性和汇点不可达。     每个节点资源有限，使得QoS路由选择不能太复杂。隐藏终端和暴露终端问题对ad hoc网络的影响隐藏终端”和“暴露终端”的存在，会造成ad hoc网络时隙资源的无序争用和浪费，增加数据碰撞的概率，严重影响网络的吞吐量、容量和数据传输时延。在ad hoc网络中，当终端在某一时隙内传送信息时，若其隐藏终端

5、在此时隙发生的同时传送信息，就会产生时隙争用冲突。受隐藏终端的影响，接收端将因为数据碰撞而不能正确的接收信息，造成发送端的有效信息的丢失和大量的时间浪费（数据帧较长时尤为严重），从而降低了网络的吞吐量。当某个终端成为暴露终端后，由于它侦听到另外的终端对某一时隙的占用信息，从而放弃了预约该时隙进行信息传送。其实，因为源终端节点和目的终端节点都不一样，暴露终端是可以占用这个时隙来传送信息的。这样就造成了时隙资源的浪费。隐藏终端和暴露终端问题的解决办法IEEE802.11提供了如下解决方案。在参数配置中，若使用RTS/CTS协议，同时设置传送上限字节数，一

6、旦待传送的数据大于此上限值时，即启动RTS/CTS握手协议：当A要向B发送数据时，先发送一个控制报文RTS（Requesttosend，请求发送）；V接收到RTS后，以CTS（Cleartosend，清除发送）控制报文回应；A收到CTS后才向B发送报文，如果A没收到CYS，A认为发生了冲突，重发RTS，这样隐发终端C能听到B发送的CTS，知道A要向B发送报文，C延迟发送，解决了隐发送终端的问题。最后，B接收完数据后，即向所有基站广播ACK（AcknowledgeCharacter，确认字符）即确认帧，这样，所有基站又可重新可以平等侦听、竞争信道了。当

7、B向A发送数据时，C只听到RTS控制报文，知道自己是暴露终端，认为自己可以向D发送数据。C向D发送RTS控制报文。如果是单信道，来自D的RTS会与B发送的数据报文冲突，C和D无法成功握手，它不能向D发送报文。因此，在单信道条件下，暴露终端问题根本无法得到解决。在单信道条件下使用控制分组的方法只能解决隐发送终端，无法解决隐接收端和暴露终端问题。为此，必须采用双信道方法，即用数据新到收发数据，利用控制信道收发控制信号。对于单信道无线自组织网络，其MAC协议需要考虑的是如何充分利用信道，避免冲突。载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CA)机制是目前应用非

8、常广泛的协议，节点通过物理信道侦听(CCA)与虚拟网络侦听(NAV)结合的方式进行载波侦听，采用基于长帧间隙