载波侦听无线网络是以这样的方式设计的：一个节点能侦听到来自一个确定发送机的载波的距离是不同的 ，且大于接收机将要接收的来自同一发送机的数据包的距离，这一特性是载波侦听无线网络特有的◇另外， 从一个发送机出来的载波能被侦听到的范围要大于这个发送机能引起干扰的范围。为了说明这些不同点，以 N节点以及三种不同类型的链路进行互连建立无线网络模型。假如仅仅在一段时间内节点J有数据包要发送给 节点J，节点f与节点∫有一条通信链路。假如仅仅以为目的节点，在时间上，如果在节点＇处与来自节点 犭的数据包重叠的任何一个数据包丢失，那么节点讠与节点J间有一个干扰链路。
我们就可以说丢失的数据包与来自节点i的数据包传输冲突了。，假如节点i的一个传输阻止节点j开 始一个新的传输，节点j就会与节点｀建立一个侦听链路，即是节点i约束节点j。以Gc＝（N，Lc），GL＝（ N，Ll）和Gs＝（N，Ls）分别表示通信图、干扰图和侦听图，其中Lc，Ll．和Ls表示边集（即链路）。通信 图为有向图，而干扰图和侦听图为无向图。假设节点犭与节点｀有一条通信链路，那么节点犭和J之间也会 有工条干扰链路。类似地，如果有一条干扰链路则必有一条侦听链路，反之则不然。也即是，L1∈Ls，：G1 是Gs的生成子图。任何节点当其发送数据时都存在－个与其自身的干扰链路和侦听链路，因为无论何时，一 个节点发送数据时不可能同时接收数据或者开始另外一个数据的发送。如图1的没有隐藏节点的无线网络中，节点9与 节点10有－条通信链路，从而它们之间同时存在着干扰链路和侦听链路。节点lO与节点13有一条干扰链路， 从而它们之间存在着侦听链路。，节点9与13只存在着侦听链路。一个节点与其自身的链路图中没有画 出。每一条侦听链路及其路径延迟是构成分离节点时的传播延迟、无线收发器的转换（往返）时间以及侦听 延迟的主要因素。链接犭｀的路径延迟用r矽来表示，因为侦听图是无向的，所以Tij＝Tji。路径延迟可进 一步满足两个条件：Tij〉0和Tik＋Tki〉Tij，其中ik，kj，ij∈Ls
图1 没有隐藏节点的无线网络
不妨设，T＝max（Tij）。集合NI（i）和集合Ns（i）分别表示干扰图和侦听图中i的邻居节点（包含i） 。在图1中，NI（10）＝{9，lO，11，12，13}和Ns（9）＝{7，8，9，10，11，12，13{。对于通信链路ij， 节点集Ni（j）∩［N—Ns（i）］是来自ij的隐藏节点集，即是节点j的干扰邻居节点但不是节点i的帧听邻 居节点。在这一节点集中的节点将不会侦听到从节点i到节点j的正在传输的数据包，而有可能开始发送自己 的数据包，从而在节点,处发生冲突。在一个无隐藏节点的无线网络中，对每个ij∈Lc，我们有Ni（j）∈Ns （i）。图1中的网络没有隐藏节点。然而，公共无线信道可重复使用。例如，从节点9到节点8的数据包传输 可以与从节点5到节点7的数据包传输共存，而不会发生冲突。在一个无线网络中，如果GI＝Gs，从而构成一 个完全图，我们可以称之为“无线局域网”。在无线局域网中，所有节点能侦听到其他节点的数据传输。 IEEE 802.11标准的CSMA/CA协议定义了三种帧间间隔，即tshort,tmed(tmed≥2T+tshort)和tlong（tlong≥ 2T＋tmed）。如果一个准各传输数据包的节点在一个长为莎tlong的长帧间间隔内感知到信道是空闲的，这 个节点就会立即发送它的数据包，否则，这个节点就会等待直到条件满足，并进人退避状态。
同样地，如果一个节点的数据包经历了c次连续冲突，这个节点就会进入退避状态。在该模式中，节点从 均匀分布于0到min{32X2c-1,255}之间的时隙s中任意选择一个，然后设置一个具有初始值为s×tslot时间单元的计时器，其中tslot（tslot≥2T）为时隙长 度。只有当节点感知到信道空闲时间大于tlong时间单元时，计时器开始递减，在媒介繁忙的情况下，计时 器被冻结，一旦计时器变为零时，节点就会立刻发送（或重新发送）数据包。一个节点通过正面确认机制来 确定其数据包发送是否成功，成功接收到数据包的节点会在一个间隔为tshot。吐的时间内发田一个成功接 收数据包的确认小数据包。
BB竞争是为载波侦听无线网络的实时业务提供QoS保证而开发的MAC机制。这里所提到的实时应用主要考虑 会话的长时间内或多或少地周期性接人公共信道的语音和视频业务。这些应用重要的性能要求是受限的端 到端延迟，也就意味着在MAC层要有受限的数据包延迟。这就是BB竞争要达到的目标。实时节点在一段长为 tmed的媒介帧间间隔之后就开始竞争接人信道，而不是要等到一个被数据节点使用的长为tlong的长帧间间 隔之后才开始竞争。因而，一组实时节点较数据节点拥有更高的优先权。
