亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        淺談Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的單信道接入?yún)f(xié)議

        2016-09-08 00:54:57潘星宇陳鳳玲鄭州華航科技股份有限公司鄭州電力高等專科學(xué)校
        大陸橋視野 2016年12期
        關(guān)鍵詞:發(fā)送數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器報(bào)文

        潘星宇陳鳳玲/ .鄭州華航科技股份有限公司.鄭州電力高等??茖W(xué)校

        淺談Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的單信道接入?yún)f(xié)議

        潘星宇1陳鳳玲2/ 1.鄭州華航科技股份有限公司2.鄭州電力高等??茖W(xué)校

        單信道接入?yún)f(xié)議是Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的一類重要M AC層協(xié)議。通過分析具有代表性的M ACA協(xié)議及其改進(jìn)協(xié)議,對(duì)比它們的優(yōu)缺點(diǎn)和不同之處,對(duì)協(xié)議的后續(xù)改進(jìn)方向提出了建議。

        M ACA;M ACAW;M ACA-BI;M ACA-PR

        引言

        單信道接入?yún)f(xié)議是基于這樣一個(gè)模型:即只有一個(gè)共享信道,所有的控制報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文都在一個(gè)信道上發(fā)送和接收。單信道的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)有可能在控制報(bào)文之間、控制報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文以及數(shù)據(jù)報(bào)文之間發(fā)生沖突。一般來講數(shù)據(jù)報(bào)文要比控制報(bào)文長(zhǎng)得多,所以數(shù)據(jù)報(bào)文更容易發(fā)生沖突,從而影響信道的利用率。如何通過控制報(bào)文減少甚至消除數(shù)據(jù)報(bào)文的沖突,設(shè)計(jì)出合理的沖突避免策略,是單信道接入?yún)f(xié)議的主要目標(biāo)之一。

        經(jīng)典的基于單信道的Ad-Hoc接入?yún)f(xié)議有MACA協(xié)議以及它的三種改進(jìn)協(xié)議MACAW、MACAW-BI、MACA-PR。

        0. MACA協(xié)議

        多路訪問沖突避免(multiple access collision avoidance)簡(jiǎn)稱MACA,它起源于CSMA/CA(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免)協(xié)議。CSMA/CA基于以下思想:多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)監(jiān)聽載波信道,若信道閑,則發(fā)送數(shù)據(jù);反之,就進(jìn)行退避直到信道閑為止。然而由于“隱藏終端”的存在,即使監(jiān)聽到信道閑也未必能成功發(fā)送數(shù)據(jù);另外由于“暴露終端”的存在,即使監(jiān)聽到信道忙也未必不能發(fā)送數(shù)據(jù)。所以CSMA/CA的CS常常是無效的,所以去掉載波監(jiān)聽即CA,該協(xié)議就演變成了MACA。

        MACA的主要思想就是通過控制報(bào)文避免數(shù)據(jù)報(bào)文的沖突。當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTS控制報(bào)文時(shí),接收節(jié)點(diǎn)會(huì)向相鄰的節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS控制報(bào)文,從而相鄰的節(jié)點(diǎn)將被阻塞一段時(shí)間,這樣當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),接收節(jié)點(diǎn)附近的相鄰節(jié)點(diǎn)就不會(huì)向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù),從而不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)文的沖突。

        然而以上只是在理想情況下,實(shí)際中大多數(shù)情況下,仍會(huì)產(chǎn)生報(bào)文沖突,如圖1所示:

        圖 1 MACA協(xié)議報(bào)文沖突示意圖

        當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)A向其鄰近節(jié)點(diǎn)B發(fā)送CTS報(bào)文時(shí),若正好D也向B發(fā)送RTS報(bào)文,此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生控制報(bào)文之間的沖突;D由于產(chǎn)生了沖突退避了一段時(shí)間之后,再向B發(fā)送RTS報(bào)文成功,此時(shí)B需要向鄰近節(jié)點(diǎn)A發(fā)送CTS報(bào)文,而C正好也要向A發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文,這樣就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)文和控制報(bào)文的沖突。

