《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 顯示光電 > 設計應用 > 基于802.11標準WLAN芯片指數回歸算法
基于802.11標準WLAN芯片指數回歸算法
OFweek通信國際
摘要: 當802.11WLAN網絡上的數個裝置同時傳送數據時,由于頻寬的限制,會發生“封包碰撞”(collision)的情況。一般以太網絡是使用“指數回歸算法”(exponentialbackoffalgorithm)來解決這種問題。
Abstract:
Key words :

  當802.11 WLAN網絡上的數個裝置同時傳送數據時,由于頻寬的限制,會發生“封包碰撞”(collision)的情況。一般以太網絡是使用“指數回歸算法”(exponential backoff algorithm)來解決這種問題,而802.11標準也不例外。802.11的MAC標準稱作“分布式基礎無線媒體擷取控制”(distributed foundation wireless MAC;DFWMAC)。

  如果真要自行設計“專屬的WLAN”,必須先行克服從射頻實體層至MAC層的通信協議問題。假設他們已經具有很純熟的27MHz無線電傳收機技術,則剩下的就是要解決MAC層的通信協議問題,這主要包含兩個重要的問題:CSMA/CA和回歸(backoff)。當然,除此之外,RTS/CTS流量控制和“分布式協調功能(distributed coordination function;DCF)”,以及更上層的驅動程序、應用軟件、各通信層之間的接口….等,都要嚴格考慮在內。不過,本文將專注于回歸技術的探討。

  碰撞的問題

  當兩臺裝置同時開始傳送數據時,它們將會先檢查纜線中是否有載波存在,若載波有存在,而且纜線是處于閑置狀態,它們就會馬上傳送封包。因為它們所發射的電子信號會彼此干擾,這種干擾會造成“封包碰撞”的結果。碰撞會使封包內的數據混淆不清,致使接收到的封包無法還原成正確的數據。

  雖然,CSMA/CA和回歸都能解決碰撞的問題,不過,在功能上,它們是有差別的。CSMA/CA是一種“競爭”(contention)通信協議,它傾聽WLAN網絡,避免碰撞發生。它和傳統的CSMA/CD(被以太網絡使用)不同,CSMA/CD是在碰撞發生之后,才起來處理后續的傳送作業。CSMA/CA則是防患未然,所以比較有助于網絡通信。因為它在任何真正的數據被傳送之前,會先在網絡上廣播(broadcast)一個信號,傾聽是否有碰撞發生,同時告訴其它裝置不要廣播。

  當發生碰撞時,裝置必須等待一段時間,等纜線恢復閑置時,才能再傳送。不過,若兩個裝置

  同時再次發射信號,則另一個碰撞又將再次發生。為了避免這個情況發生,就必須采用“二進制指數回歸算法”來解決。

  當802.11 WLAN網絡上的數個裝置同時傳送數據時,由于頻寬的限制,會發生“封包碰撞”(collision)的情況。一般以太網絡是使用“指數回歸算法”(exponential backoff algorithm)來解決這種問題,而802.11標準也不例外。802.11的MAC標準稱作“分布式基礎無線媒體擷取控制”(distributed foundation wireless MAC;DFWMAC)。

  如果真要自行設計“專屬的WLAN”,必須先行克服從射頻實體層至MAC層的通信協議問題。假設他們已經具有很純熟的27MHz無線電傳收機技術,則剩下的就是要解決MAC層的通信協議問題,這主要包含兩個重要的問題:CSMA/CA和回歸(backoff)。當然,除此之外,RTS/CTS流量控制和“分布式協調功能(distributed coordination function;DCF)”,以及更上層的驅動程序、應用軟件、各通信層之間的接口….等,都要嚴格考慮在內。不過,本文將專注于回歸技術的探討。

  碰撞的問題

  當兩臺裝置同時開始傳送數據時,它們將會先檢查纜線中是否有載波存在,若載波有存在,而且纜線是處于閑置狀態,它們就會馬上傳送封包。因為它們所發射的電子信號會彼此干擾,這種干擾會造成“封包碰撞”的結果。碰撞會使封包內的數據混淆不清,致使接收到的封包無法還原成正確的數據。

