Материал: конспект-лекций

311

зпочинає передачу даних, одержувач після завершення прийому даних передає кадр підтверджен-

ня прийому (АСК).

Механізм RTS/CTS дозволяє збільшити ефективність використання виділеної смуги частот за рахунок зменшення ймовірності колізії. Ймовірність колізії за час передачі кадрів RTS і CTS є

низькою, оскільки довжина кадрів складає 20 і 14 байт відповідно.

В той же час введення управляючих кадрів в основний режим радіообміну вимагає виділен-

ня частини пропускної спроможності каналу під передачу кадрів RTS і CTS, що викликає знижен-

ня ефективності використання виділеної смуги частот.

Резервування географічної зони, що є об'єднанням зон рухомої станції і точки доступу, на період CTS+ДАНІ +ACK+3SIFS+DIFS (рис. 2.60) також приводить до зниження ефективності ви-

користання виділеної смуги частот.

NAV – network allocation vector; SIFS – short interframe space; DIFS – distributed (coordination function) interframe space; MPDU – MAC protocol Дані unit;

Backoff_time 22 i rand 1 Slot_time , де i – номер повторної спроби передачі даного кадру: 1,2, …; Slot_time – інтервал відстрочення, битий

Рисунок 2.60 – Механізм RTS/CTS

Оскільки механізм RTS/CTS додає додаткові накладні витрати на мережу, тимчасово резер-

вуючи несучу, його використання виправдане тільки для пакетів дуже великої довжини, для яких повторна передача викликає неприпустимі затримки.

До числа недоліків механізму RTS/CTS слід віднести неповне усунення можливості виник-

нення колізій. Як показано на рис. 2.61, робота вузлів А і F може викликати колізію кадрів на вхо-

ді приймача D.

312

Рисунок 2.61 – Можливість виникнення колізії при використанні механізму RTS/CTS

Уникнути колізію в цьому випадку можна за рахунок вибору спеціального режиму управ-

ління потужністю на станції, що передає дані. Вплив змін в потужності на станції, що передає да-

ні, на вірогідність виникнення колізії кадрів показаний на рис. 2.62. Вузли А і В використовують нижчі рівні передачі, ніж вузли С і D, тим самим повністю виключаючи можливість створення пе-

решкод вузлам С і D. Проте вузол С в цьому випадку являється джерелом перешкод для вузла В.

CTS

Дані

A B C D

RTS

ACK

Рисунок 2.62 – Управління потужністю в стандарті IEEE 802.11

Просте рішення проблеми виникнення колізій може полягати в збільшенні потужності на стороні передавача тільки на час передачі кадрів RTS і CTS: у момент передачі кадрів RTS або

CTS рівень передачі повинен бути максимальним і знижуватися до мінімально необхідного під час передачі кадрів даних і підтвердження АСК. Мінімально необхідний рівень передачі може обчис-

люватися вузлами А і В під час прийому кадрів CTS і RTS з урахуванням теплових шумів прийма-

чів.

Як показано на рис. 2.63, вузли А і В передають кадри RTS і CTS відповідно при високому рівні передачі, що дозволяє успішно прийняти кадр CTS вузлу С і відкласти передачу на певний час. Діаграма обміну повідомленнями для такого випадку представлена на рисунку 2.63. Змен-

шення потужності передавачів на час обміну кадрами даних і підтвердження АСК дозволяє еко-

313

номно використовувати енергію акумуляторів на вузлах А і В.

EIFS – extended interframe space (364 мкс для швидкості передачі даних 1 Мбіт/с і 212 мкс для швидкості передачі даних 2 Мбіт/с)

Рисунок 2.63 – Діаграма обміну повідомленнями між вузлами мережі

Для усунення небажаного ефекту спотворення кадрів даних і підтвердження, які переда-

ються при зниженому рівні передачі, в стандарті IEEE 802.11 використовується протокол PCM (Proposed Power Control MAC), ідея якого полягає в примусовому періодичному збільшенні поту-

Фрагментація кадрів — це функція, що виконується на MAC рівні, призначена для підви-

щення надійності передачі кадрів через безпроводове середовище. Під фрагментацією розуміється розбиття кадру на менші фрагменти і передача кожного з них окремо (рис. 2.65). Вірогідність ус-

пішної передачі меншого фрагмента через зашумлене безпроводове середовище вища. Кожен прийнятий фрагмента кадра підтверджується окремо; отже, якщо який-небудь фрагмент кадру бу-

314

де переданий з помилкою або вступить в колізію, доведеться передавати повторно тільки цей фрагмент, а не весь кадр. Це збільшує пропускну спроможність середовища.

Рисунок 2.65 – Фрагментація кадру

Розмір фрагмента може задавати адміністратор мережі. Фрагментації піддаються тільки одноадресатні кадри. Широкомовні, або багатоадресатні кадри передаються без розбиття. Крім того, фрагменти кадру передаються пакетом, з використанням тільки однієї ітерації механізму доступу до середовища DСF.

Процес фрагментації відбувається під дією декількох механізмів, пов'язаних з завадозахистом. Управління фрагментацією здійснює мережний пристрій, що оцінює якість зв'язку по співвідношенню сигнал/шум, а також ця фрагментація необхідна для спрощення процедури перевірки на наявність помилок. Слід зазначити, що за несприятливих умов, при спробі передачі, коли жодного разу не буде одержано підтвердження АСК система безперервно генеруватиме спроби передати фрагменти. Цей процес носить назву «вибуху фрагментів». Алгоритм фрагментації при цьому втрачає стійкість. Для запобігання «вибуху фрагментів» в системі повинні бути передбачені додаткові методи завадозахисту. До числа таких можна віднести методи просторово-часової обробки, що забезпечують придушення перешкод на 30…40 дБ.

Особливістю стандарту 802.11 є те, що за різних умов здійснюється вибір одного з восьми варіантів структур сигналів. Ці структури представлені в табл. 2.10.

Таблиця 2.10 - Структури сигналів стандарту 802.11

315

Для захисту від сильних діючих завад в стандарті рекомендовано використовувати завадос-

тійке кодування, що забезпечує можливість виявлення і виправлення помилок.

На рис. 2.66 представлена архітектура системи адаптації протоколу 802.11. Спочатку в ада-

птері згідно виміряних даних обчислюється оцінка відношення рівнів сигнал/шум. Потужність си-

гналу Рс вимірюється по випромінюваному точкою доступу пілот-сигналу і, якщо таких АР де-

рівень перешкод, які утворені сторонніми станціями. Набуваючи вибіркові значення обробляються рекурсивно по схемі:

За наслідками оцінки визначається розмір фрагментів і спосіб фрагментації, тобто вибира-

ються вигідніші умови передачі виходячи з вірогідності помилки за даних умов в радіоканалі. Та-

ким чином, процес адаптації складається з 3-х окремих етапів:

чень.

2)Вибір оптимальної комбінації і структури сигналу, а також розміру фрагмента.

3)Корекція MSDU адаптера з метою зміни способу передачі на наступному кроці.