15、多服务介质访问协议的死锁模型研究

多服务介质访问协议的死锁模型研究

1. 引言

在当代有线和无线网络中，无论是窄带还是宽带领域，介质访问控制（MAC）协议常使用基于冲突的容量请求信令信道。例如，电缆调制解调器混合光纤同轴（HFC）网络、无线ATM（WATM）以及通用分组无线服务（GPRS）等。这些信令信道通常依赖时隙ALOHA或分裂算法的多址接入原则。

本文详细研究了在极端站间相关性下，p - 坚持时隙ALOHA冲突解决算法（CRA）的性能，还通过模拟研究了简单二进制树CRA（阻塞访问协议，BAP）和改进的自由访问Q元堆栈算法（msSTART）的性能。在IEEE 802.14工作组定义的“灾难场景”下，对比了这三种CRA的性能。

MAC协议工程师十分关注协议对可能导致灾难场景（即死锁）的条件的恢复能力。死锁会导致信令和数据信道拥塞崩溃，使站的访问延迟超出实际可用水平。因此，分析了一个具有实际意义的灾难场景死锁模型，研究了信道错误概率、信令业务负载和所使用的冲突解决算法的影响。结果发现，碰撞率比信道错误更能强烈影响吞吐量性能。

msSTART在吞吐量性能方面表现出色，并且无论介质是固定还是无线的，都能更好地保证非敏感性能。在考虑的三种信令容量分配方案中，全CMS共享（FCS）方案在每个上游超时隙中使用多个CMS，能最大程度地扩展msSTART CRA的可用负载区域，并且与相同情况下的时隙ALOHA（p - 坚持）CRA相比，可节省33%的尺寸。

此外，还详细研究了MAC层信令业务优先级的重要问题，确定并评估了三种提供此功能的方案：CCS_M、CCS_S和混合CCS_S / FCS。研究发现，任何给定的信令容量分配方案的实用性明显取决于它试图“辅助”的CRA。