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1.ALOHA协议概述在数据网络中，目前已得到广泛应用的随机多址接入技术有两类：ALOHA多址和扩频码分多址（CDMA），它们是两种不同类型随机多址技术，在理论研究和实际应用中均占有重要地位。
ALOHA多址通信是指采用ALOHA信道结构的通信，可以使分散的多个用户通过无线电信道来使用中心计算机，从而实现一点到多点的数据通信。
最初是由夏威夷大学研究出来为了解决夏威夷群岛间通信问题的，自1970年以来，已设计了多种用于卫星通信和地面通信的ALOHA多址协议[1][2]。
它的主要优点为：允许大量间断性工作的发射机共享同一个信道，不需要路由选择与交换，建网简单。
利用ALOHA信道进行数据通信时，中心台或服务器只需要一个高速接口，而不必为网中每个用户提供单独接口。
但是ALOHA网的重要意义并不在于这是第一个用无线信道实现计算机通信的网络，而在于它首次在无线信道中引入了数据包广播结构，使每个用户随时都可以给另一个用户发送信息，完全不需要同步。
ALOHA系统分为两种典型的类型：纯ALOHA（P-ALOHA）和时隙ALOHA（S-ALOHA）。
下面将分别从他们的性能一一分析。
2.纯ALOHA协议纯ALOHA基本思想是：当用户有帧即可发送，采用冲突监听与随机重发机制。
这样的系统是竞争系统(contention system)。
在P-ALOHA系统中，任何时间有一用户要发送信息时，立即以定长信息包形式，将欲发送出去的信息送入信道。
即用户以随机方式抢占信道。
因为信道是广播式的，如果没有冲突出现，则认为是发射成功；若通信用户和其它用户发生碰撞，信息包和一个或更多其它用户信息包重叠，则发射失败，必须重发。
若还重叠，则随机独立的重新排定碰撞信息包，再一次重发，直至发射成功。
图2-1示出了P-ALOHA信道的典型例子。
有三个用户A,B,C共享一个ALOHA信道。
为了简化问题，我们假设传播时延为零。
即认为3个站点（用户）非常靠近。
计算机网络与通信（第2版）习题参考答案1.6 比较电路交换、存储转发交换、报文交换和分组交换的区别。
（1）电路交换的基本原理是在源端和目的端间实时地建立起电路连接，构成一条信息通道，专供两端用户通信。
通信期间，信道一直被通信双方用户占有，通信结束，立即释放。
线路交换的特点是：数据传输可靠、迅速、有序，但线路利用率低、浪费严重，不适合计算机网络。
（2）存储转发交换是在传统的电路交换技术的基础上提出的。
存储转发和电路交换的主要区别是：发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元（报文或报文分组）进入通信子网，通信子网中的结点要负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。
存储转发交换包括报文交换和分组交换两种。
（3）报文交换采用"存储-转发"方式进行传送，无需事先建立线路，事后更无需拆除。
它的优点是：线路利用率高、故障的影响小、可以实现多目的报文；缺点是：延迟时间长且不定、对中间节点的要求高、通信不可靠、失序等，不适合计算机网络。
（4）分组交换中数据以短分组的形式传输，分组长度一般为1000字节。
如果发送端有更长的报文需要发送，那么这个报文被分割成一个分组序列，每个分组由控制信息和用户数据两部分组成。
分组交换适用于计算机网络，在实际应用中有两种类型：虚电路方式和数据报方式。
分组交换的优点是：高效、灵活、迅速、可靠、经济，但存在如下的缺点：有一定的延迟时间、额外的开销会影响传输效率、实现技术复杂等。
2.1 （1）双绞线：是最常见的、最经济的传输媒质，主要用于网络和建筑物的通信线路；（2）同轴电缆：主要应用于电视转播、长途传输、近距离的计算机系统连接、局域网等；3）光纤：主要用在长途电信中；2.11 什么是扩频通信？基本的扩频技术有哪两种？试分析其基本原理。
扩频(spread spectrum)的基本思想是将携带信息的信号扩散到较宽的带宽中，用以加大干扰及窃听的难度。
