西安电子科技大学：《通信网络基础》课程教学资源（讲义）第四章 多址技术（多址接入协议）4.3.2 载波侦听型多址协议

BWc Xidian Univ. 4.3.2载波侦听型多址协议 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 1 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 4.3.2 载波侦听型多址协议

BW Xidian Univ. 在前面讨论的ALOHA协议中，网络中的节点不考虑当 前信道是忙还是闲，一旦有分组到达就独自决定将分组 发送到信道。显然这种控制策略存在盲目性。即使是稍 有改进的时隙ALOHA协议，其最大吞吐率也只能达到 约0.368。 若要进一步提高系统吞吐率，还应进一步设法减少节点 间发送冲突的概率。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 3 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 在前面讨论的ALOHA协议中，网络中的节点不考虑当 前信道是忙还是闲，一旦有分组到达就独自决定将分组 发送到信道。显然这种控制策略存在盲目性。即使是稍 有改进的时隙ALOHA协议，其最大吞吐率也只能达到 约0.368。 若要进一步提高系统吞吐率，还应进一步设法减少节点 间发送冲突的概率

BW Xidian Univ 为此，除了缩小易受破坏区间外（这也是有限度 的)，还可以从减少发送的盲目性着手，在发送之 前先观察信道是否有用户在传输（或进行“载波侦 听”)来确定信道忙闲状态，然后再决定分组是否 发送。这就是被广泛采用的载波侦听型多址接入协 CSMA (Carrier Sense Multiple Access) Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 4 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 为此，除了缩小易受破坏区间外（这也是有限度 的），还可以从减少发送的盲目性着手，在发送之 前先观察信道是否有用户在传输（或进行“载波侦 听”）来确定信道忙闲状态，然后再决定分组是否 发送。这就是被广泛采用的载波侦听型多址接入协 议CSMA（Carrier Sense Multiple Access）

RDCSMA--Polite version of Aloha CSMA是从ALOHA协议演变出的一种改进型协议， 它采用了附加的硬件装置，每个节点都能够检测 (侦听)到信道上有无分组在传输。 周文 如果一个节点有分组要传输，它首先检测信道是 否空闲，如果信道有其他分组在传输，则该节点 可以等到信道空闲后再传输，这样可以减少要发 送的分组与正在传输的分组之间的碰撞，提高系 统的利用率。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 5 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ CSMA--Polite version of Aloha  CSMA是从ALOHA协议演变出的一种改进型协议， 它采用了附加的硬件装置，每个节点都能够检测 （侦听）到信道上有无分组在传输。  如果一个节点有分组要传输，它首先检测信道是 否空闲，如果信道有其他分组在传输，则该节点 可以等到信道空闲后再传输，这样可以减少要发 送的分组与正在传输的分组之间的碰撞，提高系 统的利用率

Xidian Univ CSMA CSMA协议可细分为几种不同的实现形式： -非坚持型(Non-persistent)CSMA -1-坚持型CSMA -p-坚持型CSMA Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 6 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ CSMA  CSMA协议可细分为几种不同的实现形式： – 非坚持型（Non-persistent）CSMA – 1-坚持型CSMA – p-坚持型CSMA

Xidian Univ. 非坚持型CSMA 所谓非坚持型CSMA是指当分组到达时， 若信道空闲，则立即发送分组； 若信道处于忙状态，则分组的发送将被延 迟，且节点不再跟踪信道的状态（即节点 暂时不检测信道)，延迟结束后节点再次 检测信道状态，并重复上述过程，如此循 环，直到将该分组发送成功为止。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 7 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 非坚持型CSMA  所谓非坚持型CSMA是指当分组到达时， 若信道空闲，则立即发送分组；  若信道处于忙状态，则分组的发送将被延 迟，且节点不再跟踪信道的状态（即节点 暂时不检测信道），延迟结束后节点再次 检测信道状态，并重复上述过程，如此循 环，直到将该分组发送成功为止

Xidian Univ 1-坚持型CSMA ·所谓1-坚持型CSMA是指当分组到达时，若 信道空闲，则立即发送分组； ■若信道处于忙状态，则该节点一直坚持检 测信道状态，直至检测到信道空闲后，立 即发送该分组。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 8 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 1-坚持型CSMA  所谓1-坚持型CSMA是指当分组到达时，若 信道空闲，则立即发送分组；  若信道处于忙状态，则该节点一直坚持检 测信道状态，直至检测到信道空闲后，立 即发送该分组

Xidian Univ. p-坚持型CSMA ·所谓p-坚持型CSMA是指当分组到达时，若 信道空闲，则立即发送分组； ·若信道处于忙状态，则该节点一直检测信 道的状态，在检测到信道空闲后，以概率p 发送该分组。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 9 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ p-坚持型CSMA  所谓p-坚持型CSMA是指当分组到达时，若 信道空闲，则立即发送分组；  若信道处于忙状态，则该节点一直检测信 道的状态，在检测到信道空闲后，以概率p 发送该分组

BW Xidian Univ 由于电信号在介质中的传播时延，在不同的观察 点上监测到同一信道的出现或消失的时刻是不相 同的。因此，在CSMA多址协议中，影响系统性 能的主要参数是（信道）载波的检测时延（τ）。 它包括两部分：发送节点到检测节点的传播时延 和物理层检测时延（即检测节点开始检测到检测 节点给出信道是忙或闲所需的时间)。设信道速 率为C(bits),分组长度为L(bit),则归 化的载波侦听（检测)时延为 B=XLIC)=1CL Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University 10

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 10 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈  由于电信号在介质中的传播时延，在不同的观察 点上监测到同一信道的出现或消失的时刻是不相 同的。因此，在CSMA多址协议中，影响系统性 能的主要参数是（信道）载波的检测时延（τ）。 它包括两部分：发送节点到检测节点的传播时延 和物理层检测时延（即检测节点开始检测到检测 节点给出信道是忙或闲所需的时间）。设信道速 率为C（bit/s），分组长度为L（bit），则归一 化的载波侦听（检测）时延为 / ) C LC L β τ = τ ＝ • （

Xidian Vniv. 1。非时隙CSMA多址协议 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University 11

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 11 BWC Xidian Univ. ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 1。非时隙CSMA多址协议