Example:CSMA & RTS/CTS
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13 51
S1 T1
RTS
CTS
DataNAV indicatesbusy medium
Respect CTSresponse time
Drahtlose Kommunikation - Medienzugriffskontrolle
MACA-Variante: DFWMAC in IEEE802.11
Ruhe
Warte aufSenderecht
Warte aufQuittung
Sender Empfänger
Paket sendebereit; RTS
time-out; RTS
CTS; Daten
ACK
RxBusy
Ruhe
Warte aufDaten
RTS; RxBusy
RTS; CTS
Daten; ACK
time-out Daten; NAK
ACK: positive EmpfangsbestätigungNAK: negative Empfangsbestätigung
RxBusy: Empfänger beschäftigt
time-out NAK;RTS
WS 12/13 52
RTS/CTS and the HT Problem
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13
S1 T1 S2 T2
CTS prevents S2 from sending
RTSCTS CTS
53
RTS/CTS and the ET Problem
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13
S1T1 S2 T2
S2 does not hear CTS and is not blocked by NAV
RTSCTS
54
HT Problem Always Resolved?
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13
S1 T1 S2T2
RTS
CTS
Data
Example 1: Data-CTS Collision
RTS
CTS
Data
S1 T1 S2 T2
Example 2: Data-Data Collision55
Übersicht
Motivation für spezielle MAC-VerfahrenMehrfachzugriff durch Raummultiplex (SDMA)Mehrfachzugriff durch Frequenzmultiplex (FDMA)Mehrfachzugriff durch Zeitmultiplex (TDMA)
Clock-Sync und IFS Statisches TDMA Carrier Sense Multiple Access (CSMA) Clear-Channel-Assessment (CCA) bei CSMA Klassisches und Slotted Aloha Demand Assigned Multiple Access (DAMA) Polling Inhibit Sense Multiple Access (ISMA) Multiple Access with Collision Avoidance (MACA) Backoff am Beispiel MACA MACA Durchsatzanalyse
Code Division Multiple Access (CDMA)
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13 56
Problem: Sync of Deterministic RTS Retry
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13
RTS RTS
RTS RTS
CTS CTSExpected CTS
Retry
First Round
s1 s2t
Collision
Collision
57
Solution: Add Random Component
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13
RTS RTS
RTS
RTS
CTS CTSExpected CTS
Random Backoff
First Round
s1 s2t
Collision
Success
Random Backoff
CTS
58
Waiting how long?
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13
RTS
RTS
RTSCTS
CTS RTS
CTS
CTS
CTS
CTS
CTS
CTSR
TS
RTS
RTS
RTS
RTS RTS
CTS
Waiting too short
Data
CTS
RTS
RTS
CTS
CTS RTS
RTS
CTS Data
CTS Data
Waiting too long
t
s1
s2
t
s1
s22 ¢ data waste
2 ¢ data waste
DataRTS
CTS
59
Binary Exponential Backoff
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13
success?
if (b · bmax ) {b = b ¢ 2
}
b = b0
RTS/CTSwithin [0,b]
no
yes
Data transmission
60
Übersicht
Motivation für spezielle MAC-VerfahrenMehrfachzugriff durch Raummultiplex (SDMA)Mehrfachzugriff durch Frequenzmultiplex (FDMA)Mehrfachzugriff durch Zeitmultiplex (TDMA)
Clock-Sync und IFS Statisches TDMA Carrier Sense Multiple Access (CSMA) Clear-Channel-Assessment (CCA) bei CSMA Klassisches und Slotted Aloha Demand Assigned Multiple Access (DAMA) Polling Inhibit Sense Multiple Access (ISMA) Multiple Access with Collision Avoidance (MACA) Backoff am Beispiel MACA MACA Durchsatzanalyse
Code Division Multiple Access (CDMA)
Drahtlose Kommunikation - MedienzugriffskontrolleWS 12/13 61
Recall: Throughput over Offered Load
packetarrivals
successfulpackets (S)
one packetper packettime
one packetper packettime
real MAC protocols
ideal MAC protocol
WS 12/13 62Drahtlose Kommunikation - Medienzugriffskontrolle
Recall: Throughput of CSMA (1/2)
Infinite number of stations
Poisson aggregate packet arrival with mean
Station has at most one packet to send at once
Stations can hear each other
Packet size is seconds
Exact end-to-end propagation delay of seconds
Neglect packet retransmission due to collision
Retransmission delays much larger than
Switching between send and transmit in 0 time SimplifyingAssumptions
WS 12/13 63Drahtlose Kommunikation - Medienzugriffskontrolle
Recall: Throughput of CSMA (2/2)
Parameters
Normalized Parameters
Result:
WS 12/13 64Drahtlose Kommunikation - Medienzugriffskontrolle
Example: Small Data Packets (1/2)Signal propagation speed ¼ 2 ¢ 108 m/sMaximum node distance 300 mIEEE 802.11b: 11 Mbps data rateCompute a for 20 Byte data frame size …
WS 12/13 65Drahtlose Kommunikation - Medienzugriffskontrolle
Example: Small Data Packets (2/2)
Throughput over offered load forCSMA with RTS/CTS?
WS 12/13 66Drahtlose Kommunikation - Medienzugriffskontrolle