计算机网络原理ALOHAAloha协议或称Aloha技术、Aloha网，是世界上最早的无线电计算机通信网。
它是1968年美国夏威夷大学的一项研究计划的名字。
70年代初研制成功一种使用无线广播技术的分组交换计算机网络，也是最早最基本的无线数据通信协议。
取名Aloha，是夏威夷人表示致意的问候语，这项研究计划的目的是要解决夏威夷群岛之间的通信问题。
Aloha网络可以使分散在各岛的多个用户通过无线电信道来使用中心计算机，从而实现一点到多点的数据通信。
1．ALOHA多址技术多址通信技术在现代通信中起着重要作用。
在卫星通信、计算机通信、移动通信等通信网络中，当多个用户通过一个公共信道与其他用户进行通信时，就必须采用某种多址技术。
所谓多址技术是指允许两台或两台以上的发射机通过一个公共信道发送信号的技术。
按照信道资源的共享方式，多址技术通常又可分为三类：固定分配多址(FAMA-Fixed Assignment Multiple Access)、按需分配多址(DAMA-Demand Assignment Multiple Access)和随机多址(Random Multiple Access)。
FAMA又分为频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)。
FDMA 只适用于用户数比较少，通信业务量又比较稳定的网络。
DAMA根据用户的需要为其分配一定的信道容量，适用于通信业务量随时间变化，且这种变化又难以预测的情况，但实现DAMA 需要一个专用信道，供所有用户以固定分配或随机接入方式提出呼叫申请。
当网络由大量用户组成，而这些用户又只是间歇性地工作时，采用FDMA或DAMA效率便很低，故需要采用随机多址技术。
目前已得到广泛应用的随机多址技术有两类：扩频码分多址(SS／CDMA)和ALOHA多址。
2．回顾ALOHA网在60年代末期，随着数据业务的迅速增长，现有的电话网络已不能满足计算机联网的需要。
其基本原因在于，传统的电话网是多年前为连续话音通信设计的。
5.3.1 附录B 随机接入技术：ALOHA在20世纪70年代初期夏威夷大学首次试验成功随机接入。
这是为了使地理上分散的用户通过无线电来使用中心计算机。
由于无线电信道是一个公用信道，一个站发送的信息可以同时被多个站收到，而每个站又是随机发送的，因此这种系统是一个随机接入系统。
夏威夷大学早期研制的系统称为ALOHA，是Additive Link On-line HAwaii system的缩写，而ALOHA恰好又是夏威夷方言的“你好”。
下面先介绍纯ALOHA。
B.1 纯ALOHA1. 工作原理样做就必然会继续产生碰撞。
ALOHA系统采用的重传策略是让各站等待一段随机的时间，然后再进行重传。
如再发生碰撞，则需再等待一段随机的时间，直到重传成功为止。
图中其余的一些帧的发送情况是帧4发送成功，而帧5和帧6发生碰撞。
2. 性能分析下面我们来分析纯ALOHA 的一些主要性能，这就是吞吐量和平均时延的计算。
为便于分析，我们在图B-2中用最下面的一个坐标将所有各站的发送情况都画在一起，用一个垂直向下的箭头表示某个帧的开始发送(可以和上面各站的发送情况对照来看)。
从图中可看出，一个帧如欲发送成功，必须在该帧发送时刻之前和之后各一段时间T 0内(一共有2T 0的时间间隔)，没有其他帧的发送。
否则就必产生碰撞而导致发送失败。
例如，帧3发送时刻之前T 0的时间内，出现帧2的发送，因此帧3和帧2的发送都要失败。
而帧4的发送时刻之前和之后的时间T 0内，没有其他帧的发送，因此帧4的发送必定成功。
我们可以把每发送一个帧看成是有一个帧到达ALOHA 网络。
这样，一个帧发送成功的条件，就是该帧与该帧前后的两个帧的到达时间间隔均大于T 0。
我们设帧的到达服从泊松分布。
但这并不完全符合实际情况。
这是因为，虽然大量的站同时随机地发送数据帧时，在每个站的通信量都很小的条件下，整个系统的帧到达可看成是泊松过程，但在出现重传过程时，这样的到达过程就不再是泊松过程，而是一个与重传策略有关的较为复杂的过程。