        節(jié)點(diǎn)之間一旦發(fā)生沖突,就要進(jìn)行退避。MACA協(xié)議采用的退避算法為二進(jìn)制指數(shù)退避算法即BEB算法。其核心計(jì)算公式如下所示:

        當(dāng)沖突產(chǎn)生時(shí),沖突計(jì)數(shù)器COUNTER值翻倍并與計(jì)數(shù)器上限值MAX比較,取較小的那個(gè)值作為新的計(jì)數(shù)器的值開始退避計(jì)數(shù);反之,若數(shù)據(jù)發(fā)送成功,則計(jì)數(shù)器的值直接取計(jì)數(shù)器下限值MIN。

        BEB算法具有明顯兩個(gè)缺點(diǎn):第一,一次交互成功的節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器的值就歸于最小值,不能反映信道的爭(zhēng)用情況;第二,帶來不公平現(xiàn)象,交互成功的節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器的值小,而失敗的節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器的值大,在后續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)中,前者獲勝的概率更大。

        由以上可以得出MACA的缺點(diǎn)如下:

        (1)不具備鏈路確認(rèn)機(jī)制即ACK應(yīng)答,這勢(shì)必要加重傳輸層的負(fù)擔(dān);

        (2)退避算法具有明顯的缺陷;

        (3)不能解決控制報(bào)文之間的沖突;

        (4)僅部分解決了“隱藏終端”的問題,完全沒有解決“暴露終端”的問題。

        當(dāng)然,MACA也有其優(yōu)點(diǎn):

        (1)提高了信道利用率,由于采用了RTS-CTS控制報(bào)文分組,一般控制報(bào)文比數(shù)據(jù)報(bào)文短得多,這樣沖突的時(shí)間和概率都比不采用控制報(bào)文時(shí)大大降低了;

        (2)部分解決了“隱藏終端”的問題。

        1. MACAW協(xié)議

        由于MACA協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)可以繼承,而缺點(diǎn)需要改進(jìn),就產(chǎn)生了MACA的改進(jìn)協(xié)議,在這些改進(jìn)協(xié)議中,MACAW協(xié)議是最接近MACA協(xié)議的。

        MACAW,MACA同MACA協(xié)議,而W則是為了無線傳輸(for wireless)的意思。MACAW協(xié)議針對(duì)MACA協(xié)議改進(jìn)了其控制報(bào)文分組和退避算法兩個(gè)方面。

        在控制報(bào)文分組方面,加入了DS-ACK報(bào)文,如圖2所示:

        圖 2 MACAW協(xié)議流程圖

        其中,D是A的“隱藏終端”,C是A的“暴露終端”。對(duì)比圖1,MACAW在“隱藏終端”方面并沒有作出改進(jìn)。當(dāng)A向B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),先發(fā)送RTS報(bào)文,之后B向相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS報(bào)文,A在發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文之前,還要發(fā)送一組DS報(bào)文,之后發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文,當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)文接收成功后,B還要回傳ACK應(yīng)答。

        DS報(bào)文用于解決“暴露終端”的問題,當(dāng)C收到A的RTS報(bào)文之后,它會(huì)處于阻塞中,若之后未收到DS報(bào)文,證明A的RTS-CTS報(bào)文交換失敗,此時(shí)D就無需等待,可以發(fā)送數(shù)據(jù);反之若D在收到A的RTS報(bào)文之后又收到了DS報(bào)文,則D就必須繼續(xù)處于阻塞狀態(tài)一段時(shí)間后,才能夠向A發(fā)送數(shù)據(jù)。實(shí)際上DS報(bào)文就是“暴露終端”用于確認(rèn)自己身份的控制報(bào)文。

        MACAW協(xié)議針對(duì)MACA的BEB算法作出了改進(jìn),它采用倍數(shù)增線性減算法即MILD。其核心計(jì)算公式如下所示:

