s4-2 ALOHA 協議


多路訪問協議
 隨機訪問協議(Random Access)
特點:站點爭用信道,可能出現站點之間的沖突
典型的隨機訪問協議
• ALOHA協議
• CSMA協議
• CSMA/CD協議(以太網采用此協議)
 受控訪問協議(Controlled Access)
特點:站點被分配占用信道,無沖突

 

ALOHA協議
 夏威夷大學Norman Abramson及他的同事設計
 兩個版本
純ALOHA協議
分隙ALOHA協議

純ALOHA  (Pure ALOHA) 工作原理
 任何一個站都可以在幀生成后立即發送(可能沖突),並通
過信號的反饋,檢測信道,以確定發送是否成功。
 如發送失敗,則經隨機延時后再發送。

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每個站點可在任意時間發送數據(不關心信道是否已被占用);
兩個以上站點都在發送數據時就會發生沖突。

 

 

純ALOHA協議的數學描述
 定義
幀時:發送一個標准長的幀所需的時間
 服從泊松分布
一個幀時內用戶產生新幀:均值N個
一個幀時內信道中產生的幀(包括重傳):均值G個

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性能分析
 吞吐率(Throughout) S
在發送時間T內發送成功的平均幀數。
顯然,0<S<1
S = 1時分組一個接一個地發送出去,幀之間沒有空隙。一
般用S接近於1的程度來衡量信道的利用率。

 

運載負載(Carried load) G, 又稱網絡負載
時間T內所有通信站總共發送的幀平均值(包括原發和重發的
分組)。
顯然,G≧S,只有在不發生沖突時G才等於S。當重負載
(G>>1) 時,沖突頻繁。

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純ALOHA協議的性能

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分隙ALOHA  (Slotted ALOHA) 工作原理
 分隙ALOHA是把時間分成時隙(時間片)
 時隙的長度對應一幀的傳輸時間。
 新幀的產生是隨機的,但分隙ALOHA不允許隨機發送,凡幀的發送必須在時隙的起點。
 沖突只發生在時隙的起點,沖突發生時只浪費一個時隙。一 旦某個站占用時隙並發送成功,則在該時隙內不會出現沖突。

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純ALOHA中,一旦產生新幀,就立即發送, 全然不顧是否有用戶正在發送,所以發生沖突的可能伴隨着發送的整個過程。
沖突危險期:2t,信道利用率18.4%

分隙ALOHA中,規定發送行為必須在時隙的開始,一旦在發送開始時沒有沖突,則該 幀將成功發送。
沖突危險期:t,信道利用率36.8%


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