ALOHA协议的填空题
一、填空题
1、按照多个用户与一个主机连接的方法来划分，信道共享技术主要有( )和( )两大类。
(第四章信道共享技术知识点信道共享技术的分类答案:通过集中器或复用器与主机相连、使用多点接入技术)
2、多点接入技术可划分为( )和( )两种。
(第四章信道共享技术知识点信道共享技术的分类答案:受控接入、随机接入)
3、受控技术的特点是各个用户不能任意接入信道而必须服从一定的控制。
这又可分为两种，即( )和( )。
(第四章信道共享技术知识点多点接入技术答案:集中式控制、分散式控制
4、属于集中式控制的有多点线路( ),即主机按一定顺序逐个询问各用户有无信息发送。
如有，则被询问的用户就立即将信息发给主
机;如无，则再询问下一站。
5、随机接入可分为( )、( )和( )三种。
二、简答题
1、简述纯ALOHA协议的工作原理。
(第四章信道共享技术知识点随机接入技术)
答案:一个纯ALOHA系统的工作原理如下图所示。
每一个站均自由地发送数据帧。
随堂练习提交截止时间：2018-06-15 23:59:59当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对10题。
答题： A. B. C.答题： A. B. C.答题： A. B. C.答题： A. B. C.答题： A. B. C.答题： A. B. C. D.（已提交）参考答案：B 问题解析：7.(单选题) 在OSI 参考模型中能实现路由选择、拥塞控制与互连功能的层是________。
A.传输层B.应用层C.网络层D.物理层答题：A.B.C.D.（已提交）参考答案：C 问题解析：8.(单选题) 下列说法中不对的是：_________。
A.可以同时双向传输信号的通信方式称为全双工通信方式；？B.在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为频带传输；？ IP 参考模型共分为四层，最底层为网络接口层，最高层是应用层；？ D.类型不同的网络只要使用TCP/IP 协议都可以互连成网。
答题：A.B.C.D.（已提交）参考答案：B 问题解析：9.(单选题) 在网络工程中通常用的线缆标准为_________。
答题：A.B.C.D.（已提交）参考答案：B 问题解析：10.(单选题) 不属于计算机网络应用的是____ _____。
A.电子邮件的收发 B.用“写字板”写文章？C.用计算机传真软件远程收发传真D.用浏览器浏览“上海热线”网站答题：A.B.C.D.（已提交）参考答案：B 问题解析：随堂练习提交截止时间：2018-06-15 23:59:59当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对10题。
答题： A. B. C.答题： A. B. C.C.这种接入方式采用的是分组交换技术D.这种接入方式采用的是同步传输技术答题： A. B. C. D.（已提交）参考答案：C问题解析：4.(单选题) 以下信道中哪一种是广播共享信道________。
A.载波侦听多路访问信道B.频份多路复用信道C.时分多路复用信道D.以上三种都是共享广播信道答题： A. B. C. D.（已提交）参考答案：A问题解析：5.(单选题) 在计算机网络中，表征数据传输有效性的指标是_________。
Lora技术中的多路访问控制方法探究引言：随着物联网技术的快速发展和应用，无线通信技术成为实现物联网智能互联的关键。
而Lora技术作为一种低功耗广域网（LPWAN）通信技术，被广泛应用于物联网场景中。
然而，Lora网络由于其资源受限和低功耗特性，其多路访问控制（MAC）方法成为了一个重要的研究方向。
本文将探究Lora技术中的多路访问控制方法，并分析其特点和应用。
一、Lora技术简介Lora技术是一种长距离、低功耗的无线通信技术，其优势在于能够实现远距离的通信覆盖，并能够穿越障碍物。
Lora技术采用了正交频分多址（OFDM）调制技术，通过在频率上分隔不同的信号进行并行传输，实现了多用户之间的独立通信。
