s4-2 ALOHA 协议

多路访问协议

 随机访问协议（Random Access）

特点：站点争用信道，可能出现站点之间的冲突

典型的随机访问协议

• ALOHA协议

• CSMA协议

• CSMA/CD协议（以太网采用此协议）

 受控访问协议（Controlled Access）

特点：站点被分配占用信道，无冲突

ALOHA协议

 夏威夷大学Norman Abramson及他的同事设计

 两个版本

纯ALOHA协议

分隙ALOHA协议

纯ALOHA  (Pure ALOHA) 工作原理

 任何一个站都可以在帧生成后立即发送（可能冲突），并通

过信号的反馈，检测信道，以确定发送是否成功。

 如发送失败，则经随机延时后再发送。

每个站点可在任意时间发送数据（不关心信道是否已被占用）；

两个以上站点都在发送数据时就会发生冲突。

纯ALOHA协议的数学描述

 定义

帧时：发送一个标准长的帧所需的时间

 服从泊松分布

一个帧时内用户产生新帧：均值N个

一个帧时内信道中产生的帧（包括重传）：均值G个

性能分析

 吞吐率(Throughout) S

在发送时间T内发送成功的平均帧数。

显然，0<S<1

S = 1时分组一个接一个地发送出去，帧之间没有空隙。一

般用S接近于1的程度来衡量信道的利用率。

运载负载(Carried load) G， 又称网络负载

时间T内所有通信站总共发送的帧平均值(包括原发和重发的

分组)。

显然，G≧S，只有在不发生冲突时G才等于S。当重负载

(G>>1) 时，冲突频繁。

纯ALOHA协议的性能

分隙ALOHA  (Slotted ALOHA) 工作原理

 分隙ALOHA是把时间分成时隙（时间片）

 时隙的长度对应一帧的传输时间。

 新帧的产生是随机的，但分隙ALOHA不允许随机发送，凡帧的发送必须在时隙的起点。

 冲突只发生在时隙的起点，冲突发生时只浪费一个时隙。一
旦某个站占用时隙并发送成功，则在该时隙内不会出现冲突。

纯ALOHA中，一旦产生新帧，就立即发送，
全然不顾是否有用户正在发送，所以发生冲突的可能伴随着发送的整个过程。

冲突危险期：2t，信道利用率18.4%



分隙ALOHA中，规定发送行为必须在时隙的开始，一旦在发送开始时没有冲突，则该
帧将成功发送。

冲突危险期：t，信道利用率36.8%