Acceso múltiple con evitación de colisión para radio

Acceso múltiple con la Evitación de Colisión para la Radio (GUACAMAYO) es un protocolo de Medium Access Control (MAC) con ranuras que es ampliamente usado en Ad hoc redes. Además, es la fundación de muchos otros protocolos MAC usados en Wireless Sensor Networks (WSN). El IEEE 802.11 mecanismo RTS/CTS se adopta de este protocolo. Usa RTS CTS DS DATOS ACK secuencia del marco para transferir datos, a veces precedidos por una secuencia del marco de RTS-RRTS, en mente proporcionar la solución del problema terminal escondido. Aunque los protocolos basados en el GUACAMAYO, como el S-MAC, usen el sentido del transportista además del mecanismo RTS/CTS, el GUACAMAYO no hace el uso del sentido del transportista.

Principios de operación

Suponga que el nodo A tenga datos para trasladarse al nodo B.

Nodo Unos iniciados el proceso enviando una Solicitud de Enviar marco (RTS) a nodo B. El nodo del destino (nodo B) contesta con un Claro Para Enviar el marco (CTS). Después de recibir CTS, el nodo A envía datos. Después de la recepción acertada, el nodo B contesta con un marco de reconocimiento (ACK). Si el nodo A tiene que enviar más de un fragmento de datos, tiene que esperar un tiempo arbitrario después de cada transferencia de datos acertada y competir con nodos contiguos por el medio usando el mecanismo RTS/CTS.

Cualquier nodo que oye por casualidad un marco de RTS (por ejemplo nodo F o nodo E en la ilustración) estribillos de enviar algo hasta un CTS se recibe, o después de esperar cierto tiempo. Si RTS capturado no es seguido de un CTS, la espera máxima es el tiempo de propagación RTS y el tiempo de la vuelta del nodo del destino.

Cualquier nodo (nodo C y nodo E) oír por casualidad unos estribillos del marco de CTS de enviar algo para el tiempo hasta el marco de datos y ACK se debería haber recibido (solución del problema terminal escondido), más un tiempo arbitrario. Tanto el RTS como los marcos de CTS contienen la información sobre la longitud del marco de DATOS. De ahí un nodo usa esa información para estimar el tiempo para la finalización de la transmisión de información.

Antes de enviar un marco de DATOS largo, el nodo A envía un marco corto que envía los Datos (DS), que proporciona la información sobre la longitud del marco de DATOS. Cada estación que oye por casualidad este marco sabe que el cambio de RTS/CTS tenía éxito. Una estación que oye por casualidad (nodo F), que podría haber recibido RTS y DS, pero no CTS, aplaza sus transmisiones hasta que el marco de ACK se debiera haber recibido más un tiempo arbitrario.

Para resumir, una transferencia de datos acertada (Un a B) consiste en la secuencia siguiente de marcos:

  1. “Solicitud De Enviar” marco (RTS) de un a B
  2. “Claro De Enviar” marco (CTS) de B a Un
  3. “Datos que Envían” marco (DS) de un a B
  4. El fragmento de DATOS enmarca de un a B y
  5. Marco de reconocimiento (ACK) de B a A.

EL GUACAMAYO es un protocolo con ranuras no persistente, suponiendo que después de que el medio ha estado ocupado, por ejemplo después de un mensaje CTS, la estación espera un tiempo arbitrario después del principio de una ranura de tiempo antes de enviar un RTS. Esto causa el acceso justo al medio. Si por ejemplo los nodos A, B y C tienen fragmentos de datos para enviar después de un período ocupado, tendrán la misma posibilidad de tener acceso al medio ya que están en la variedad de transmisión el uno del otro.

RRTS

El nodo D es inconsciente de la transferencia de datos en curso entre nodo A y nodo B. El nodo D tiene datos para enviar al nodo C, que está en la variedad de transmisión del nodo D. El D inicia el proceso enviando un marco de RTS al nodo C. El nodo C ha aplazado ya su transmisión hasta la finalización de la transferencia de datos corriente entre nodo A y nodo B (para evitar la interferencia del canal común en el nodo B). De ahí, aunque reciba RTS del nodo D, no contesta atrás con CTS. El nodo D supone que su RTS no tuviera éxito debido a la colisión y de ahí se ponga a echarse atrás (utilización de un algoritmo backoff exponencial).

Si A tiene fragmentos de datos múltiples para enviar, el único instante cuando el nodo D con éxito puede iniciar una transferencia de datos es durante pequeños huecos entre ese nodo A ha completado la transferencia de datos y la finalización del nodo B siguiente CTS (para el nodo Una siguiente solicitud de la transferencia de datos). Sin embargo, debido al nodo D backoff período de tiempo la probabilidad para capturar el medio durante este pequeño intervalo de tiempo no es alta. Para aumentar la imparcialidad por nodo, el GUACAMAYO introduce un nuevo mensaje de control llamado "Petición de la Solicitud de Enviar" (RRTS).

Ahora, cuando el nodo C, que no puede contestar antes debido a la transmisión en curso entre nodo A y nodo B, envía un mensaje RRTS al nodo D durante el próximo período de la opinión, el recipiente del RRTS (nodo D) inmediatamente responde con un RTS y el cambio del mensaje normal se comienza. Otros nodos que oyen por casualidad un RRTS defieren para dos ranuras de tiempo, bastante mucho tiempo para oír si un cambio de RTS-CTS acertado ocurre.

Para resumir, un mayo de transferencia en este caso consiste en la secuencia siguiente de marcos entre el nodo D y C:

  1. “Solicitud De Enviar” marco (RTS) de D a C
  2. “Petición de Solicitud de enviar” marco (RRTS) de C a D (después de que una tardanza corta)
  3. “Solicitud De Enviar” marco (RTS) de D a C
  4. “Claro De Enviar” marco (CTS) de C a D
  5. “Datos que Envían” marco (DS) de D a C
  6. El fragmento de DATOS enmarca de D a C,
  7. Marco de reconocimiento (ACK) de C a D.

Investigación en curso

La espalda adicional - de algoritmos se ha desarrollado y se ha investigado para mejorar el rendimiento. El principio básico está basado en el uso de técnicas sequencing donde cada nodo en la red inalámbrica mantiene un contador que limita las tentativas del número con menos que o igual al número de la secuencia. Esto reduce el número de colisiones.

Problemas no resueltos

EL GUACAMAYO no soluciona generalmente el problema terminal expuesto. Suponga que el nodo G tenga datos para enviar al nodo F en nuestro ejemplo. El nodo G no tiene información sobre la transferencia de datos en curso de un a B. Inicia el proceso enviando una señal de RTS al nodo F. El nodo F está en la variedad de transmisión del nodo A y no puede oír el RTS del nodo G, ya que se expone a la interferencia del canal común. El nodo G supone que su RTS no tuviera éxito debido a la colisión y de ahí se eche atrás antes de que intente otra vez. En este caso, la solución proporcionada por el mecanismo RRTS no mejorará la situación mucho ya que los marcos de DATOS enviados de B son bastante largos comparado con los otros marcos. La probabilidad que F se expone a la transmisión de A es bastante alta. El nodo F no tiene ni idea sobre ningún nodo interesado en la iniciación de la transferencia de datos a ello, hasta que el G resulte transmitir un RTS entre transmisiones de A.

Además, el GUACAMAYO no se podría comportar normalmente en la multidistribución.

Véase también



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