此外，Lora技术工作于ISM频段，避免了频谱资源的独占，使其成为物联网应用中的理想选择。
二、Lora多路访问控制方法的分类根据Lora技术中的多路访问控制需求和性能要求，Lora多路访问控制方法可以分为以下几种类型：1. 随机接入方法随机接入方法是一种采用随机方式确定节点访问信道的方法。
在Lora技术中，常见的随机接入方法有ALOHA协议和争用窗口机制。
ALOHA协议允许节点在任意时刻发送数据，不考虑其他节点的存在，因此具有简单易实现的优势。
而争用窗口机制则通过设置随机等待时间来避免节点之间的冲突。
2. 周期性接入方法周期性接入方法是一种规定节点访问信道的时间和顺序的方法。
在Lora技术中，常见的周期性接入方法有TDMA（时分多址）和FDMA（频分多址）。
TDMA方法将时间划分为固定的时隙，每个节点在其分配的时隙内进行传输，有效避免了节点之间的冲突。
FDMA方法则将频谱资源进行分隔，不同节点使用不同的频率进行通信，彼此之间不会产生干扰。
3. 码分多址方法码分多址方法是一种通过将不同节点的数据进行编码和解码，实现多用户共享信道的方法。
在Lora技术中，常见的码分多址方法有CDMA（码分多址接入）和SSMA（择序多址）。
填空题（每空1 分，共30 分）1、在计算机网络的定义中，一个计算机网络包含多台具有自主功能的计算机；把众多计算机有机连接起来要遵循规定的约定和规则，即通信协议；计算机网络的最基本特征是资源共享。
2、常见的计算机网络拓扑结构有：线型、星型、网状。
3、常用的传输介质有两类：有线和无线。
有线介质有双绞线、同轴电缆、光纤。
4、网络按覆盖的范围可分为广域网、局域网、城域网。
5、TCP/IP协议参考模型共分了4层，其中3、4层是传输层、应用层。
6、电子邮件系统提供的是一种存储转发式服务，WWW服务模式为B/S。
7、B类IP地址的范围是128.0.0.0—191.255.255.255。
8、目前无线局域网采用的拓扑结构主要有点对点方式，多点方式，中继方式。
9、计算机网络的基本分类方法主要有：根据网络所覆盖的范围、根据网络上主机的组网方式，另一种是根据信息交换方式。
10、数据传输的同步技术有两种：同步传输和异步传输。
11、用双绞线连接两台交换机，采用交叉线。
586B的标准线序是_____________12、多路复用技术是使多路信号共同使用一条线路进行传输，或者将多路信号组合在一条物理信道上传输，以充分利用信道的容量。
多路复用分为：频分多路复用、波分多路复用、时分多路复用和码分多路复用。
13、VLAN（虚拟局域网）是一种将局域网从逻辑上划分网段，而不是从物理上划分网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。
二、选择题（每题2 分，共30 分）14、计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络中各实体间的__A、联机关系B、结构关系C、主次关系D、层次关系15、双绞线由两根相互绝缘的、绞合成均匀的螺纹状的导线组成，下列关于双绞线的叙述，不正确的是_____。
A、它的传输速率达10Mbit/s~100Mbit/s甚至更高传输距离可达几十公里甚至更远B、它既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号C、与同轴电缆相比，双绞线易受外部电磁波的干扰，线路本身也产生噪声，误码率较高D、通常只用作局域网通信介质16、ATM网络采用固定长度的信元传送数据，信元长度为_____。
《移动通信技术》教学大纲一、课程概述《移动通信技术》是通信工程、电子信息工程等相关专业的一门重要专业课程。
本课程旨在使学生了解移动通信的基本概念、原理、技术和系统，掌握移动通信的关键技术和发展趋势，培养学生分析和解决移动通信相关问题的能力。
二、课程目标1、知识目标（1）了解移动通信的发展历程、特点和应用领域。
（2）掌握移动通信系统的组成、结构和工作原理。
