Outros mecanismos de acesso
Classificação
Iniciados pelo transmissor:
„
Iniciados pelo receptor:
„
Empregando espalhamento espectral
„
„
IE308 – Tópicos em Comunicações
Análise de Redes Ad Hoc Sem Fio
2o. Semestre 2012
Prof. Paulo Cardieri
„
MACA, MACAW
MACA – BI
MACA/C–T, MACA/R–T
2
1
„
Multiple Access with Collision Avoidance
Não realiza carrier sense:
Baseado na troca de mensagens RTS – CTS
RTS – CTS – Dados
RTS e CTS carregam duração da
transmissão,
A
RTS
C
B
CTS
Canal livre para
terminal C apos
CTS
„
„
P. Karn, “Maca: a new channel access method for packet radio,” in 9th Computer
3
Network Conference, ARRL/CRRL Amateur Radio, pp. 134–140, 1990.
Slotte d CSMA
Slotte d MACA
MACA – Slotted
1
S=
exp[G (a + b )]
1 + 4(a + b ) +
G
b = 0,002
Va za o
CSMA – Slotted
aG exp[− aG ]
S=
1 + a − exp[− aG ]
0.6
0.5
0.4
b = 0,02
0.3
0.1
„
„
Multiple Access with Collision Avoidance
– Wireless.
Baseado no MACA com modificações:
„
0.7
0.2
„
a =τ
b =δ
T
T
δ = Pacote de controle
(RTS e CTS)
τ = atraso
Fullmer, Garcia Luna-Aceves, “Floor Acquisition Multiple Access
b = 0,2
-2
0
2
10
10
10
Tra fe go ofe re cido norma liza do G (pa c/s )
(FAMA) for Packet-Radio Networks,” 1995
Dobra limite superior do BO a cada insucesso,
Se um terminal ouve um RTS não
destinado a ele: aguardam apenas a
trasmissao do CTS
Se um terminal ouve um CTS não
destinado a ele: aguarda a transmissão
dos dados
MACAW (1)
10
4
5
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
0.8
„
P. Karn, “Maca: a new channel access method for packet radio,” in 9th Computer
4
Network Conference, ARRL/CRRL Amateur Radio, pp. 134–140, 1990.
Comparação
CSMA x MACA
0.9
Se fonte não receber CTS: assume que
ocorreu colisão e inicia procedimento de
backoff (BO) exponencial,
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
MACA
Multiple Access with Collision Avoidance
„
Mecanismo de backoff,
Inclusão das mensagens Data Sending e
Request for Request to Send.
V. Bharghavan, A. Demer, S. Shenker, and L. Zhang,
“Macaw: A Medium Access Protocol for Wireless LAN’s,” in
SIGCOMM 94, pp. 212–225, 1994.
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
MACA
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
Redes Ad Hoc Sem fio
Controle de Acesso ao Meio
Parte III
„
6
1
Backoff exponential no MACA
„
„
„
No MACAW:
„
„
„
Pacotes de dados carregam BO usado,
Terminais vizinhos usam aquele BO,
Maior equidade no acesso ao canal.
„
A
„
„
7
„
„
MACAW: RTS – CTS – DS – DATA – ACK
DS: informa vizinhos que transmissão de DATA
ocorrerá em seguida.
Após ouvir RTS de B, C aguarda DS de B para,
então, transmitir seu RTS após transmissão do
pacote de dados de B e ACK de A.
Se não receber o DS, C transmite seu RTS.
A
B
C
C
D
C ouve RTS de B, mas não ouve CTS de A:
portanto, C está livre para transmitir (após
esperar a transmissão do CTS de A para B)
C envia RTS à D, mas não ouve CTS de D,
devido à transmissão de B (colisão): C entra
em backoff.
MACAW (4)
Request for Request to Send
D
„
A
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„
B
8
MACAW (3)
Mensagem Data Sending
„
Adiciona mensagem Data Sending (DS)
No MACA: RTS – CTS – DATA
B
C
D
„
„
„
Transmissão A – B em
curso.
D envia RTS à C, que não
responde (inibido pela TX
A – B).
D não está ciente da TX A
– B: entra em backoff.
MACAW: Assim que liberado, C envia RRTS à D,
informando que, agora, o canal está livre.
„ Interrompe o período de backoff de D
9
10
Mecanismos de acesso iniciados
pelo receptor
„
„
Terminal destino pergunta ao terminal fonte se
este tem algum pacote para transmitir a ele.
Menor número de mensagens de controle.
„ Menor chance de colisão
„ Uso mais eficiente do canal
Destino precisa conhecer padrão de tráfego do
terminal fonte:
„ Funciona bem para tráfego estacionário,
„ Fonte pode sinalizar o acúmulo de pacotes
aguardando transmissão.
MACA – BI
„
„
„
MACA By Invitation
Emprega carrier sense
Apenas RTR (Ready to Receive)
„
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
„
TBO = unif[0,BO];
A cada insucesso: BO
min{2xBO, BOmax}
Sucesso leva a maior chance de sucesso futuro
Insucesso leva a uma menor chance de
sucesso.
„
„
Destino envia RTR convidando fonte para
transmitir.
Livre de colisão de pacotes dados em
redes completamente conectadas
Menor chance de colisão: apenas um
pacote de controle.
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
MACAW (3)
Mensagem Data Sending
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
MACAW (2)
Alteração no mecanismo de backoff
L. F. F. Talucci, M. Gerla, “MACA - BI (MACA By Invitation), a receiver
oriented access protocol for wireless multihop networks,” IEEE PIMRC,
1997.
11
12
2
„
„
„
MACA – BI
Atraso τ,
B para A e D para C
C envia RTR em t2 e não
ouve B
Se t3 < t5: Colisão em C
(dados para C e dados
para A)
t3 < t1 + 3τ + γ
t5 = t1 + δ + τ
„
Sem colisão: se t3 > t5:
„
„
Enlaces usam códigos de espalhamento
diferentes: redução da interferência
Estratégias de atribuição dos códigos:
„
δ < 2τ + γ
„
„
Cada receptor tem seu código:
„ Transmissor deve conhecer os códigos de
seus vizinhos
Cada transmissor tem seu código:
„ Receptor deve saber quando sintonizar um
código
Cada enlace tem um código:
„ Requer muitos códigos.
13
14
MACA com Spread Spectrum
MACA com Spread Spectrum
MACA Common – Transmitter Based
MACA Receiver – Transmitter Based
„
„
„
RTS e CTS: canal
(código) comum.
No estado inativo,
terminais monitoram o
canal comum.
RTS informa código
para transmissão de
dados.
Dados são transmitidos
em canais dedicados.
„
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
M. Joa Ng, Routing Protocol and Medium Access Protocol For Mobile
Ad Hoc Networks, Ph.D. Dissertation, Polytechnic University, 1999.
15
„
„
RTS e CTS são
transmitidos em canais
dedicados do receptor
Dados são transmitidos
em canais dedicados.
Transmissor deve
conhecer código do
receptor.
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
„
Mecanismos de acesso usando
espalhamento espectral
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
MACA – BI
Operação com multiplos saltos
16
„
Vazão
„
„
Probabilidade de transmissão p
„
Rede completamente
conectada.
N = número de canais
(códigos).
MACA/C-T: colisões
ocorrem com RTS/CTS,
o que eleva tráfego e
degrada mais ainda.
MACA/R-T: RTS/CTS em
canais dedicados.
IE308 – 2o. Sem 2012 – Paulo Cardieri
Desempenho
MACA/C-T vs. MACA/R-T
17
3