Состязательный доступ к передаче сообщений. – ЧАСТЬ 1

Состязательный доступ абонентов сети WiMedia к временному ресурсу ее частотного канала осуществляется в течение двух составляющих суперфрейма: в течение периода состязательного доступа и в течение слотов менеджмента периода произволь­ного доступа (МСТА). Выше отмечалось, что состав фрейма определяется коор­динатором сети для каждого отдельно взятого фрейма. По отношению к САР и МСТА изменение состава фрейма проявляется в том, что одна из составляющих (САР или МСТА) может отсутствовать. Сведения о наличии/отсутствии состав­ляющих состязательного доступа указываются в перечне параметров синхрони­зации (а именно, в субполе «PN Mode») маячкового фрейма каждого из суперф- реймов (рис. 4.28).

Состязательный доступ в течение САР периода реализуется по отноше­нию ко всем разновидностям предусмотренных для этого периода фреймов: управления (Command), данных (Data) и ассоциации (Association), – причем указание относительно возможности применения последних обозначается от­дельно от других фреймов управления. Состязательный доступ в течение СТА периода применяется по отношению к двум разновидностям МСТА из трех возможных, а именно, по отношению к открытым (Open) МСТА и МСТА ас­социации (Association). МСТА слоты, выделяемые (Assigned) абонентам для связи с координатором, являются слотами индивидуального пользования, и состязательный доступ на них не распространяется. Сведения о периодично­сти повторения МСТА слотов в суперфреймах, необходимые абонентам для планирования возможности их использования, приводятся в субполе «MAC response» маячковых фреймов (рис. 4.28).

Процедуры состязательного доступа к временному ресурсу САР и МСТА слотов различаются. Множественный доступ к ресурсу САР осуществляется методом CSMA/CA, сущность которого состоит в независимом выборе сопер­ничающими абонентами интервала случайной длительности (интервала отказа) от некоторого фиксированного момента времени до момента доступа к кана­лу (среде). Процедура доступа к ресурсу САР технологии WiMedia аналогичны процедурам CSMA/CA, применяемым в LAN стандарта IEEE 802.11. Различие между ними состоит лишь в количественном значении аналогичных характе­ристик. Основные элементы технологии CSMA/CA сетей WiMedia сводятся к следующему:

–                по окончании маячкового фрейма, спустя интервал SIFS, пользователи производят выбор случайных целых чисел w из интервала, именуемо­го окном состязаний (Contention Window – CW) минимальной ширины (CW0 = 7);

–                выдержав интервал отката (Backoff Window — B0W) длительности B0W=wx (где т^ — длительность слота интервала отката), при условии незанятости среды, пользователь передает имеющийся фрейм и ожидает подтверждения его бесконфликтного приема; получение ответа АСК от адресата означает благоприятное завершение передачи фрейма (см. рис. 3.32);

–                если до завершения интервала отката пользователь обнаруживает, что сре­да «занята», реверсивный отсчет времени счетчиком отката прекращается и возобновляется только по истечении интервала BIFS, отсчитываемого от мо­мента освобождения среды (см. рис. 3.33); далее процесс опроса «заморожен­ного» значения времени отката продолжается и в конце концов завершается передачей фрейма;

–                отсутствие подтверждения получения переданного фрейма означает его кол­лизию с другим фреймом (или искажение какой-либо внешней помехой), и рассматриваемый абонент производит повторную передачу фрейма, выбирая новое значение числа w из очередного окна состязаний (CWj=15);

–                состязательная передача фреймов в окрестности момента окончания САР производится с учетом того, что все процедуры технологии CSMA/CA должны завершаться в пределах длительности САР; если оценка длитель­ности интервала, необходимого для передачи фрейма, свидетельствует о невозможности выполнения этого требования, значение времени отката (B0W) «замораживается», и фрейм передается в начале САР-периода сле­дующего суперфрейма.