（3）熟悉无线信道的特性、传播模型和衰落机制。
（4）理解移动通信中的调制解调技术、编码技术和多址接入技术。
（5）掌握蜂窝移动通信系统的概念、组网技术和频率规划。
（6）了解移动通信中的切换技术、功率控制技术和位置管理技术。
2、能力目标（1）能够分析移动通信系统的性能和参数，评估系统的优劣。
（2）具备设计简单移动通信网络的能力，包括频段选择、小区规划等。
（3）能够运用相关理论和技术解决移动通信中的实际问题，如信号覆盖优化、干扰消除等。
（4）能够跟踪移动通信技术的最新发展动态，具备一定的创新意识和研究能力。
3、素质目标（1）培养学生的工程意识和团队合作精神，提高学生的沟通和协调能力。
（2）激发学生对移动通信技术的兴趣和热情，培养学生的自主学习能力和创新精神。
（3）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德，树立质量意识和安全意识。
三、课程内容1、移动通信概述（1）移动通信的定义、特点和发展历程。
（2）移动通信的分类和应用领域。
（3）移动通信系统的组成和结构。
2、无线信道（1）无线信道的特性，包括大尺度衰落和小尺度衰落。
（2）传播模型，如自由空间传播模型、OkumuraHata 模型等。
（3）多径衰落和多普勒频移的概念和影响。
3、调制解调技术（1）数字调制的基本原理和方法，如 ASK、FSK、PSK 等。
（2）现代调制技术，如 QAM、OFDM 等。
（3）解调技术和性能分析。
4、编码技术（1）信道编码的基本原理和分类，如卷积码、Turbo 码等。
（2）交织技术和纠错性能评估。
3.3 附录B 随机接入技术ALOHA在20世纪70年代初期夏威夷大学首次试验成功随机接入。
这是为了使地理上分散的用户通过无线电来使用中心计算机。
由于无线电信道是一个公用信道，一个站发送的信息可以同时被多个站收到，而每个站又是随机发送的，因此这种系统是一个随机接入系统。
夏威夷大学早期研制的系统称为ALOHA，是Additive Link On-line HAwaii system的缩写，而ALOHA恰好又是夏威夷方言的“你好”。
下面先介绍纯ALOHA。
B.1 纯ALOHA1. 工作原理样做就必然会继续产生碰撞。
ALOHA系统采用的重传策略是让各站等待一段随机的时间，然后再进行重传。
如再发生碰撞，则需再等待一段随机的时间，直到重传成功为止。
图中其余的一些帧的发送情况是帧4发送成功，而帧5和帧6发生碰撞。
2. 性能分析下面我们来分析纯ALOHA 的一些主要性能，这就是吞吐量和平均时延的计算。
为便于分析，我们在图B-2中用最下面的一个坐标将所有各站的发送情况都画在一起，用一个垂直向下的箭头表示某个帧的开始发送(可以和上面各站的发送情况对照来看)。
从图中可看出，一个帧如欲发送成功，必须在该帧发送时刻之前和之后各一段时间T 0内(一共有2T 0的时间间隔)，没有其他帧的发送。
否则就必产生碰撞而导致发送失败。
例如，帧3发送时刻之前T 0的时间内，出现帧2的发送，因此帧3和帧2的发送都要失败。
而帧4的发送时刻之前和之后的时间T 0内，没有其他帧的发送，因此帧4的发送必定成功。
我们可以把每发送一个帧看成是有一个帧到达ALOHA 网络。
这样，一个帧发送成功的条件，就是该帧与该帧前后的两个帧的到达时间间隔均大于T 0。
我们设帧的到达服从泊松分布。
但这并不完全符合实际情况。
这是因为，虽然大量的站同时随机地发送数据帧时，在每个站的通信量都很小的条件下，整个系统的帧到达可看成是泊松过程，但在出现重传过程时，这样的到达过程就不再是泊松过程，而是一个与重传策略有关的较为复杂的过程。
然而如果重传时的随机时延足够长，那么认为帧的到达(包括重传帧)是泊松过程仍是合理的。
在这样的假定下，就可以使ALOHA 系统的分析大为简化。
在有关ALOHA 系统的文献中，一般都使用这样两个归一化的参数。
它们是：(1) 吞吐量S 这又称为吞吐率，它等于在帧的发送时间T 0内成功发送的平均帧数。
显然，0 ≤ S ≤ 1，而S = 1是极限情况。
