基于拓扑控制无线网状网信道分配策略

国内图书分类号：TP929.5国际图书分类号：621.3学校代码：10213密级：公开工学硕士学位论文基于拓扑控制的无线网状网信道分配策略硕 士 研 究 生：原晋谦导师：黄荷姣 教授申 请 学 位：工学硕士学科：计算机科学与技术所 在 单 位：深圳研究生院答 辩 日 期： 2012 年 12 月授予学位单位：哈尔滨工业大学- 21 -Classified Index: TP929.5U.D.C: 621.3Thesis for the Master Degree of Science in EngineeringTOPOLOGY CONTROL BASEDCHANNEL ASSIGNMENT STRATEGY INWIRELESS MESH NETWORKSCandidate：Supervisor：Academic Degree Applied for：Specialty：Affiliation：Date of Defence：Jinqian YuanProf. Hejiao HuangMaster of Science in EngineeringComputer Science and TechnologyShenzhen Graduate SchoolDecember, 2012Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology- 22 -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要无线网状网技术是一种新兴的网络技术。它来源于 Ad-hoc 网络，具有成本低、容易维护、自愈性、可靠的服务覆盖等特点。它和传统的无线网络的一个最大的不同是它的多跳性。现有的研究表明节点装备多个射频发射接口可以有效的提高网络性能并且有效的利用路由接口是该技术关键。信道分配技术是给射频接口绑定通信信道，使无线网状网受到干扰的影响减少并且保持好的连通性。它是无线网状网研究中的关键技术之一。通过分析，由于无线网射频接口动态切换所需时间过长以及信道依赖等许多问题的存在，我们提出的是静态的信道分配算法。考虑到现有的信道分配算法大多没有要求高的网络连通性，而网络高连通性能提高网络稳定性并且对某些路由和调度算法有利。在综合考虑了信道分配的这些具体问题和难点后，本文提出了一种新的连通性保障的基于拓扑控制的信道分配算法 TPICA。TPICA从网络连通性保障的角度出发，考虑提出新的参数 来分类链路。并且相应的提供了两类接口分配方式：优先考虑连通性和优先考虑干扰。算法的具体实现步骤为:减少原有边，测量连通度，分配信道，保持连通性措施和回收利用未分配接口等。它保证了算法执行完毕之后的网络连通度至少为 2-连通。并且本算法通过讨论新参数 的取值，兼顾考虑了减少干扰的方面，是一个综合考虑多方因素的有效的贪婪策略算法。最后通过 NS-2 对 TPICA 算法进行了模拟仿真。首先，我们分别讨论了新参数 的阈值 th 在稠密和稀疏两种环境中的取值规律。然后，把我们的算法与常见的保持 2-连通的 INSTC 算法进行比较。我们的算法在稀疏稠密和不同信道数等环境都得到了不错的网络性能。实验证明我们提出的算法不仅保留了网络图有较高的连通性，并且和保留较高连通性的信道分配方案比较在干扰量，吞吐量，丢包率，时延等网络性能上都有所提升。关键词：无线 Mesh 网络；多信道；信道分配；拓扑控制I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTWireless Mesh Network which comes from the Ad-hoc network is emerging as anew technique in network development. It has some good features such as low cost,easy to maintain, self-healing, reliable service coverage. Multi-hop transition is avery big difference between WMN and traditional wireless networks. According torecent studies, mesh routers (MR) equipped with multi-interface will gainperformance effectively and getting good use of mesh routers interfaces is the keyfactor in MIMC techniques. The channel assignment is defined as a strategy to bindchannels to wireless interfaces. Its objective is assigning channels which can letnetwork get rid of interference and maintain high connectivity. It is one of keytechnologies in wireless mesh networks.After analysis, we propose a static channel assignment due to some problemssuch as channel independence and the time taken by channel switching is too long.Currently, there are not many works on studying channel assignment which canguarantee high connectivity. However, high connectivity can not only gainrobustness but also bring advantages to some routing and scheduling algorithm.After considering these problems, we proposed