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2003/4 © 20045 Schiller, Bisiani V. 3
Media Access
venerdì 3 febbraio 12
2003/4 © 20045 Schiller, Bisiani V. 3
Motivazioni
• Possiamo usare le tecniche progettate per i sistemi fissi?• Esempio CSMA/CD
• Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection• Trasmette non appena il “canale” è libero, ascolta il canale per
vedere se ci sono collisioni (metodo usato da IEEE 802.3)
A B CQuasi equipotenziale
venerdì 3 febbraio 12
2003/4 © 20045 Schiller, Bisiani V. 3
Problemi specifici delle reti wireless
• L’intensita’ del segnale decresce con il quadrato della distanza• Il trasmettitore puo’ implementare CS e CD, ma le collisioni
succedono al ricevitore• Il trasmettitore potrebbe non accorgersi della collisione, cioe’
CD non funziona• Inoltre, CS potrebbe non funzionare se un terminale è
“nascosto”
A B C
L’intensita’ del segnale“sentito” dal ricevitorepuo’ variare notevolmente
venerdì 3 febbraio 12
2003/4 © 20045 Schiller, Bisiani V. 3
• Terminali nascosti (hidden)• A trasmette a B, C non puo’ ricevere da A • C vuole trasmettere a B, C crede che il canale sia libero (Carrier
Sense, CS non funziona)• Collisione a B, A non si accorge della collisione (Collision Detect,
CD non funziona)• A è nascosto per C
• Terminali visibili (exposed)• B trasmette a A, C vuole trasmettere a un altro terminale (non A o
B)• C deve aspettare, CS indica che il canale è usato• ma A è al di fuori della portata di C, quindi non dovrebbe aspettare• C è “visibile” da B (exposed)
Terminali nascosti e visibili
BA C
venerdì 3 febbraio 12
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• A e B trasmettono, C riceve• L’intensita’ del segnale decresce con il quadrato della distanza• Il segnale di B è molto piu’ forte e nasconde il segnale di A• C non puo’ ricevere A
• Se C per esempio fosse un arbitro per il controllo delle comunicazioni (es. una stazione base), il terminale B nasconderebbe A malgrado A stia gia usando il canale
• La gestione di CDMA diventa problematica per le grandi differenze di intensita’
Terminali vicini e lontani
A B C
venerdì 3 febbraio 12
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esempio GSMf
t
124
1
124
1
20 MHz
200 kHz
890.2 MHz
935.2 MHz
915 MHz
960 MHz
• Canali FDM di 200 KHz (a loro volta divisi in TDM!)• Frequenza di trasmissione e ricezione a distanza fissa tra
di loro
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esempio DECT
1 2 3 11 12 1 2 3 11 12
tdownlink uplink
417 µs
• Canale di 32Kbit/s
venerdì 3 febbraio 12
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• Meccanismo• casuale, distribuito (non c’è un arbitro), multiplex
temporale
• Aloha
Aloha
trasmettitore A
trasmettitore B
trasmettitore C
collisionet
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Slotted Aloha
• Slotted Aloha usa delle “fette” fisse di tempo: il trasmettitore deve trasmettere solo all’inizio di una fetta
• Sincronizzazione!
sender A
sender B
sender C
collisione
t
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DAMA - Demand Assigned Multiple Access
• Efficienza del canale: 18% per Aloha, 36% per Slotted Aloha • Con certe assunzioni “standard” di trasmissione
• Riservare uno slot puo’ migliorare l’efficienza fino all’ 80%• Un trasmettitore prenota un futuro slot di tempo• E puo’ trasmettere in quello slot senza nessuna collisione• La prenotazione introduce ritardi• Usato per i link satellitari
venerdì 3 febbraio 12
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DAMA: Prenotazione Esplicita
•Prenotazione esplicita (Reservation Aloha):• Due modalita’:
• ALOHA per fare le prenotazioni:competizione e collisioni per i (piccoli) pacchetti per la prenotazione
• Modalita’ di prenotazione per trasmettere negli slot prenotati, senza collisione
• Tutte le stazioni devono gestire una lista delle prenotazioni sempre consistente, quindi le stazioni devono essere sempre sincronizzate tra di loro
Aloha reserved Aloha reserved Aloha reserved Aloha
collision
t
venerdì 3 febbraio 12
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MACA - collision avoidance
• MACA (Multiple Access with Collision Avoidance) usa dei brevi pacchetti per effettuare la sincronizzazione• RTS (request to send): un trasmettitore chiede il permesso di trasmettere a
un ricevitore inviando un breve pacchetto RTS prima del pacchetto dati• CTS (clear to send): il ricevitore da’ il diritto di trasmettere appena puo’
ricevere• Il pacchetto di segnalazione contiene:
• L’idirizzo del trasmettitore• L’indirizzo del ricevitore• Le dimensioni di pacchetto
• Usato in IEEE802.11 (WiFi), è una delle ragioni per cui la banda effettivamente disponibile è diversa dalla banda fisica.
venerdì 3 febbraio 12
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• MACA evita il problema dei terminali nascosti• A e C vogliono
trasmettere a B• A manda RTS• C aspetta dopo aver
ricevuto CTS da B
• MACA evita il problema dei terminali “exposed”• B vuole trasmettere a A, C
a un altro terminale• C non deve aspettare
perche’ non puo’ ricevere CTS da A
MACA, esempi
A B C
RTS
CTSCTS
CA B
RTS
CTS
RTS
venerdì 3 febbraio 12