在S = 1时，帧一个接一个地发送出去，帧与帧之间没有空隙。
这种情况虽然使信道的利用最为充分，但在众多用户随机发送帧的情况下是不可能实现的。
但是，可以用S 接近于1的程度来衡量信道的利用率是否充分。
当网络系统达到稳定状态时，在时间T 0内到达网络的平均帧数(即输入负载)应等于吞吐量S 。
(2) 网络负载(offered load)G 从网络的角度看，G 等于在T 0内总共发送的平均帧数。
这里包括发送成功的帧和因碰撞未发送成功而重传的帧。
显然，G ≥ S ，而只有在不发生碰撞时，G 才等于S 。
还应注意到，G 可以远大于1。
例如，G = 10，表示在T 0时间内网络共发送了10个帧，这当然会导致很多的碰撞。
在稳定状态下，吞吐量S 与网络负载G 的关系为：S = G ⋅P[发送成功] (B-1)这里P[发送成功]是一个帧发送成功的概率，它实际上就是发送成功的帧在所发送的帧的总数中所占的比例。
从图B-2可看出，若帧4要发送成功，帧3和帧4的时间间隔应大于T 0，同时帧4和帧5的时间间隔也要大于T 0。
因此，若帧4要发送成功，必须在帧4到达的前后各一个T 0的时间内没有其他帧的到达。
因为假定了帧的到达是泊松过程，因此在2T 0的时间内有k 个到达的概率是：P[在2T 0的时间内有k 个到达]＝ 2... 1, 0, ,e !)2(2=-k k G G k (B-2) 在上式中，2G 是在2T 0的时间内的平均到达帧数。
于是S = G ⋅P[发送成功] = G ⋅P[在2T 0的时间内有0个到达]G G G 20e !0)2(-= =G G 2e - (B-3)这就是Abramson于1970年首次推导出的ALOHA吞吐量公式。
-1 的值大于在纯ALOHA系统中，网络负载G一定不能超过0.5。
一个理想随机接入系统的吞吐量S的极限值是1。
但纯ALOHA的吞吐量的极大值只能达到理想值的18.4 %。
实际上为安全起见，纯ALOHA的吞吐量S不应超过10% 。
为了提高ALOHA系统的吞吐量，在纯ALOHA出现之后又有了多种改进的ALOHA系统。
虽然如此，在许多情况下，当需要进行突发式的交互性的数据通信时，采用纯ALOHA 这样的方式可能既简单又便宜。
当年夏威夷大学进行的实验也正是为这种环境而设计的。
现在假定许多异步终端通过多点线路连到主机，线路的数据率为4800 b/s。
设每份报文有60个字符，而用户用键盘输入一份报文需2分钟(包括思考时间)。
再设每个字符用10 bit 进行编码，则每个终端的平均数据率仅5 b/s。
如采用ALOHA方式，取S = 0.1，即仅利用信道容量的10%，则信道的总数据率为480 b/s。
这样的系统一共可容纳480/5 = 96个交互式的用户，还是相当不错的。
下面讨论帧的时延。
设发完一帧后要经过R倍的T0后才能收到确认信息因而才能发送下一帧。
这样，在最好的情况下，发送一帧所需的时间是T0(1 +R)。
但若所发送的帧发生碰撞而必须重传，情况就不一样了。
设由超时定时器决定重传需要经过的时间也是R倍的T0。
但重传还要经过一段随机的时延。
这样，从决定重传到重传完毕所需要的时间是n 倍的T0，而n是一个从1到某一个事先确定的正整数K之间的随机选择出的一个整数(每次重传都要随机选择一次)。
重传完毕后，再经过时间RT0才能收到确认信息。
图B-4画的是重传一次的情况。
可以看出，当重传一次时，发送一帧所需的时间(从开始发送起到可以发送下一帧时为止)最小是T1，T1 =T0 +RT0 + T0 +RT0；最大是T2，T2 =T0 +RT0 + KT0 +RT0。
若一个帧平均重传N R次才能发送成功，则不难得出发送一个帧总共所需的平均时间为：D= T0 [1 +R+N R (R+ (K+ 1)/2)] (B-4)N R = e2G- 1 (B-6) (B-6)式表示，当网络负载增大时，帧的重传次数将按指数规律增长。
B.2 时隙ALOHA (S-ALOHA)为了提高ALOHA系统的吞吐量，可以将所有各站在时间上都同步起来(这要付出代价)，并将时间划分为一段段等长的时隙(slot)，记为T0，同时规定，只能在每个时隙开始时才能发送一个帧。
