s4-2 ALOHA 协议

多路访问协议
 随机访问协议(Random Access)
特点：站点争用信道，可能出现站点之间的冲突
典型的随机访问协议
• ALOHA协议
• CSMA协议
• CSMA/CD协议(以太网采用此协议)
 受控访问协议(Controlled Access)
特点：站点被分配占用信道，无冲突

ALOHA协议
 夏威夷大学Norman Abramson及他的同事设计
 两个版本
纯ALOHA协议
分隙ALOHA协议

纯ALOHA (Pure ALOHA) 工作原理
 任何一个站都可以在帧生成后立即发送(可能冲突)，并通
过信号的反馈，检测信道，以确定发送是否成功。
 如发送失败，则经随机延时后再发送。

每个站点可在任意时间发送数据(不关心信道是否已被占用)；
两个以上站点都在发送数据时就会发生冲突。

纯ALOHA协议的数学描述
 定义
帧时：发送一个标准长的帧所需的时间
 服从泊松分布
一个帧时内用户产生新帧：均值N个
一个帧时内信道中产生的帧(包括重传)：均值G个

性能分析
 吞吐率(Throughout) S
在发送时间T内发送成功的平均帧数。
显然，0<S<1
S = 1时分组一个接一个地发送出去，帧之间没有空隙。一
般用S接近于1的程度来衡量信道的利用率。

运载负载(Carried load) G，又称网络负载
时间T内所有通信站总共发送的帧平均值(包括原发和重发的
分组)。
显然，G≧S，只有在不发生冲突时G才等于S。当重负载
(G>>1) 时，冲突频繁。

纯ALOHA协议的性能

分隙ALOHA (Slotted ALOHA) 工作原理
 分隙ALOHA是把时间分成时隙(时间片)
 时隙的长度对应一帧的传输时间。
 新帧的产生是随机的，但分隙ALOHA不允许随机发送，凡帧的发送必须在时隙的起点。
 冲突只发生在时隙的起点，冲突发生时只浪费一个时隙。一旦某个站占用时隙并发送成功，则在该时隙内不会出现冲突。

纯ALOHA中，一旦产生新帧，就立即发送，全然不顾是否有用户正在发送，所以发生冲突的可能伴随着发送的整个过程。
冲突危险期：2t，信道利用率18.4%


分隙ALOHA中，规定发送行为必须在时隙的开始，一旦在发送开始时没有冲突，则该帧将成功发送。
冲突危险期：t，信道利用率36.8%

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