3.1 时分多址访问(TDMA)协议
根据时隙的分配策略,时分多址访问(Time Division Multiple Access,TDMA)协议可以分为固定分配类TDMA和动态分配类TDMA两种。
对于固定分配类TDMA,由于传输时间是事先分配的,所以固定分配协议的传输时间安排算法要求将全网络系统参数作为输入。比如,典型的TDMA协议按照网络中的最大节点数量来做出其传输时间安排。对于一个有N个节点的网络,TDMA协议使用的帧的长度为N个时隙,每个节点分得唯一的一个时隙。因为在每帧中每个节点能够唯一地一次访问一个时隙,所以对任何类型的分组(比如单目标传输分组,或者多目标传输分组)都不存在碰撞的威胁。而且,信道访问时延受帧长限制。由于系统规模和帧长之间的等价性,典型的TDMA协议在大规模的网络系统中却表现拙劣,即扩展性差。
在移动Ad Hoc网络中,节点可以没有任何事先告警就可以被激活,或者被关闭,自由移动导致网络拓扑易变且常变。结果,通常无法获得或者很难预测网络整体参数,比如节点总数和最大节点数。因为这个原因,所以研究开发了只使用本地参数的分配协议。一个本地参数涉及指定的网络内的有限范围,比如一个参考节点的 x 跳范围内的节点数量(称为一个 x-跳邻域(x-hop neighborhood))。动态分配协议使用这些本地参数来为节点确定分配传输时隙。因为本地参数很可能随时间而变化,所以传输时间安排算法按照分布式方式工作,并且周期性地重复执行,以便适应网络变化。
动态分配协议通常按照两个步骤工作。第一步包括节点为了访问其随后的发送时隙而竞争一组预留时隙。由于没有基站的协调作用,所以这一步的竞争要求各个节点共同协作,确定和修改时隙分配。在第一步竞争成功准许一个节点访问一个或者多个发送时隙后,第二步就是发送分组。
下面详细介绍MANET的两个有代表性的动态分配协议,一个是五步预留协议(FPRP),另一个是跳频预留多址访问协议(HRMA)。