        對(duì)比BEB算法,交換失敗后,節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器COUNTER不再固定翻倍,而是乘以一個(gè)系數(shù)α,若α值選取適合,則沖突后計(jì)數(shù)器的值不會(huì)急劇增加;同時(shí),交互失敗后,計(jì)數(shù)器的值也不會(huì)固定變?yōu)樽钚≈担菧p去一個(gè)可調(diào)的值β,若β值選取合適,則各節(jié)點(diǎn)后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)獲勝幾率幾乎相等,實(shí)現(xiàn)了公平接入。

        由以上可以看出MACAW的優(yōu)點(diǎn)如下:

        (1)加入DS報(bào)文,一定程度上解決了“暴露終端”的問題;

        (2)加入ACK應(yīng)答機(jī)制,使鏈路層具有錯(cuò)誤重傳機(jī)制,降低了傳輸層的負(fù)擔(dān);

        (3)改進(jìn)了退避算法,很大程度上提升了信道競(jìng)爭(zhēng)的公平性;

        (4)相比MACA協(xié)議,系統(tǒng)的吞吐量顯著提升。

        然而MACAW仍有以下兩個(gè)缺點(diǎn):

        (1)控制報(bào)文過于復(fù)雜,交互次數(shù)多,開銷大;

        (2)仍然只是部分解決了“暴露終端”和“隱藏終端”的問題。

        2 .MACA-BI協(xié)議

        MACA-BI是四個(gè)協(xié)議中唯一一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)主動(dòng)的協(xié)議。BI即通過邀請(qǐng)的意思。它的流程如圖3所示:

        圖 3 MACA-BI流程圖與MACA對(duì)比

        作為一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)主動(dòng)的協(xié)議,MACA-BI協(xié)議不使用RTSCTS控制報(bào)文,而是接收節(jié)點(diǎn)向發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)RTR(準(zhǔn)備好接收了)報(bào)文,之后發(fā)送節(jié)點(diǎn)再向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

        MACA-BI適用于業(yè)務(wù)模式可以預(yù)測(cè)的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中,其優(yōu)點(diǎn)在于減少了控制報(bào)文的交互次數(shù),提高了系統(tǒng)的吞吐量,但缺點(diǎn)是對(duì)于突發(fā)性的性業(yè)務(wù),MACA-BI協(xié)議就相當(dāng)于MACA協(xié)議。

        3. MACA-PR協(xié)議

        MACA-PR協(xié)議的PR是捎帶預(yù)約的意思。該協(xié)議中,節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)前,需要等待預(yù)約表中有空閑的窗口(即時(shí)隙),只有當(dāng)有空閑的窗口時(shí)才會(huì)去監(jiān)聽信道是否空閑,空閑時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。并且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都負(fù)責(zé)一個(gè)預(yù)約表,該表記錄該節(jié)點(diǎn)傳輸范圍內(nèi)的任何發(fā)送和接收窗口。

        所以,MACA-PR實(shí)際上是一個(gè)基于時(shí)分復(fù)用的協(xié)議。

        圖 4 MACA-PR協(xié)議流程圖

        MACA-PR協(xié)議中,發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)之間首先也會(huì)建立RTS-CTS控制報(bào)文分組,之后就靠PKT-ACK分組來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,每?jī)蓚€(gè)PKT之間間隔一定的時(shí)間,只有當(dāng)N次未收到ACK應(yīng)答時(shí),才重新建立RTS-CTS分組。同時(shí),每個(gè)分組中都會(huì)捎帶下一個(gè)分組的預(yù)約信息。

        MACA-PR協(xié)議中,當(dāng)預(yù)約表穩(wěn)定時(shí),數(shù)據(jù)發(fā)送不會(huì)產(chǎn)生沖突,也不會(huì)有“隱藏終端”和“暴露終端”的問題,因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)在規(guī)定的窗口時(shí)間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。但是當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)或者預(yù)約表沒有及時(shí)更新時(shí)會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)的沖突。

