现代数字通信技术第五章多址技术.ppt

非坚持CSMA （1）若信道空闲，用户发送一个分组。 （2）若侦听到信道忙或发生冲突，用户按照某种延时分布在稍后的时间安排传输 （3）在该延时间隔结束时，用户再次监听信道并重复步骤（1、2） 1－坚持CSMA 如果信道是空闲的，用户以“1”的概率发送分组 如果信道忙，用户等待直到信道空闲再以“1”的概率发送分组。 P-坚持CSMA （1）如果信道侦听是空闲的，则该分组以概率p发送，并以概率1-p延时 发送 （2）如果在 处，信道侦听仍然是空闲的，重复步骤（1）。如果冲突发生，用户根据某些预先选择好的传输延时分布安排分组的重传。 （3）如果在 处信道侦听忙，则用户等待，知道信道空闲再执行（1）和（2）的操作。 CSMA/CD信道最大利用率 考虑理想情况，假定信道上不产生碰撞，则发送一帧占用信道的时间为 ， 为信道端到端最大延时， 为分组的时长，于是信道利用率达到的极限为， 式中， 带冲突避免的载波侦听多址接入（CSMA/CA） 无线信道的隐藏终端和暴露终端问题。 隐藏终端是指在接收节点覆盖范围内、发送节点覆盖范围外的节点，如图所示，节点A、B、C都工作在同一信道上，当节点A向节点B发送分组时，载波侦听机制无法阻止节点C发送数据,造成信号在节点B处产生冲突。节点C是隐藏在节点A覆盖范围之外的，又能对节点A的发送形成潜在冲突的节点。隐藏终端会大大降低信道利用率。　　 A B C A：发送节点 B：接收节点 C：隐藏终端 暴露终端是指在发送节点的覆盖范围之内，而在接收节点的覆盖范围之外的节点。当节点A向节点B发送分组时，节点C侦听到节点A在发送分组，所以节点C推迟向节点D发送分组。这种推迟是不必要的，因为节点A向节点B发送分组与节点C向节点D发送分组并不冲突，此时，节点C是节点A的暴露终端，也降低信道利用率。 B A C D A：发送节点 B：接收节点 C：暴露终端 D：接收节点 隐藏终端和暴露终端问题解决方法： 源节点发送数据前，先发送一小段请求传送报文RTS ( Request to Send)给目标节点， RTS包含源地址、目的地址、通信持续时间信息。等待目标节点回应接受请求报文 CTS ( Clear to Send )后，源节点才开始传送数据，CTS也包含源地址、目的地址、通信持续时间。当隐藏终端收到目标节点CTS报文，可获知目标节点要接收其它节点数据，从而隐藏终端保持静默，不会干扰目标节点通信。当暴露终端收到针对某节点的RTS报文，而收不到该节点的CTS报文时，暴露终端可获知与其不发生干扰，从而暴露终端可以与其它节点进行通信。利用RTS-CTS握手(handshake)机制，确保接下来传送数据时，碰撞机会变小。同时由於RTS-CTS封包都很小，让传送的无效开销也变小。 　　 发送节点A RTS CTS DATA MACA:RTS-CTS-DATA 接收节点B 发送节点A RTS CTS DS MACAW:RTS-CTS-DS-DATA-ACK 接收节点B DATA ACK 第五章 多址技术 多个用户接入信道以便传送信息的各种方式。 复用multiplexing (MUXing)与多址multipoint (multiple) access 区别： 复用是将多路信号按某种方式合在一起在划分好的信道上传输。而多址是将信道资源划分后动态分配给用户。 5.1 多址技术 一、多址系统图 特点：用户共用信道传送信息 例如： 卫星通信的上行链路 移动通信中的用户到基站 多个终端接入中心计算机 二、常用多址技术 频分多址技术FDMA：将信道带宽划分为频率互不重叠的子信道。 时分多址技术TDMA：将帧持续时间划分为K个互不重叠的子间隔。 空分多址SDMA：蜂窝划分、基站扇区划分、智能天线。 码分多址CDMA：不同用户使用不同扩频码。 正交频分多址OFDMA，不同用户使用不同子载波的组合。 混合多址：几种多址方式的组合。 扩频技术理论基础 在白噪声干扰的条件下，信道容量Shanon公式 B— 信道带宽 S — 信号平均功率 N — 噪声平均功率 结 论：在信道容量C不变的情况下，信道带宽B与信噪比S/N完全可以互相交换，即可以通过扩大传输信号的带宽以在较底信噪比的条件下获得比较满意的传 输质量。 5.2 CDMA技术 二.扩频技术分类 直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS) 跳频扩频(Frequency Hopping Spread Spectrum,FHSS) 跳时扩频(Time Hoppin