多址技术-通信网络基础.ppt

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1、FundamentalofCommunicationNetworks通信网络基础第四章多址技术第四章内容概述4.1多址协议概述4.2固定多址接入协议4.3随机多址接入协议4.4冲突分解4.5预约多址接入协议4.6分组无线电网络2021/8/262第四章内容概述4.1多址协议概述4.1.1MAC层在通信协议中的位置4.1.2多址协议的分类4.1.3系统模型4.2固定多址接入协议4.3随机多址接入协议4.4冲突分解4.5预约多址接入协议4.6分组无线电网络2021/8/2634.1多址协议概述(1)网络中的各个终端设备通过通信子网来访问网络中的资源。当多个终端同时访

2、问同一资源（如共享的通信信道）时，就可能会产生信息碰撞，导致通信失败。典型的共享链路有：卫星链路和蜂窝移动通信系统的链路、局域网、分组无线电网等。2021/8/2644.1多址协议概述(2)典型的共享链路（1）在卫星和蜂窝移动通信系统中，多个用户采用竞争或预约分配等方式向一个中心基站发送信息，中心基站通过下行链路应答信息。卫星通信系统蜂窝移动通信系统2021/8/2654.1多址协议概述(3)典型的共享链路（2）在局域网中，一个用户发送，所有用户都可以接收到，它是一个全联通的网络，典型网络是以太网（Ethernet）局域网2021/8/2664.1多址协议概述(4

3、)典型的共享链路（3）在分组无线电网络中，用户分布在一个很广的范围内，每个用户仅能接收到其通信范围以内的信息，任意两个用户之间可能需要多次中转才能相互交换信息，它是一个部分连通的网络。分组无线电网络2021/8/2674.1多址协议概述(4)在上述的网络中，如果多个用户同时发送，就会产生多个用户的帧在物理信道上相互重叠，使得接收端无法正确接收。为了有效的进行通信，就需要有某种机制来决定资源的使用权，这就是网络的多址接入控制问题。所谓多址接入控制协议(MultipleAccessControlProtocol)就是在一个网络中，解决多个用户如何高效共享一个物理链路资

4、源的技术。2021/8/268第四章内容概述4.1多址协议概述4.1.1MAC层在通信协议中的位置4.1.2多址协议的分类4.1.3系统模型4.2固定多址接入协议4.3随机多址接入协议4.4冲突分解4.5预约多址接入协议4.6分组无线电网络2021/8/2694.1.1MAC层在通信协议中的位置从分层的角度来看，多址技术是数据链路层的一个功能，由媒体访问控制MAC层负责。MAC层将有限的资源分配给多个用户，从而使得在众多用户之间实现公平、有效地共享有限的带宽资源；实现各用户之间良好的连通性，获得尽可能高的系统吞吐量、以及尽可能低的系统时延。逻辑链路控制（LLC）子

5、层为本节点提供了到其邻节点的“链路”MAC子层协调本节点和其他节点有效地共享带宽资源2021/8/2610第四章内容概述4.1多址协议概述4.1.1MAC层在通信协议中的位置4.1.2多址协议的分类4.1.3系统模型4.2固定多址接入协议4.3随机多址接入协议4.4冲突分解4.5预约多址接入协议4.6分组无线电网络2021/8/26114.1.2多址协议的分类(1)多址协议主要分为固定分配多址接入协议、随机分配多址接入协议和基于预约方式的多址接入协议。固定分配多址接入是指在用户接入信道时，专门为其分配一定的信道资源（如频率、时隙、码字或空间），用户独享该资源，直到

6、通信结束。固定多址接入的优点在于可以保证每个用户之间的“公平性”（每个用户都分配了固定的资源）以及数据的平均时延。典型的固定多址接入协议有：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA（空分多址）等。2021/8/26124.1.2多址协议的分类(2)随机多址接入是指用户可以随时接入信道，并且可能不会顾及其它用户是否在传输。当信道中同时有多个用户接入时，在信道资源的使用上就会发生冲突（碰撞）。对于有竞争的多址接入协议，如何解决冲突，从而使所有碰撞用户都可以成功进行传输是一个非常重要的问题。典型的随机多址接入协议有：ALOHA、CSMA、CSMA/CD、CSMA/CA。2

7、021/8/26134.1.2多址协议的分类(3)基于预约的多址接入协议，是指在数据分组传输之前，先进行资源预约。一旦预约到资源（如频率、时隙），则在该资源内可进行无冲突的传输。2021/8/2614第四章内容概述4.1多址协议概述4.1.1MAC层在通信协议中的位置4.1.2多址协议的分类4.1.3系统模型4.2固定多址接入协议4.3随机多址接入协议4.4冲突分解4.5预约多址接入协议4.6分组无线电网络2021/8/26154.1.3系统模型(1)从排队论的观点出发，多址信道可以看成一个多进单出的排队系统（即该系统有多个输入而仅仅有一个输出）。每一个节点都可以

8、独立的产生