  雖然,CSMA/CA和回歸都能解決碰撞的問題,不過,在功能上,它們是有差別的。CSMA/CA是一種“競爭”(contention)通信協議,它傾聽WLAN網絡,避免碰撞發生。它和傳統的CSMA/CD(被以太網絡使用)不同,CSMA/CD是在碰撞發生之后,才起來處理后續的傳送作業。CSMA/CA則是防患未然,所以比較有助于網絡通信。因為它在任何真正的數據被傳送之前,會先在網絡上廣播(broadcast)一個信號,傾聽是否有碰撞發生,同時告訴其它裝置不要廣播。

  當發生碰撞時,裝置必須等待一段時間,等纜線恢復閑置時,才能再傳送。不過,若兩個裝置

  同時再次發射信號,則另一個碰撞又將再次發生。為了避免這個情況發生,就必須采用“二進制指數回歸算法”來解決。

  回歸的概念

  在碰撞之后,再次嘗試發射信號之前,每一個傳送裝置必須等待一段時間。不過,如果它們的等待或延遲時間都一樣,則下次還是會有碰撞發生。因此,每個裝置必須選擇一個0到D的隨機數,當成必須等待的時間長度。D是標準的延遲時間值。若又發生碰撞,則每個裝置會將之前所選擇的隨機數大小加倍,這表示現在的隨機延遲時間是在0到2D之間。如果又有另一個碰撞發生,則延遲范圍將在0到4D之間。以此類推。每碰撞一次,隨機延遲時間會以指數增加,所以下次會發生碰撞的機率將會大幅降低,而且重復回歸所花費的時間很短,可以忽略不計。

  802.11的回歸機制

  802.11/DFWMAC的回歸機制和以太網絡的不完全一樣,因為前者還牽涉到DCF。DCF是以CSMA/CA為基礎的通信協議。DFWMAC整合了兩個協調功能—PCF和DCF。PCF支持同步數據傳輸,DCF支持異步數據傳輸。這兩個模式共享媒體頻寬,以多時分工(time-multiplex)的方式,將彼此的數據組合成一個“超大訊框(superframe)”的結構。

  利用訊框之間不同的間距(interframe space;IFS),DCF和PCF可以并存。由于具有PCF的橋接器(AP)的IFS比較小,因此它的通信優先級會比處于DCF模式中的工作站高。所以,AP可以在CSMA/CA網絡上建立一個超大訊框。

  在沒有AP裝置的WLAN網絡環境之中,存取數據要靠DCF。一旦媒體閑置了一段特定的時間(DIFS),并且可以在“競爭窗口”(contention window;CW)的大小范圍內,選擇一個隨機的回歸值當成延遲時間。競爭窗口或回歸時間都是被分割成數個時槽(slot),每個時槽至少要包含:發射機開啟所需的時間+媒體傳播所需的時間+偵測忙碌的媒體所需的時間。每個時槽的大小和實體層非常有關。

  選擇最小延遲時間的工作站,將是最早存取媒體的;其它工作站則暫停它們的回歸定時器,等待別人傳送完畢;而且,在下一個周期內,繼續等待所剩余的延遲時間。通常,已經等待很久的工作站,會比剛加入的工作站,能更早存取媒體。等待的時間愈久,獲得存取權的機率就愈高。碰撞只發生在兩個或更多個工作站選擇了相同的時槽的時候。若持續發生碰撞,它們必須重新競爭,并使用以指數增加的CW值,亦即,2倍的CW、4倍的CW、……,直到最大的CW限制值。

  碰撞機率的分布

  下面我們來探討一下DFWMAC的碰撞機率。不過,不對碰撞問題做完整的數學分析,只針對它的性質,做判定和說明。仔細檢視CW,和從CW選出的一個時槽的機率:假設有許多個工作站一起競奪媒體的存取權,剛開始時,這種設計會使回歸時間的機率函數呈現平均分布,每一個時槽的被選中機率是相同的。

  在第二個周期之內,假設有一個工作站A獲得存取權,其工作站在工作站A開始發射信號之前都會等待或延遲,假設這個延遲時間是CWselected—這就是前面所介紹的“隨機延遲時間”。現在,剩下的“競爭窗口”是從0到CW-CWselected,剩余的工作站(除了工作站A以外的其它工作站)在0到CW-CWselected的范圍內競爭。這范圍內的時槽的被選中機率也是相同的,因為它們是重新進行競爭之故。

