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机制对信息分组进行重发。这种重传机制的设计,的确提高了信道资源的利用率,但也增加 了协议的复杂程度,并且需要消耗更多的能量。

以下介绍多址协议系统模型[2]: 为了简单地描述多址协议,可以将多址系统看成是一个多进单出的排队系统,即该系统

有多个输入但只有一个输出,信道是为各个队列服务的。信道中每个队列都是相互独立的, 即每个站点都无法知道其他站点的情况。当然最理想的情况是,如果能通过某种方式,使每 个站点的分组在进入信道之前就排列成一个总的队列,然后再进入信道,就可以有效地避免 分组在信道上的碰撞,大大提高信道的利用率。图 1。1 是多址信道的排队模型,图 1。2 是理 想的多址信道模型。

图 1。1 多址信道的等效模型

1。2 CSMA 信道接入技术

图 1。2 理想的多址信道的等效模型

在传统的无线局域网中,常用的物理层媒体访问控制(MAC)协议是假设仅有一个站可 以传输信息的,当通道中有多个站同时传输数据时会造成所有的数据包的破坏。为了解决这 个问题,基于 CSMA 的信道接入协议应运而生。

CSMA 信道接入技术是一种竞争型的介质访问控制协议,它的直接目的是减少信道中信 息分组的过多碰撞从而节约系统的资源。在总线型网络中,每个站点处于相等的位置,能够 独立地决定数据帧的发送。故如果有两个或两个以上的站点同时向总线上发送帧,就会产生 介质访问冲突(这里指没有采用信道复用情况下)。换句话说,在这种总线型网络中,一个站

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点能否成功发送数据,很大程度上取决于信道上是否有其他站点与其同时发送数据。这时就 需要一种能有效避让冲突发生的技术,用来确保当一个站点在发送数据时,其它站点可以检 测到总线状况为繁忙,从而不再发送数据。基于这一控制思想,CSMA 增加了信道监测机制, 使发送端站点在发送信息分组之前就能够监听到信道的工作状态,这避免了发送端对分组信 号的盲目发送,进一步减少了信道中分组发生碰撞的可能性,从而提高了系统吞吐量。

CSMA 是由 ALOHA 协议演变而来的。相较于 ALOHA,CSMA 的核心思想是先侦听后 发送。发送端在发送数据之前需先侦听信道状态:若侦听到当前信道空闲,才允许其发送数 据,存在特殊情况即如果有多个节点同时侦听到信道空闲并发送数据,就会产生冲突;若侦 听到当前信道忙,节点将选择随机退避一段时间后,再重新接入信道[3]。这里涉及到一个问 题,即在站点侦听到当前信道有数据在传输时,要退避多长时间后再继续侦听,这就是 CSMA 的退避算法。根据其退避算法的不同,CSMA 可进一步划分为以下几类:

1-坚持(1-persistent )CSMA:在发送分组之前,用户终端先对信道进行侦听,若侦听到系统 信道处于空闲状态,该终端将以概率“1”发送信息分组;若信道处于忙碌状态,则坚持侦听 信道,直到侦听的信道出现空闲再立即抢占信道并发送分组。如果存在多个节点由于信道忙 而同时坚持侦听信道至空闲,则一定会发生冲突,即冲突概率亦为“1”。

非坚持(Non-persistent )CSMA:相对于 1-坚持 CSMA,它并不持续侦听信道,而是在 冲突时,根据规避算法等待随机的一段时间之后再进行监听。它有更好的信道利用率,但导 致更长延迟。

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