項(xiàng)目1：短距離無(wú)線(xiàn)通信基礎(chǔ)認(rèn)知 第五講

無(wú)線(xiàn)介質(zhì)的接入方式目前所有的面向語(yǔ)音的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)都采用固定分配信道接入或信道分割技術(shù)。在固定分配接入技術(shù)里，一個(gè)用戶(hù)在通信會(huì)話(huà)過(guò)程中會(huì)按照預(yù)先確定的原則分配到一個(gè)固定信道資源，比如頻率（FDMA）、時(shí)間（TDMA）和擴(kuò)頻碼（CDMA）。信道接入方式（多址方式）和雙工方式在一對(duì)多、多對(duì)一的通信系統(tǒng)中，將不同用戶(hù)區(qū)分開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)多方同時(shí)通信的方式。通信過(guò)程中可同時(shí)進(jìn)行雙向通信。面向語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)中的固定分配接入圖1.18不同接入方式/雙工方式的系統(tǒng)特點(diǎn)（a）FDMA/FDD（b）FDMA/TDD（c）TDMA/FDD（d）TDMA/TDD和多載波隨機(jī)接入方法是在計(jì)算機(jī)通信時(shí)為了傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的。隨機(jī)接入的特點(diǎn)是所有的用戶(hù)都可以根據(jù)自己的意愿隨機(jī)地發(fā)送信息。當(dāng)兩個(gè)或更多的用戶(hù)同時(shí)都在共享的信道上發(fā)送信息時(shí)，就產(chǎn)生了沖突(collision)。沖突又稱(chēng)為碰撞，它導(dǎo)致沖突用戶(hù)的發(fā)送都告失敗?，F(xiàn)已研究出了多種解決沖突的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中的隨機(jī)接入方案基于ALOHA的接入方案基于載波偵聽(tīng)的隨機(jī)接入技術(shù)面向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的隨機(jī)接入

①純ALOHA:純ALOHA也就是最原始的ALOHA，它可工作在無(wú)線(xiàn)信道，也可工作在總線(xiàn)式網(wǎng)絡(luò)中。如圖表示ALOHA的工作原理圖。每一個(gè)站均能自由地發(fā)送數(shù)據(jù)幀。②時(shí)隙ALOHA（S-ALOHA）純ALOHA的吞吐量比較小，為了提高隨機(jī)接入系統(tǒng)的吞吐量，可將所有各站在時(shí)間上都同步起來(lái)，并將時(shí)間劃分為一段段等長(zhǎng)的時(shí)隙（slot),記為T(mén)0，同時(shí)規(guī)定，不論幀在何時(shí)產(chǎn)生（即到達(dá)一個(gè)站），它只能在每個(gè)時(shí)隙開(kāi)始時(shí)才能發(fā)送出去。下圖為兩個(gè)站的時(shí)隙ALOHA的工作原理示意圖。圖中的一些向上的垂直箭頭代表幀的到達(dá)。時(shí)隙的長(zhǎng)度是使得每個(gè)幀正好在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送完畢?？梢钥闯?，每一個(gè)幀在到達(dá)后，一般都要在緩存中等待一段時(shí)間（這個(gè)時(shí)間小于T0），然后才能發(fā)送出去。當(dāng)在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的幀到達(dá)時(shí)，則在下一個(gè)時(shí)隙將產(chǎn)生沖突。③CSMA和CSMA/CD

載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入CSMA(CarrierSenseMultipleAccess)是從ALOHA演變出的一種改進(jìn)協(xié)議，又稱(chēng)為載波偵聽(tīng)多點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)。由于采用了附加的硬件裝置，每個(gè)站都能在發(fā)送數(shù)據(jù)前監(jiān)聽(tīng)信道上其他站是否在發(fā)送數(shù)據(jù)，如在發(fā)送，則此站就暫不發(fā)送數(shù)據(jù)，從而減少了發(fā)生沖突的可能，這樣就提高了整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量。

無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的接入方案：與廣域網(wǎng)相比，局域網(wǎng)工作距離更近，因此傳播延遲更小，傳輸介質(zhì)很適合于采用各種CSMA協(xié)議。局域網(wǎng)通常采用CSMA協(xié)議的變體，或者一旦檢測(cè)到分組沖突就停止發(fā)送，或者增加額外的特點(diǎn)來(lái)避免沖突。CSMA/CD被應(yīng)用于很多基于IR的局域網(wǎng)，其發(fā)送和接收都是定向的。載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)的要點(diǎn)是：監(jiān)聽(tīng)到信道空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)下去。如監(jiān)聽(tīng)到發(fā)生了沖突，則立即放棄此數(shù)據(jù)幀的發(fā)送。盡管在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)里實(shí)現(xiàn)沖突檢測(cè)很容易，只需要檢測(cè)電平再和某一閾值電平比較，但在無(wú)線(xiàn)信道中由于衰落和其他信道的特性無(wú)法采用這種簡(jiǎn)單的技術(shù)。CSMA/CA協(xié)議被IEEE802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)采納。IEEE802.11中CSMA/CA的基本單元是幀內(nèi)間隔（IFS）：兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)窗之間的間隔競(jìng)爭(zhēng)窗（CW）：用來(lái)競(jìng)爭(zhēng)并發(fā)送分組后退計(jì)數(shù)器：組織發(fā)送分組的后退程序CSMA／CA機(jī)制的工作示意如圖1.20所示。圖1.20CSMA