无线电波网路与声波网路的碰撞、隐藏结点、backoff(繁体) (2).pptVIP

無線電波網路與聲波網路的碰撞、隱藏結點、backoff 802.11基本存取機制 由『訊框間隔』 (Interval Frame Space, IFS)長短來決定發送訊框的時機。 短訊框間隔?(Short Interval Frame Space, SIFS) RTS, CTS, DATA, ACK PCF 訊框間隔?(PIFS) PCF 運作服務(無競爭服務) DCF 訊框間隔?(DIFS) DCF 運作服務(競爭服務) 延長訊框間隔?(EIFS) 重送訊框(資料碰撞) 802.11不同實體層的Slot time 與IFS 之不同 802.11 NAV RTS/CTS 協調功能 確認?(Acknowledge, ACK) 要求傳送?(Request to Send, RTS) 允許傳送?(Clear to Send, CTS) 虛擬載波偵測?(Virtual Carrier Sense) 網路配置向量?(Net Allocation Vector, NAV) 802.11 RTS、CTS、NAV與隱藏節點 解決『隱藏工作站問題』： RTS與CTS訊框需要攜帶NAV持續時間值(DATA frame傳輸所需時間)的目的是要解決可能存在的隱藏節點 802.11後退演算法與碰撞延遲 競爭視窗?(Contention Window, CW) 7, 15, 31, 63, 127, 255, 255, 255, ..., 255 後退時間 Backoff = INT(CW * Random()) * Time-slot CW 介於 CWmin 與 CWmax? 之間 Random() 為 0 與 1 之間的隨機值 Time-slot = 傳送端啟動延遲 + 媒介傳遞延遲 + 感測媒介反映延遲 MACAW Protocol MACAW被廣泛的使用在Ad-hoc網路，此外也也建立了許多MAC的Protocol 使用在WSN。IEEE802.11 的RTS/CTS機制也是使用MACAW改進而來。 MACAW使用RTS-CTS-DS-DATA-ACK的控制訊框，有時經由RTS-RRTS訊框解決隱藏結點問題。 MACAW不使用載波感測 Example about working of MACAW Fig1 MACAW hidden node RTS 任何節點無意中聽到一個RTS的框架（如圖1節點F或節點E）抑制發送任何信息直到接收到CTS，或者再等待一段時間(等待是否會收到DS訊框)。 CTS 如果無意中聽到了CTS框架將抑制發送任何信息，直到收到DATA訊框和ACK（解決隱藏終端的問題），加上一個隨機的時間。 MACAW的RTS和CTS訊框包含DATA訊框信息的長度。因此其他節點使用這些信息來估計退避時間。 MACAW of RRTS(solving the hidden terminal problem) A B RTS CTS DS DATA ACK RRTS RTS 擱置D的RTS請求 短的等待時間 Backoff 時間 C D 聽到別的RTS Backoff產生 聽到別的ACK結束訊框 開始競爭時節點C馬上寄送RRTS訊框要求節點D傳送RTS請求 RTS 比較CSMA/CA與MACAW CSMA/CA MACAW Backoff Backoff time = CW* Random() * SlotTime Random()=介於0與1的實數 SlotTime= Transmitter turn-on delay + medium propagation delay + medium busy detect response time 乘性遞增線性遞減(MILD) Finc=min(1.5*CONUTER, MAX) Fdec=max(COUNTER-1, MIN) Counter 0~31(每碰撞一次加1) Hidden node RTS/CTS/DATA [註1] RTS/CTS 擱置，等待下一周期競爭傳輸RRTS給主控RTS請求 [註2] Carrier sense YES NO PCF YES NO DCF YES YES Control frame RTS-CTS-DATA-ACK RTS主控(RRTS被控)-CTS-DS-DATA-ACK 註解： CSMA/CA：RTS、CTS、DATA都夾帶NAV向量值，以避免鄰近的隱藏結點一直傳送RTS請求訊框 MACAW：當隱藏結點發送出RTS訊框時，由於鄰近結點因其他的節點正在傳輸而不會回應隱藏結點CTS，而隱藏結點將經過短的等待時間後自動產生backoff 結論 MACAW缺點為： 使用的控制訊框多，降低頻道的利用率。 沒有PCF管理機制，會因為排在很後面的