当信道tmed时间变为空闲时，实时节点并不会立即发送数据包，而是首先利用能量脉冲干扰信道来将各节 点的接人权限分类，这些能量脉冲被称为BBs.由实时节点发送BB的长度是节点所经历竞争延迟的递增函数， 从试图接入信道被调度的瞬间到信道tmed时间变为空闲为止进行测量，即直到节点开始它的BB传输为止。为 了说明网络中的路径延迟，BBs由整数个黑时隙组成，每个黑时隙的长度为tbslot。tbslot不小于的往 返路径延迟2T。现在，我们想要不同实时节点发送的BBs在tmed时间内变为空闲时，能够通过至少一个黑时 隙进行区分。假设每个实时数据包的传输时间至少为tpkt以及实时节点仅确定它们的下传输尝试到将来 的一个开始传输数据包的时间tsch。假如一个节点从时刻仍开始成功的传输完一个数据包，那就意味着在时 刻仍前后时间为2tpkt的时间间隔内没有其他的节点开始传输数据包。因此，节点的下预定尝试同样通 过tpkt及时交错来自其他节点的预定接人尝试。计算在BB中以tpkt个单元发送黑时隙的个数，我们得到不同 节点与由不同黑时隙个数构成的BBs竞争的期望特性。发送完每一个BB之后，节点会花费一个长为莎。bs的 观测闾隔侦听信道，以明确它所发送的BB是否是参与竟争的BBs中长的。竞争成功的节点将成功传输它的 实时数据包，并且安排它的下发送。另一方面，失去BB竞争的节点等待信道再在tmed时间变为空闲 ，在那个时间，它们会发送新的更长的BBs。总之，一旦会话的个实时数据包发送成功后，该机制 会确保其后续数据包无冲突的发送。，实时节点看起来是在没有明显的时隙分配或时隙同步的情况下接 人一个动态的时分复用传输结构。接下来给出每个实时节点都必须遵循的接人规则的详细描述：每一个实时 数据包在信道中传输的持续时间至少为tpkt（tpkt≥2T）。在会话的开始，实时节点采用传统的 CSMA/CA规则，有可能得到一种更快速的重传算法，来传送它的数据包，直到传送成功。后续的数据包则通过下述的机制来传输，直到会话被放弃。
任何时候当一个实时节点传送数据包时，它还会为下传输尝试确定一个时问tsch，所有的节点的tsch 都是一样的。可假设一个节点在当前的时间确立了接入尝试。如果信道在过去的一个长为tmed的媒介帧间间 隔是空闲的，则节点开始一个BB的传输。否则，它进行等待，直到信道在tmed时间变为空闲，然后仅仅开始 它的BBs的传输。节点发送的BB长度b是由该节点所引起的竞争延迟的直接函数dcont。
其中，tbslot是黑时隙的长度，参数tunit是时间单元，用于把竞争延迟转换成整数个黑时隙，[x]是x的 向下取整，即不大于x的整数。能够正确执行该机制的条件是tunit≤tpkt.当一个节点发送完其BB时， 它会等待一个观测间隔tobs。tobs的长必须满足tobs≤tbslot≤tmed，这一等待间隔用来观测是否有其他 节点发送更长的BB，如果有，就意味着这一节点须等待更长的时间来接人信道。如果节点在等待了时间间隔 莎。bs后，感知到信道是空闲的，然后该节点就成功地传送它的数据包。另一方面，如果在观测间隔沙。 tobs内感知到信道忙，则节点达到tmed时间再等待，如果信道空闲，并重复执行该算法。
不同节点的数据包传输开始在时间上至少应相差tpkt。不同节点的竞争延迟也将相应的在时间上相差至少 tpkt,因为一个节点只有当它开始它的数据包发送的时候才开始为下发送尝试设定具体时间tsch。因此 ，根据tunit≤tpkt，不同节点的BBs至少相差一个黑时隙，从而每一个BB竞争周期产生一个竞争成功者。竞 争成功者就是等待接人信道时间长的节点。观测间隔时间tobs不能大于黑时隙的时长，即tobs≤tbslot。 ，目的是使节点总能意识到什么时候它的BB比参与竞争的其他节点的BB要短。观测时间间隔同样要小于媒介 帧间间隔，即tobs≤tmed，以阻止一个实时节点在期望有实时数据包发送的时候发送BBs。总的来说，BB竞 争机制给实时业务提供优先权，在实时节点间强制执行循环制（round－robin）准则，从而限制实时数据包 的接入延迟。
BB竟争机制还支持具有不同带宽要求的实时会话，这对多媒体业务来说也是有用的。一方面，不同的实时 会话，当它们需要接人权限访问信道时，可能需要相应的节点发送不同长度的数据包；另一方面，BB机制能 够被加强来满足具有不同调度时间间隔的实时会话，只要被允许的调度时间间隔tsch值的集合是有限的和足 够小的。对于后者来说，BB竞争机制分两个阶段执行。首先，实时节点基于竟争延迟对它们的接人权限进行 分类，按照前面描述的方法。但是，现在有可能出现这样的情况，两个具有不同调度时间间隔的节点采用相 同数量的黑时隙来计算BB。
因此，在阶段后，实时节点采用新的BB再竞争，这个BB的长度是用来明确标识被这个节点使用的调度时间间隔。
欢迎转载，信息来源维库电子市场网（www.dzsc.com）
免责声明: 凡注明来源本网的所有作品，均为本网合法拥有版权或有权使用的作品，欢迎转载，注明出处。非本网作品均来自互联网，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
