Эффективная скорость передачи данных - Моделирование беспроводных сенсорных сетей

В стандарте 802.15.4 для частот в диапазоне 2,4 ГГц определена максимальная скорость передачи 250 Кбит/с. На практике она оказывается меньше из-за дополнительных служебных полей, включенных в каждый передаваемый пакет.

В стандарте определен алгоритм доступа к среде передачи данных CSMA/CA.

Рассчитаем время, затраченное на подготовку к передаче данных:

А) Каждый раз, когда устройство передает данные, оно ждет случайный промежуток времени из диапазона, после чего определяет занятость канала (CCA). Если канал свободен, устройство передает данные, иначе оно снова ждет случайный промежуток времени. Обычно показатель BE устанавливается равным 3, поэтому в самом худшем случае время, затраченное на подготовку к передаче, будет равно:

Мс Время CCA равно 8 символьным периодам, время aUnitBackOffPeriod равен 20 символьным периодам, 1 символьный период равен 16 мкс.

Теперь рассмотрим необходимое время на передачу данных:

Б) Согласно стандарту 802.15.4 максимальный размер полезной нагрузки фрейма равен:

,

Где, .

Как видно, размер полезной части зависит от длины служебных полей. Более поздняя версия стандарта 802.15.4b позволяет увеличить полезную нагрузку фрейма, когда используются короткие адреса (16 бит вместо 64). В этом случае объем данных будет равен 114 байтам.

Таким образом, время передачи данных составит:

Мс

В) После отправки пакета данных необходимо отправить кадр подтверждения. Кадр подтверждения приема данных состоит из 11 байт. Если принять скорость на входе равной 250 Кбит/с, то передача займет 0,352 мс. Следует отметить, что при передачи подтверждений не используется алгоритм разрешения конфликтов CSMA-CA.

Перед отправкой подтверждения есть задержка в 192 мкс, связанная с тем, что устройство должно перейти из режима приема в режим передачи. Кроме того, чтобы дать устройствам достаточно времени на обработку принятых данных, в стандарте определены минимальные задержки, которые следуют после кадра подтверждения:

    - для кадров длиной до 18 байт включительно - 18 символьных периодов. - для кадров длиной более 18 байт - 40 символьных периодов. Как правило, эти задержки охватываются при подготовке к передаче очередного кадра данных.

Используя приведенные выше расчеты, определим эффективную скорость передачи по стандарту 802.15.4:

Таблица 2: Временные затраты

Действие

Время (в мс)

CSMA/CA

2,368 мс

Передача кадра

4,256 мс

Задержка после передачи

0,192 мс

Передача подтверждения

0,352 мс

Общее время (TУ)

7,168 мс

Эффективная скорость: Кбит/с.

Похожие статьи




Эффективная скорость передачи данных - Моделирование беспроводных сенсорных сетей

Предыдущая | Следующая