信道共享技术定义：控制多个用户共用一条信道的协议.pptVIP

*中国民航学院计算机系顾兆军中国民航学院计算机系顾兆军*第四章信道共享技术定义：控制多个用户共用一条信道的协议信道共享技术(1)*信道分配计算机网络可以分成两类使用点到点连接的网络——广域网使用广播信道（多路访问信道，随机访问信道）的网络——局域网关键问题：如何解决对信道争用解决信道争用的协议称为介质访问控制协议MAC（MediumAccessControl），是数据链路层协议的一部分。信道共享的目标：理想情况（信道容量为Cb/s)一个用户，N各用户；控制协议简单、可靠。信道分配方法有三种信道共享技术(2)*信道分配方法有三种随机接入：所有用户都可以根据自己的意愿随机地发送信息如：ALOHA.CSAM/CD受控接入:各用户不能任意接入信道，必须服从一定的控制集中式控制：多点线路轮询分散式控制：令牌环型网信道共享技术（3）*信道复用频分多路复用FDM 原理：将频带平均分配给每个要参与通信的用户； 优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户的通信量都较大的情况； 缺点：无法灵活地适应站点数及其通信量的变化时分多路复用TDM和统计时分多路复用 原理：每个用户拥有固定的信道传送时槽； 优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户的通信量都较大的情况； 缺点：无法灵活地适应站点数及其通信量的变化。波分复用码分复用信道分配模型的五个基本假设：信道共享技术(4)*信道分配模型的五个基本假设：站点模型：每个站点是独立的，并以统计固定的速率产生帧，一帧产生后到被发送走之前，站点被封锁；单信道假设：所有的通信都是通过单一的信道来完成的，各个站点都可以从信道上收发信息；冲突假设：若两帧同时发出，会相互重叠，结果使信号无法辨认，称为冲突。所有的站点都能检测到冲突，冲突帧必须重发；连续时间和时间分槽（确定何时发送）；载波监听和非载波监听（确定能否发送）。本章重点掌握*ALOHACSMA/CD时延吞吐量4.1随机接入：ALOHA（1）*70年代，NormanAbramson设计了ALOHA协议目的：解决信道的动态分配，基本思想可用于任何无协调关系的用户争用单一共享信道使用权的系统；分类：纯ALOHA协议和时隙ALOHA协议纯ALOHA协议基本思想：用户有数据要发送时，可以直接发至信道；然后监听信道看是否产生冲突，若产生冲突，则等待一段随机的时间重发(冲传策略），直到成功; Fig.4-1,4-8帧长度用发送该帧所需的时间表示，T0*ALOHA(2)**ALOHA(3)多用户共享单一信道，并由此产生冲突，这样的系统称为竞争系统；性能分析:吞吐量、平均时延一个帧发送成功的条件Fig4-8,4-2一个帧如欲发送成功，必须在该帧发送时刻之前和之后隔一段时间T0内（2个间隔），没有其他帧发送一个帧发送成功的条件：该帧于该帧前后的两个帧的到达时间间隔均大于T0假设：帧长固定，无限个用户，按泊松分布产生新帧；发生冲突重传，新旧帧共传k次，遵从泊松分布；**ALOHA(4)吞吐量S

等于在帧的发送时间T0内成功发送的平均帧数。网络负载G

等于在T0内总共发送的平均帧数。G≥SALOHA(5)*吞吐率S,网络负载G吞吐率S=GP[发送成功]，P为发送一帧不受冲突影响的概率；冲突危险区，Fig.4-2P[发送成功]=P[连续两个到达间隔T0]=(P[到达间隔T0])2一个帧时内产生k帧的概率：Pr[k]= ，两个帧时平均产生2G个帧，在冲突危险区内无其它帧产生的概率为：P0=e-2G，所以S=Ge-2G； Fig.4-3效率：信道利用率只有18.4%.*Abramson公式：S=Ge-2G

性能分析（吞吐量）**D=T0[1+R+NR(R+(K+1)/2)]NR=e2G-1ALOHA(6)*ALOHA(7)时隙ALOHA协议基本思想：把信道时间分成离散的时隙（时间槽），时隙长为一个帧所需的发送时间。每个站点只能在时隙开始时才允许发送。其他过程与纯ALOHA协议相同。信道效率冲突危险区是纯ALOHA的一半，所以P0=e-G，S=Ge-G；与纯ALOHA协议相比，降低了产生冲突的概率，信道利用率最高为36.8%。时隙ALOHA*S=Ge-GNR=eG-1*ALOHA(8)有限站数的吞吐量：S=G(1-G/N)N-1* 载波监听多路访问协议CSMA（CarrierSenseMultipleAcces