TBS / TWNNew
.pdf
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Уплотнение с временным разделением
(Time Division Multiplexing - TDM)
Каждый передатчик транслирует сигнал на одной и той же частоте f области s, но в различные промежутки времени ti (как правило, циклически повторяющиеся) при строгих требованиях к синхронизации процесса передачи.
51
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Уплотнение с кодовым разделением (Code Division Multiplexing
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- CDM) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
+А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(+А)+(–А)=0 |
(+А) =1 и (–А)= –1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
–А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Узел |
Бит |
|
|
|
РП |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Узел |
«Единичный» бит |
|
«Нулевой» бит |
|
|
|
|
|
|
A |
1 |
|
-1 |
-1 |
-1 |
-1 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
A |
-1 |
|
-1 |
|
-1 |
-1 |
|
+1 |
+1 |
+1 |
|
+1 |
|
|
A: |
0000 |
|
|
B |
0 |
|
+1 |
-1 |
+1 |
-1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B: |
0101 |
|
|
C |
1 |
|
-1 |
-1 |
+1 |
+1 |
|
|
B |
-1 |
|
+1 |
-1 |
+1 |
+1 |
-1 |
+1 |
|
-1 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
C: |
0011 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
0 |
|
+1 |
-1 |
-1 |
+1 |
|||
|
C |
-1 |
|
-1 |
|
+1 |
+1 |
|
+1 |
+1 |
-1 |
|
-1 |
|
|
D: |
0110 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
S |
|
0 |
-4 |
0 |
0 |
||||||||||||
|
D |
-1 |
|
+1 |
+1 |
-1 |
+1 |
-1 |
-1 |
|
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алгоритм работы демодулятора CDM: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
1) умножение S на вектор РП узла A: |
S A (0 4 0 0) ( 1 |
1 |
1 |
|
1) 0 4 0 0 4 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2) делить на количество узлов в сети: +4/4 = +1 |
|
|
|
|
|
|
A = 1. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
Для узла B: |
|
|
S B (0 |
|
4 |
0 |
|
0) ( 1 |
1 |
1 |
1) 4/ 4 1 |
|
|
B = 0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
для узла C: |
|
|
S C (0 |
|
4 |
0 |
|
0) ( 1 |
1 |
1 |
1) 4/ 4 1 |
|
|
C = 1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
для узла D: |
|
|
S D (0 |
|
4 |
0 |
|
0) ( 1 |
1 |
1 |
1) 4/ 4 1 |
|
|
D = 0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
52
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Механизм мультиплексирования посредством ортогональных несущих частот
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM)
Под- |
|
|
|
|
|
|
Быстрое |
|
|||
потоки |
|
|
|||
|
преобразование |
|
|||
|
|
|
|
||
1 |
f0 |
|
Фурье |
f0 |
|
|
|
|
|
|
|
Битовый |
|
|
|
|
|
|
|
|
Битовый |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
поток |
|
2f0 |
|
|
|
|
|
2f0 |
поток |
|
2 |
|
|
|
SN S1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
Nf0 |
|
|
Обратное |
|
Nf0 |
|
|
|
|
|
|
преобразование |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Фурье |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Метод фиксированного доступа
Простейший алгоритм для TDM – это фиксированное распределение временных интервалов между устройствами.
Распределение временных интервалов осуществляет центральное устройство, которое сообщает каждому абонентскому устройству время начала передачи.
Данный метод идеально подходит для беспроводных сетей с фиксированной пропускной способностью.
54
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Метод случайного доступа (классическая схема Aloha)
Критическое время – это время, в течение которого может возникнуть конфликт (коллизия).
55
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Метод случайного доступа (синхронная схема Aloha)
56
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Метод множественного доступа с детектированием несущей (Carrier Sense Multiple Access - CSMA)
Детектирование несущей – устройство перед началом передачи данных прослушивает канал. Если канал занят, то передатчик переходит в ждущий режим до момента освобождения канала.
CSMA позволяет увеличить пропускную способность сети.
Версии метода CSMA:
•ненастойчивая стратегия (nonpersistent strategy),
•настойчивая стратегия (persistent strategy),
•настойчивый алгоритмы с вероятностью передачи 1 (1- persistent algorithm),
•настойчивый алгоритмы с вероятностью передачи p (p- persistent algorithm).
57
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Метод множественного доступа с детектированием несущей и предотвращением конфликтов (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - CSMA/CA)
Устройство перед посылкой данных проверяет, свободен ли канал связи,
и после этого ждет интервал безопасности от конфликта (interframe gap).
Если в этот момент не возникнет передача от другого устройства, то устройство ждет случайное время и захватывает канал.
Это предотвращает возможность одновременного занятия, поскольку, если в этот момент два устройства "пробуют" свободность, то случайное время начала передачи позволяет им разнести передачу данных по времени.
58
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Метод множественного доступа с цифровым детектированием
(Digital Sense Multiple Access - DSMA) или с детектированием подавления (Inhibit Sense Multiple Access - ISMA)
Занятость канала определяется не путем прослушивания, а посредством посылки центральным устройством пакета, в котором определяется статус канала.
Центральное устройство должно быть синхронизировано с передатчиками так, чтобы они не передавали данные во время передачи пакета, содержащего статус канала.
Если канал занят, то устройства ждут случайный промежуток времени до последующей передачи.
Так как несколько устройств могут одновременно передавать данные, центральное устройство посылает подтверждение о получении пакета данных.
59
Раздел 1
Принципы организации беспроводных сетей
1.6. Методы доступа к среде беспроводной передачи данных
Метод множественного доступа с распределением по запросу (Demand Assigned Multiple Access - DAMA)
В течение определенного временного интервала, разбитого на миниинтервалы все устройства пытаются зарезервировать для себя будущие временные интервалы для передачи данных.
Если устройству удалось зарезервировать временной интервал, то ни одно другое устройство не сможет в это время осуществить передачу.
Центральное устройство собирает все успешные запросы (неуспешные игнорируются) и посылает устройствам список с указанием прав доступа к последующим временным интервалам.
Каждый интервал для передачи данных резервируется явно.
60