水声通信组网技术第四讲-水声网络多址接入.ppt

*第四讲水声网络的多址接入*IEEE802.11协议(CSMA/CA)IEEE802.11标准是针对无线局域网(WLAN)提出的标准。支持的传输速率有多种,如1Mb/s,2Mb/s,5.5Mb/s,11Mb/s,甚至更高的速率。在该协议中,采用的基本多址技术是CSMA/CA。CA是冲突避免(CollisionAvoidance)。由于一台无线设备不能在相同的信道上同时接收和发送,因而不能采用CD碰撞检测技术。*第四讲水声网络的多址接入*LogicallinkcontrolPointcoordinationfunction(PCF)Distributedcoordinationfunction(DCF)2.4-Ghzfrequency-hoppingspreadspectrum1Mbps2Mbps2.4-Ghzdirectsequencespreadspectrum1Mbps2MbpsInfrared1Mbps2Mbps5-GhzorthogonalFDM6,9.12.18,24,36,48,54Mbps2.4-Ghzdirectsequencespreadspectrum5.5Mbps11MbpsContention-freeserviceContentionserviceMAClayerIEEE802.11IEEE802.11aIEEE802.11bIEEE802.11协议框架*第五讲多址接入机制*WaitforframetotransmitMediumidle?WaitIFSStillidle?TransmitframeWaituntilcurrenttransmissionendsWaitIFSStillidle?ExponentialbackoffwhilemediumidleTransmitframeYesNoNoYesNoYesIEEE802.11MediumAccessControlLogic*第四讲水声网络的多址接入*为了尽量避免冲突,IEEE802.11标准给出了三种不同的帧间间隔IFS（InterFrameSpace）:SIFS,即短(Short)IFS,典型的数值只有10μs;PIFS,即点协调功能IFS,比SIFS长,在PCF方式中轮询时使用;DIFS,即分布协调功能IFS,是最长的IFS,典型数值为50μs,在DCF方式中使用。DIFSPIFSSIFSIEEE802.11协议(CSMA/CA)*第四讲水声网络的多址接入*IEEE802.11标准MAC子层中的一些时间关系(a)基本接入方法；(b)超帧的结构*第四讲水声网络的多址接入*当很多站都在监听信道时,使用SIFS可具有最高的优先级,因为它的时间间隔最短。SIFS用在以下场合:·发送“确认帧ACK”。只要收到的不是多播帧或广播帧,就要向发送方响应一个确认帧ACK。确认帧应当具有更高的优先级。当一个较长的LLC帧需要划分为多个MAC帧来发送时,发送方只要收到一个ACK就接着发送下一帧。确认帧使用SIFS可使发送方能够继续控制信道,直到整个LLC帧发送完毕。·发送“允许发送帧CTS”。这样可保证原来发送“请求发送帧RTS”的节点能够优先发送数据帧。所有收到CTS帧的节点都要推后发送自己的数据。·发送轮询的应答帧。IEEE802.11协议(CSMA/CA)*第四讲水声网络的多址接入*CSMA/CA的基础是载波侦听，载波侦听(CS)包含两部分：物理载波侦听(PhysicalCS)物理层对接收天线接收的有效信号进行监测，探测到有效信号，认为信道忙虚拟载波侦听(VirtualCS)利用网络分配向量(NetworkAllocationVector，NAV)来实现NAV中存放的是介质信道使用情况的预测信息结点监听到的信道上的信号，用其MAC帧中Duration(持续时间字段)声明的传输时间来更新NAV冲突避免（CA）结点通过载波侦听发现信道忙，保持静默，并延时传输采用的随机退避(back-off)机制，进一步减小冲突IEEE802.11协议(CSMA/CA)*第四讲水声网络的多址接入*时分多址接入在时分多址的系统中，用户在每一帧中可以占用一个时隙，如果用户在已分配的时隙上没有数据传输，则这段时间将被浪费。