这样的ALOHA系统叫做时隙ALOHA或S-ALOHA。
图B-5为两个站的时隙ALOHA的工作原理示意图。
图中的一些向上的垂直箭头代表帧的到达。
时隙的长度是使得每个帧正好在一个时隙内发送完毕。
从图B-5可看出，每一相同。
G e!0= GG-e(B-7)每个帧到达站的时间是随机的，到下一个时隙的到来平均要等待时间T0/2，因此现在要在(B-4)式右端两个地方加上0.5，即D /T0 =1.5 +R+N R [R+ 0.5 + (K+ 1)/2]] (时隙ALOHA) (B-8) 这里N R是帧的平均重传次数。
当K很大时，N R与K基本无关。
这样可以很容易求出：N R = e G- 1 (时隙ALOHA) (B-9) 若K不是很大，N R将与K有关，其关系的计算相当复杂，此处从略。
实际上，只要K≥ 5，(B-4)式和(B-8)式都还是相当准确的。
K的大小对帧的时延有很大的影响。
K太大会使时延增大。
但K太小又会使重传时的碰撞机会增大，这反而会增加重传次数。
可见存在一个最佳的K值。
但帧的时延对K值的选择并不灵敏(只要S不是太接近于极限值)。
一般可取K = 5。
图B-7画的是两种ALOHA的归一化的帧平均传输时延D/T0与吞吐量S的关系曲线。
这是在忽略传播时延并令K = 5的条件下得出的。
从两条曲线的对比可看出，当吞吐量很小时，纯(尤其是当S的误差。
现在以时隙ALOHA 为例，来研究有限站数的吞吐量公式。
假设共有N 个站。
各站独立地随机发送帧，一个时隙的长度正好可以发送一个帧。
设S i 为站i 在任一时隙成功发送一个帧的概率。
于是，1 - S i 为站i 在任一时隙没有发送成功(发送失败或根本没有发送)的概率。
再设G i 和1 - G i 分别为站i 在任一时隙发送和不发送一个帧的概率。
显然，对所有i ，我们有S i ≤ G i 。
因为各站发送帧是独立的，所以S G G j j i i i j N=-=≠∏()11 (B-10)现在再设各站的统计特性都相同，即S i = S /N 和G i = G /N ，而S 和G 分别为整个系统的吞吐量和网络负载，则(B-10)式可化简为：S = G (1 - G /N )N -1 (B-11)这就是有限站数的ALOHA 系统的吞吐量公式。
利用公式lim(/)n n x x n →∞+=1e ，(B-11)式在N →∞时变为S G G N G N N G =-=→∞--l i m (/)11e (B-12) 这正是前面导出的(B-7)式。
对(B-12)式的S 求极值。
得出当G = 1时，S 达极大值S max = (1 - 1/N )N - 1 (B-13)表B-1列出了不同N 值和相应的S max 值。
表B-1 时隙ALOHA 的最大吞吐量与站数的关系从表中所列数值可以看出，只要有20个站(或更多些)，就可以利用无穷多站的模型所得出的各种结论和公式。
我们还可看出，只有在N = 1时，S max 才等于G ，这时没有重传的帧。
随着站数的增多，S max 值迅速下降，最后趋于1/e 。
习题：B-01 试用其他方法导出(B-3)式。
例如，从“G = S + 平均重传次数”出发，求出平均重传次数为G(1-e-2G)，然后解出S来。
(提示：计算至少发生一次冲突的概率。
)B-02 若干个终端用纯ALOHA随机接入协议与远端主机通信。
信道速率为2400 b/s。
每个终端平均每2分钟发送一个帧，帧长为200 bit，问终端数目最多允许为多少？若采用时隙ALOHA协议，其结果又如何？若改变以下数据，分别重新计算上述问题：(1) 帧长变为500 bit。
(2) 终端每3分钟发送一个帧。
(3) 线路速率改为4800 b/s。
B-03 在纯ALOHA协议中，若系统工作在G = 0.5的状态，求信道为空闲的概率。
B-04 在时隙ALOHA协议中，若帧长为k个时隙的时间，而帧可在任一时隙开始时发送出去。
试计算此系统的吞吐量。
由此导出k = 1和k→∞时的结果，并加以解释。