  如果這時有一個新工作站加入競爭;或者在前一個周期內,有兩個或以上的工作站發生碰撞,它們將會在CW或2倍的CW或數倍的CW中選擇時槽,它們選擇時槽的機率應該是較小的。直覺上,新進者本來就要等久一點才能獲得存取權;至于發生碰撞的工作站的獲得存取權之機率,應該比新進的工作站的獲得存取權之機率少一半才對。不過為了便于說明,這里將新進的工作站和發生碰撞的工作站視為同類;此時,它們的機率都遠小于其它剩余工作站的機率;而它們的機率的些微差異是可以省略不計的,其中,時槽超過CW-CWselected范圍的被選中機率,遠低于從0到CW-CWselected范圍內的時槽被選中機率。請注意,實際上,新進的和碰撞重來的工作站之時槽被選中機率,占有0到CW-CWselected和CW-CWselected的完整CW范圍。

  假設WLAN處于高負載的情況(一直有工作站離開,也一直有工作站加入競爭,且離開和加入的數量是均衡的),這時,可以發現位于CW前面的時槽(即較早生成的時槽),具有比較高的被選中機率。因此,時槽的被選中機率是一個遞減的階梯函數(staircase function)。

  不過,這會導致一種我們很不想看到的現象:愈可能被選中的時槽,也愈可能被選中兩次或更多次,所以它發生碰撞的機會也愈高。為了盡量避免碰撞的發生,應該使每一個時槽的分布機率維持相等。

  改良的回歸機制

  為了解決上述的問題,有許多方法可以采用。其中一種方法是,令剩余的工作站于每個周期,在完整的CW內,選擇一個新的隨機回歸時間。不過,這可能會造成某一個工作站都一直在等待存取的機會,因為此方法并沒有限制最大的等待時間。底下分別以兩種方法來解決這個問題,它們都企圖將新進的工作站和前一次競爭失敗的(剩余的)工作站之機率區分開來。這兩種方法是:加權的選擇機率、負載自適性(load adaptive)選擇。為了追求精確和精致,必須使用簡要的數學觀念和方程式來說明它們。
 

