無線電波網路與聲波網路的碰撞、隱藏結 點、backoff802.11基本存取機制•由『訊框間隔』 (Interval Frame Space, IFS)長短來決定發送訊框的時機 – 短訊框間隔 (Short Interval Frame Space, SIFS) • RTS, CTS, DATA, ACK – PCF 訊框間隔 (PIFS) • PCF 運作服務(無競爭服務) – DCF 訊框間隔 (DIFS) • DCF 運作服務(競爭服務) – 延長訊框間隔 (EIFS) • 重送訊框(資料碰撞)802.11不同實體層的Slot time 與IFS 之不同802.11 NAV•RTS/CTS 協調功能 – 確認 (Acknowledge, ACK) – 要求傳送 (Request to Send, RTS) – 允許傳送 (Clear to Send, CTS)•虛擬載波偵測 (Virtual Carrier Sense) – 網路配置向量 (Net Allocation Vector, NAV)802.11 RTS、CTS、NAV與隱藏節點•解決『隱藏工作站問題』： – RTS與CTS訊框需要攜帶NAV持續時間值(DATA frame傳輸所需時間)的目的 是要解決可能存在的隱藏節點802.11後退演算法與碰撞延遲•競爭視窗 (Contention Window, CW) – 7, 15, 31, 63, 127, 255, 255, 255, ..., 255 •後退時間 – Backoff = INT(CW * Random()) * Time-slot – CW 介於 CWmin 與 CWmax 之間 – Random() 為 0 與 1 之間的隨機值 – Time-slot = 傳送端啟動延遲 + 媒介傳遞延遲 + 感測媒介反映延遲MACAW Protocol• MACAW被廣泛的使用在Ad-hoc網路，此外也也建立了許 多MAC的Protocol 使用在WSN。
IEEE802.11 的RTS/CTS機制 也是使用MACAW改進而來• MACAW使用RTS-CTS-DS-DATA-ACK的控制訊框，有時經由 RTS-RRTS訊框解決隱藏結點問題• MACAW不使用載波感測Example about working of MACAWFig1MACAW hidden node• RTS – 任何節點無意中聽到一個RTS的框架（如圖1節點F或節點E）抑制 發送任何信息直到接收到CTS，或者再等待一段時間(等待是否會 收到DS訊框)• CTS – 如果無意中聽到了CTS框架將抑制發送任何信息，直到收到DATA 訊框和ACK（解決隱藏終端的問題），加上一個隨機的時間• MACAW的RTS和CTS訊框包含DATA訊框信息的長度 因此其他節點使用這些信息來估計退避時間MACAW of RRTS(solving the hidden terminal problem)AB RTSCTSDSDATAACKRRTSRTS擱置D的RTS請求短的等待時間Backoff 時間CD聽到別 的RTSBackoff產生聽到別的ACK 結束訊框開始競爭時節點C馬上寄送RRTS訊 框要求節點D傳送RTS請求RTS比較CSMA/CA與MACAWCSMA/CAMACAWBackoff Backoff time = CW* Random() * SlotTime•Random()=介於0與1的實數 •SlotTime= Transmitter turn-on delay + medium propagation delay + medium busy detect response time乘性遞增線性遞減(MILD) Finc=min(1.5*CONUTER, MAX) Fdec=max(COUNTER-1, MIN) Counter 0~31(每碰撞一次加1)Hidden nodeRTS/CTS/DATA [註1]•RTS/CTS •擱置，等待下一周期競爭傳輸 RRTS給主控RTS請求 [註2]Carrier senseYESNOPCFYESNODCFYESYESControl frameRTS-CTS-DATA-ACKRTS主控(RRTS被控)-CTS-DS- DATA-ACK 註解： 1.CSMA/CA：RTS、CTS、DATA都夾帶NAV向量值，以避免鄰近的隱藏結點一直傳送 RTS請求訊框 2.MACAW：當隱藏結點發送出RTS訊框時，由於鄰近結點因其他的節點正在傳輸而不會 回應隱藏結點CTS，而隱藏結點將經過短的等待時間後自動產生backoff結論•MACAW缺點為： 1.使用的控制訊框多，降低頻道的利用率。
2.沒有PCF管理機制，會因為排在很後面的優先順序，導致等待的節點就 算只是傳送一個訊框的資料仍需等待很久的時間，大幅降低節點的傳輸 效率 3.既然RTS與/CTS已經包含DATA傳送所需時間，故DS訊框是多餘的 4.無carrier sense•CSMA/CA優點： 1.使用的控制訊框少，可大幅提高整個頻道的利用率 2.有PCF與DCP機制可大幅提升節點的效率 3.有carrier sense•可以使用CSMA/CA的優點來改進MACAW的缺點二進位指數退幣演算法• 當兩個節點在同一時間出手時就會被判碰撞 • 這時傳輸結點會等待0~[(2^N)-1]的時間再傳 • 又碰N就又加1直到N=10 – 例如：N=2，則隨機產生的時間等於{0,1,2,3} • 直到[(2^N)-1] =1023個時槽時間為止 • 表示延遲時間最長為1023個時槽時間，較長的延遲反而較 無效率 • 當碰撞次數大於16次，該工作站會放棄繼續傳送該筆資料 問題•1.無線電波NAV是否適用於水下?需要調整?需了解目前NAV做法 •2.兩個同時傳時產生碰撞的Backoff time是否須調整?無線電坡的做法? •3.隱藏節點的問題-水下通訊與水上通訊是否一樣?。