无线网路Protocol简介(繁体).ppt

CSMA CD CSMA CA MACA MACAWProtocol介紹 多重載波存取 碰撞偵測協定 CSMA CD CarrierSenseMultipleAccess CollisionDetection CSMA CD 目前區域網路中乙太網路在使用的媒體資料存取控制方式 為電腦在網路上傳遞封包時 若在同一條線上不可能同時傳送兩個存在的封包 所以這個協定定義了碰撞偵測的法則 以定義兩個封包碰撞時的解決方式 通常電腦在使用網路之前 會先偵測網路上是否已經有資料傳輸 因此CSMA CD常產生網路瓶頸 所以較不適宜傳送封包比較大資料 它比較適合封包小且非常定時的資料流量 此網路同時也是IEEE802 3的規範CS CarrierSense 確認無人傳送 傳送資料CS CarrierSense 碰撞 傳送擾亂訊號 退避時間解釋 監聽 確認沒人傳輸則立刻將訊框傳送出去 在傳送期間也要繼續監聽同軸電纜上的訊號 如發生碰撞則立刻停止傳送 並且傳送一個 擾亂訊號 強迫造成更嚴重的碰撞 使得每一個參與碰撞的工作站能確實的偵測出碰撞 發生碰撞的工作站將等待一隨機的backoff時間後再重新監聽傳輸 二進位指數退避演算法 BEB BinaryExponentialbackoff 載波偵測多次存取 碰撞避免協定 CSMA CA CarrierSenseMultipleAccesswithcollisionAvoidance 適合於較低速的區域網路傳輸 資料傳輸之前會先檢查網路上是否有其它傳輸動作 若沒有 才啟動目前傳輸工作 以避免網路傳輸時的封包發生碰撞 Collision CSMA CA傳輸過程RTS CTS DATA ACK 當其他節點接收到CTS訊框後 會暫停傳輸 且將延遲時間填入NAV向量表 802 11所使用的規範 同一個時間只能有一個傳輸 否則將產生衝撞 由網路協調者使用集中式協調功能 PCF 傳送服務 由網路協調者以輪詢的方式安排工作站傳送訊框的時機與順序 由於工作站傳送的時間事先安排 因此可提供保證傳送延遲的服務 分散式協調功能 DCF 傳送服務 使用CSMA CA適合傳輸非既時資訊 較不適合多媒體資訊傳輸 目前最高傳送速率只有2Mbps 利用虛擬載波偵測 當其他節點看到CTS時會暫停嘗試傳送訊框 虛擬載波偵測利用利用 網路配置向量 NAV 記載其他工作站還需要多久的時間來傳送訊框 而使工作站依據這些資訊能知道傳輸媒介現在是否忙碌 載波偵測 CSMA CD與CSMA CA應用結論 因為無線電傳送過程中要偵測 CSMA CD 現今以802 3為使用主流 到碰撞的產生是極為困難的 故採取碰撞避免 CSMA CA 現今以802 11為使用主流 的方式 介質存取 碰撞避免 MACA MediumAccess CollisionAvoidance MACA使用了三個基本序列訊息 請求 RTS 確認發送 CTS 發送數據 DATA MACA使用二進制指數退避演算法解決衝突 MACA傳輸過程RTS CTS DATAMACA是第一個使用RTS CTS來解決隱藏與暴露終端問題 二進位指數退避演算法 BEB BinaryExponentialbackoff 為了簡化硬體設計MACA不建議使用載波監聽 CSMA CA去掉載波監聽就成了MACA 多重存取 碰撞避免 無線 MACAW MACA Wireless MultipleAccess CollisionAvoidance Wireless MACAW是由MACA改良而來的新的協議 經由要傳送端提出RTS請求發送 接收端確認後送出CTS確認發送 接下來要傳送DATA以前會有DS的封包傳送 其中DS封包是提醒鄰近的基地台數據包要發送減少機率發生碰撞 DATA傳送完成後接收端再發送ACK確認接收 以確保MAC層的可靠性 MACAW傳輸過程RTS CTS DS DATA ACK沒有載波偵測 只利用DS通知鄰近結點停止傳輸AddingRRTS DS ACKmessageexchange同一個時間只能有一個傳輸 否則將產生衝撞 載波偵測是利用DS封包提醒鄰近的節點停止傳送 採用MILD乘性遞增線性遞減Finc min a CONUTER MAX Fdec max COUNTER b MIN a 1 5 b 1 結論 CSMA CD設計應用領域是在有線通訊網路 不適合使用在無線通訊網路上 原因是因為無線通訊網路不易偵測到訊號的傳輸 如無線網路使用CSMA CD將會導致碰撞的機率大幅提升 最適合水下通訊是CSMA CA與MACAW兩種 其中這兩種的差別在於 傳輸的狀態封包 與 退避演算法的區別 研究的主題可以使用這兩種協議進行分析 傳輸狀態封包 CSMA CA RTS CTS DATA ACKMACAW RTS CTS DS DATA ACK退避演算法的區別 CSMA CA 當其他節點接收到CTS訊框後 會暫停傳輸 且將延遲時間填入NAV向量表 MACAW 當其他節點接收到DS訊框會停止傳輸且增加其backoff時間 水下通訊應用範圍 魚雷導航 定位 環境區域監測 資料傳輸 聲納與電磁波在空氣與水下 聲納與電磁波的傳遞速度 容量等等相關資訊 聲納與電磁波的干擾 下雨 閃電 水溫 海水鹽分 洋流 螺旋槳 馬達等等 兩者的優缺點 找其他的PAPER 文獻 有關水下通訊是否有人已經有做一些研究