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
久久久久免费| 欧美人牲a欧美精品| 亚洲日本久久| 久久精品国产久精国产一老狼| 在线一区二区日韩| 99re8这里有精品热视频免费| 亚洲欧洲偷拍精品| 亚洲国产第一| 亚洲精品久久嫩草网站秘色| 91久久中文| 亚洲人成网站色ww在线| 亚洲欧洲在线视频| 亚洲精品在线一区二区| 亚洲国内自拍| 亚洲精品少妇网址| 99riav久久精品riav| 日韩视频一区二区三区| 99精品国产热久久91蜜凸| 99精品视频一区二区三区| 一本色道久久88综合亚洲精品ⅰ | 亚洲视频图片小说| 亚洲天堂网在线观看| 亚洲自拍偷拍福利| 午夜欧美理论片| 久久国产精品久久w女人spa| 亚洲国产精品尤物yw在线观看| 亚洲精品视频啊美女在线直播| 一区二区三区视频在线看| 亚洲欧美日韩一区二区在线| 久久精品国产清高在天天线 | 亚洲国产三级| 一区二区三区免费网站| 午夜免费在线观看精品视频| 亚洲二区在线观看| 亚洲最新合集| 在线国产亚洲欧美| 欧美极品aⅴ影院| 国产精品久久久久99| 国产欧美大片| 亚洲成人在线观看视频| 亚洲欧美卡通另类91av| 欧美一区二区三区四区在线 | 久久精品视频免费播放| 麻豆成人91精品二区三区| 欧美国产日韩一二三区| 国产精品久久国产精麻豆99网站| 国产欧美日韩精品a在线观看| 一色屋精品视频免费看| 日韩一区二区福利| 欧美一级大片在线免费观看| 亚洲免费高清视频| 欧美一级视频| 欧美激情网站在线观看| 国产精品美女久久福利网站| 激情欧美一区| 亚洲一本视频| 亚洲激情在线观看| 午夜精品美女久久久久av福利| 麻豆精品国产91久久久久久| 欧美视频福利| 伊大人香蕉综合8在线视| 日韩写真视频在线观看| 久久激情久久| 亚洲一区美女视频在线观看免费| 久久婷婷久久一区二区三区| 欧美日韩一视频区二区| 激情综合电影网| 亚洲视频一区二区| 亚洲国产综合在线| 亚洲一区免费在线观看| 免费在线观看日韩欧美| 国产精品夜夜夜| 亚洲精品欧洲| 亚洲第一页中文字幕| 亚洲欧美综合v| 欧美精品不卡| 极品尤物久久久av免费看| 亚洲素人在线| 一本久道综合久久精品| 美日韩精品免费| 国产亚洲精久久久久久| 亚洲最新在线视频| 亚洲精品久久久久久一区二区| 欧美一区三区二区在线观看| 欧美性猛片xxxx免费看久爱| 亚洲国产婷婷香蕉久久久久久| 羞羞色国产精品| 亚洲欧美日韩国产| 欧美日韩视频在线一区二区| 亚洲电影成人| 久久激情五月丁香伊人| 久久国产精品亚洲77777| 国产精品a久久久久| 亚洲乱码国产乱码精品精 | 香蕉亚洲视频| 欧美午夜不卡在线观看免费| 亚洲欧洲日本mm| 亚洲国产精品va在线看黑人| 久久国产精彩视频| 国产精品久久久久三级| 一本色道久久综合狠狠躁篇的优点| 日韩一二三区视频| 免费视频一区| 影音先锋久久精品| 亚洲第一福利视频| 久久亚洲精品中文字幕冲田杏梨| 国产性天天综合网| 午夜精品在线观看| 欧美一二三视频| 国产精品欧美在线| 亚洲自拍偷拍福利| 欧美影院久久久| 国产精品一级在线| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 亚洲欧美卡通另类91av| 国产精品美女久久久免费| 亚洲一区二区网站| 香港久久久电影| 国产欧美精品xxxx另类| 亚洲欧美日韩精品久久奇米色影视| 午夜精品免费| 国产日韩欧美在线一区| 香蕉国产精品偷在线观看不卡 | 国内精品美女在线观看| 亚洲第一精品夜夜躁人人爽| 久久久青草婷婷精品综合日韩| 激情成人在线视频| 亚洲国产二区| 欧美高清在线一区| 日韩亚洲精品视频| 亚洲综合色视频| 国产乱肥老妇国产一区二| 午夜久久tv| 久久亚洲精品网站| 亚洲国产毛片完整版| 夜夜爽av福利精品导航| 国产精品二区在线观看| 午夜欧美电影在线观看| 蜜臀va亚洲va欧美va天堂| 亚洲欧洲日韩综合二区| 亚洲在线观看视频| 国产农村妇女精品一二区| 亚洲大片av| 欧美日韩另类在线| 亚洲综合日本| 久久尤物电影视频在线观看| 91久久精品视频| 亚洲伊人观看| 国产在线观看一区| 亚洲毛片av| 国产精品亚洲а∨天堂免在线| 欧美在线地址| 欧美日韩国产经典色站一区二区三区 | 亚洲国产一成人久久精品| 亚洲性线免费观看视频成熟| 国产日韩精品久久| 亚洲黄一区二区| 国产精品高潮呻吟久久av黑人 | 亚洲精品国产日韩| 国产精品久久久久久久久久尿 | 国产午夜亚洲精品羞羞网站| 亚洲精品国产精品久久清纯直播| 国产精品v日韩精品| 久久国产精品黑丝| 欧美日韩国产综合一区二区| 午夜精品久久久久久久99热浪潮| 欧美3dxxxxhd| 亚洲综合电影| 欧美黄色片免费观看| 亚洲欧美另类综合偷拍| 欧美国产在线视频| 亚洲欧美视频在线观看视频| 欧美精品v日韩精品v国产精品 | 国产日韩欧美一区二区三区四区 | 国产精品视频1区| 亚洲激情一区二区三区| 国产精品一区二区在线观看| 亚洲精品欧美日韩专区| 国产嫩草一区二区三区在线观看| 亚洲伦理中文字幕| 国产主播一区二区三区四区| 正在播放亚洲| 亚洲成在人线av| 久久国产精品久久久| 日韩视频中午一区| 久久综合九色九九| 亚洲女同同性videoxma| 欧美巨乳在线观看| 亚洲大胆人体在线| 国产日韩精品一区| 亚洲网站在线观看| 亚洲电影一级黄| 久久精品亚洲一区二区| 一本综合久久| 欧美激情四色| 亚洲国产日韩一区| 国产午夜精品美女视频明星a级| 亚洲视屏一区| 亚洲人成网站999久久久综合| 久久中文久久字幕|