Предусмотренное число повторных попыток доступа равно 3 (номера по­пыток / е {0, 1, 2, 3}); при этом ширина CW. окна состязаний, соответствую­щая различным попыткам, принимает значения {7, 15, 31, 65} (см. для со­поставления рис. 3.37); длительность слотов окна отката B0W соответствует т^ = 20 мкс; длительность межфреймового интервала BIFS совпадает с дли­тельностью слотов.

Достоинства и недостатки состязательного доступа технологии CSMA/CA, упоминавшиеся при рассмотрении LAN (п. 3.4.2.1), распространяются на сети WiMedia.

Множественный доступ к временному ресурсу МСТА (открытых и пред­назначенных для обеспечения ассоциации) осуществляется по протоколу ALOHA с выделением временных интервалов (slotted ALOHA – S-ALOHA) [12, 50]. Эта технология состоит в том, что временной ресурс делится на интервалы (слоты) равной длительности, доступ к каждому из которых всех абонентов сети является свободным (произвольным) при выполнении сле­дующего ограничения: начало передачи каждого фрейма должно совпадать с началом одного из слотов, а длительность фрейма тф не должна превышать длительности слота тсл (рис. 4.30, а). Коллизия фреймов различных источни­ков наступает в случае, если моменты начала передачи фреймов смещены на время А, не превышающее длительности слота: A, < xcjiфр (рассматривают­ся только коллизии одиночных фреймов, т.е. возможность передачи фреймов в соседних слотах исключается). Длительность интервала коллизии техноло­гии S-ALOHA в 2 раза меньше, чем в классической ALOHA. Последняя до­пускает свободный (неограниченный) доступ к среде различных абонентов в произвольный момент времени (рис. 4.30, б). Коллизия фреймов различных источников имеет место в случае, если моменты начала передачи фреймов смещены на время |AJ < тсл < тфр (коллизии вызывают как запаздывающие, так и опережающие фреймы). Уменьшение длительности интервала коллизий в S-ALOHA свидетельствует о его преимуществе. Максимальная пропускная способность линий связи сетей, использующих S-ALOHA, двукратно превы­шает пропускную способность линий в сетях, где применяется классический протокол ALOHA [12, 50].

Особенность протокола S-ALOHA, применяемого в сетях WiMedia, со­стоит в том, что доступ абонентов к МСТА слотам является не свободным (произвольным), а состязательным. При этом: абоненты, обращающиеся к временному ресурсу МСТА, предварительно участвуют в розыгрыше номера МСТА слота, которым им предстоит воспользоваться для передачи сообще­ния (фрейма). Номер слота определяется в результате случайного выбора не­которого числа из фиксированного множества, носящего наименование окна состязаний (Contention window – CW). Выбор номеров производится раз­личными абонентами независимо, в результате чего одинаковый номер МСТА слота может оказаться у различных абонентов. Если «розыгрыш» но­меров приводит к бесконфликтному результату, каждый абонент единолично пользуется некоторым МСТА слотом, и результат передачи фреймов соглас­но технологии S-ALOHA завершается подтверждением (АСК) их получения адресатами. Если «розыгрыш» номеров.завершается конфликтным доступом различных абонентов к некоторому МСТА слоту, передача ими фреймов со­провождается коллизией последних. Фреймы подтверждения приема (АСК) от адресатов не поступают, и соответствующие абоненты повторяют попыт­ку «розыгрыша» номеров МСТА слотор. Ширина окна состязаний (CW) с увеличением номера попытки возрастает, и вероятность выбора одного и того же номера слота уменьшается. В целом, использование временного ре­сурса для передачи сообщений посредством использования возможностей САР интервала и МСТА слотов является альтернативным. Оценка целесооб­разности включений в суперфрейм САР и МСТА, а также определение их количественных характеристик производится координатором, исходя из

условий работы WiMedia-свти. Достоинство технологии WiMedia состоит возможности адаптации структуры каждого суперфрейма к изменяющимся условиям работы.

Рис. 4.30. Коллизия фреймов различных абонентов при применении технологий «ALOHA с выделением временных интервалов» (а) и «классической ALOHA» (б)

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100