计算机网络笔记:Medium Access Control
date
Jun 25, 2021
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Your circuit's dead, there's something wrong
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计算机网络
- 三个 M 的区别
- Multiplexing
- 节点本地的功能,或者两节点的 p2p 功能。
- TDM, FDM, CDM, etc. 不同的 channel 上给一个节点发数据
- Multiple Access
- 多节点通信的功能
- TDMA, FDMA, CDMA, etc.
- Medium Access Control
- 控制 medium access的上层算法,基于 multiple access 机制去实现。
- Slotted ALOHA, CSMA/CA, OFDMA MAC, TDMA MAC, CDMA MAC, etc.
通道化
- FDMA
- TDMA
- CDMA
- FDMA和TDMA使用guardband保证没有重叠
- TDMA 的 Guardband 是用来维护同步时间不佳的情况以及避免远近不一样的情况的
- CDMA:orthogonal codes 怎么解码的?
随机访问控制
ALOHA
- 所有基站按自己的需求传输
- 如果同时超过一帧在进行传输,则全部丢失
- 由于超时没有收到ACK,每个基站挑选一个随机backoff时间,重新传输。
- 模型:, the load (average # transmission attempts per X sec.)
- Max throughput:
Slotted ALOHA
- ALHOA变成类似离散的形式,所有基站要对帧时间做同步
- 允许预约slot
- 支持mini-slot,专门用来做reservation
- Max throughput:
CSMA
Carrier Sensing Multiple Access(CSMA)
- 基站发送前先检查通道是否空闲
- 如果不空闲,wait or backoff
- 如果就没有收益了
- 行为:
- 1-persistent (most greedy)
- 一旦idle就开始传输
- 延迟低,效率低
- Non-persistent (least greedy)
- p-persistent (adjustable greedy)
- 等待介质idle,然后根据概率决定传输or等一个slot
- 可平衡
Throughput
Forget about it.
CSMA with Collision Detection (CSMA/CD)
- 传输前先做CS
- 传输中持续CS
- 如果检测到冲突,全部相关站点中断传输,规划backoff
- Binary Exponential Backoff
- 在第 次冲突的情况下,选择之间的随机 Backoff 时间。
- if truncated,那么在设定的次数后指数不再增加
CSMA with Collision Avoidance (CSMA/CA)
规划系统
- Reservation & Polling
- TDMA reservation scheme
- Slotted ALOHA reservation scheme
- Walk time:一个站点完成传输到下一个站点开始传输的时间
- 用帧控制符当 token (Free=01111110, Busy=01111111)
- Multi-token - Throughput:
- Single-token - Throughput:
- Single-frame - Throughput:
- a << 1, any token reinsertion strategy acceptable
- a ≈ 1, single token reinsertion strategy acceptable
- a > 1, multi token reinsertion strategy necessary
Reservation schemes
(Effective time required for the reservation is )
Polling Systems
Centralized or Distributed
Token-Passing Rings
: ring latency
- Reservation:
- 按需,适用 bursty traffic
- 适合大量 low-traffic users
- Polling:
- Generalization of TDMA
- 更公平
- 大的 BDP→性能退化