        MACA-PR協(xié)議優(yōu)點(diǎn)是預(yù)約表穩(wěn)定時(shí),可以完全避免沖突和解決“隱藏終端”及“暴露終端”的問題,缺點(diǎn)是,路由表的維護(hù)增加了節(jié)點(diǎn)的能量開銷,同時(shí)由于Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性特點(diǎn),預(yù)約表總是處于暫時(shí)穩(wěn)定的狀態(tài),需要時(shí)時(shí)更新。

        4.總結(jié)

        MACA協(xié)議及其三種改進(jìn)協(xié)議的對(duì)比如表1所示:

        表 1 MACA及其改進(jìn)協(xié)議對(duì)比

        通過以上分析,MACA協(xié)議及其改進(jìn)協(xié)議有有一些共同的問題:

        (1)控制報(bào)文要盡可能的優(yōu)化;

        (2)退避算法要保證公平性;

        (3)盡量提高信道利用率;

        (4)由于節(jié)點(diǎn)大多使用電池,要降低能耗;

        (5)“隱藏終端”和“暴露終端”的問題。

        這些也是MACA協(xié)議后續(xù)改進(jìn)協(xié)議應(yīng)該考慮的問題及研究的方向。

        [1]吳亞平,MACA-PR協(xié)議淺析.

        [2]杜成,MACA協(xié)議的研究.

        [3]楊春等,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)典MAC協(xié)議驗(yàn)證與分析.

        [4]董學(xué)潤(rùn),移動(dòng)Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的單信道媒體接入?yún)f(xié)議.

        [5]何俊,移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議分析比較.

        [6]EEFOCUS,Ad hoc幾種接入?yún)f(xié)議.

        猜你喜歡
        發(fā)送數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器報(bào)文
        移動(dòng)自組網(wǎng)中MAC層協(xié)議研究
        基于J1939 協(xié)議多包報(bào)文的時(shí)序研究及應(yīng)用
        汽車電器(2022年9期)2022-11-07 02:16:24
        煤氣與熱力(2022年2期)2022-03-09 06:29:30
        CTCS-2級(jí)報(bào)文數(shù)據(jù)管理需求分析和實(shí)現(xiàn)
        淺析反駁類報(bào)文要點(diǎn)
        基于馬爾科夫鏈的LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)性能分析
        帶標(biāo)記方式的CRDSA++協(xié)議性能分析*
        使用IPSec安全傳輸數(shù)據(jù)
        ATS與列車通信報(bào)文分析
        計(jì)數(shù)器競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)及其處理的仿真分析
        欧美性猛交xxxx黑人猛交| 一本大道久久a久久综合精品| 日韩av一区二区不卡| 亚洲 日本 欧美 中文幕| 一本无码av中文出轨人妻| 亚洲男同帅gay片在线观看| a欧美一级爱看视频| 99精品又硬又爽又粗少妇毛片 | 97日日碰日日摸日日澡| 伊人不卡中文字幕在线一区二区| 中文字幕人妻被公喝醉在线| 视频在线观看一区二区三区| 娜娜麻豆国产电影| 人妻影音先锋啪啪av资源| 国产成人久久精品亚洲小说| 中文亚洲第一av一区二区| 亚洲女优中文字幕在线观看 | 亚洲国产夜色在线观看| 放荡人妻一区二区三区| 丝袜美腿精品福利在线视频| 亚洲av综合色区无码一区| 久久久久人妻一区精品色欧美 | 国产成人vr精品a视频| 国产亚洲精品国看不卡| 国产一区二区三区护士| 天堂8在线新版官网| 中国农村妇女hdxxxx| 精选麻豆国产AV| 日韩十八禁在线观看视频| 日本激情网站中文字幕| 成人欧美一区二区三区| 男女一级毛片免费视频看| 能看的网站中文字幕不卡av| 亚洲精品偷拍自综合网| 天天碰免费上传视频| 国产裸体歌舞一区二区| 亚洲美女性生活一级片| 国产一区二区三区色哟哟| 美女脱了内裤张开腿让男人桶网站| a国产一区二区免费入口| 中文字幕日本人妻一区|