a new topology preservedinterference-aware channel assignment (TPICA). TPICA uses a new variable toclassify links and proposes two ways to assign interfaces in MR accordingly. Themain steps of the algorithm are: cut some bad edges, measure connectivity, assignchannels, maintain connectivity, recycle interfaces. The algorithm can guarantee theconnectivity of the network graph be at least 2-connect. Future more, by discussingthe value of , we can get rid of suffering high interference also. It is acomprehensive greedy algorithm.We use NS-2 to evaluate TPICA. Firstly We discuss the regular pattern of thethreshold th of new variable in both sparse and dense cases. Then we comparedour algorithm with INSTC by using different number of channels in both dense andsparse cases. We get good performance. Our algorithm is proved not only maintainhigh connectivity but also improved performance such as interference, throughput,loss and delay compared with other connectivity-preserved algorithms.Keywords: Wireless Mesh Networks, Multi-channel, Channel Assignment,Topology Control.II哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要 . IABSTRACT . II目录 . III第 1 章 绪 论 . 11.1 课题研究的背景. 11.2 研究的目的与意义 . 21.3 国内外研究现状. 31.4 本文的主要内容与结构 . 51.4.1 本文的主要研究内容 . 51.4.2 本文的组织内容 . 6第 2 章 无线 MESH 网信道分配策略 . 72.1 无线 MESH 网相关概述 . 72.2 无线 MESH 网络信道分配技术 . 82.2.1 无线 MESH 网络 MAC 层协议概述 . 82.2.2 MIMC 干扰模型 . 82.2.3 MIMC 信道分配模型 . 92.2.4 信道分配的难题 . 112.3 无线 MESH 网络信道分配算法介绍 . 122.3.1 基于减少干扰量的算法 . 122.3.2 基于保持连通性的算法 . 132.3.3 跨层算法 . 152.4 本章小结 . 15第 3 章无线 MESH 网中基于拓扑控制的信道分配策略 . 173.1 引言 . 173.2 无线 MESH 网信道分配的研究 . 173.2.1 无线 MESH 网信道分配机制概述 . 173.2.2 无线 MESH 网干扰量值和连通度值的描述 . 19III哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3.3 无线 MESH 网信道分配模型 . 193.3.1 设计的目标. 193.3.2 连通和干扰的关系 . 203.4 无线 MESH 网基于拓扑控制的信道分配策略 . 233.4.1 (u) 的计算方法 . 243.4.2 计算分配后拓扑图的连通度 . 243.4.3 保证连通性的方法 . 253.4.4 网络的剪枝. 263.4.5 具体的信道分配算法 . 263.5 本章小结 . 29第 4 章 仿真实验 . 304.1 引言 . 304.2 NS-2 仿真实验环境介绍 . 304.3 多信道多接口的扩展 . 324.3.1 Ramon 扩展模型 . 324.4 实验仿真和性能分析 . 334.4.1 实验平台的搭建 . 344.4.2 实验参数和评价指标 . 354.4.3 实验效果与分析 . 36本章小结 . 42结论 . 43参考文献 . 45攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 . 49哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明 . 50致谢 . 51IV哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 1 章 绪 论1.1 课题研究的背景随着无线网络更新换代。为了提供了更好的服务，一个新兴的网络结构无线网状网出现了。它为现在日益发展的各种互联网便携式设备的无线功能提升提供帮助。装备了 NIC 卡的无线设备如平板电脑，智能手机等可以通过 NIC 卡直接与 Mesh 路由器通信。没装备 NIC 卡的设备将可以通过英特网等有线网和网关与无线 Mesh 网相连。无线 Mesh 网可以帮助用户更容易连接上网络。随着无线网络应用的普及，无线技术被不断的创新。无线网络的应用也更加的广泛。但是现有的无线技术还是依然有许多不足，比如说对基站的依赖，成本较高等。因此，寻求更好的无线网络结构成为研究热点。无线网状网成为一种新兴的网络模型。在无线网状网里，节点包括无线路由器（MR）和无线客户机 (MC)两类。每一个节点不仅仅扮演了终端的角色同时还扮演了路由的角色。他们可以传输信息到达它们传输半径之类的节点。如果目的节点在有线网上则数据包先通过无线网状网传输到网关节点，再有网关节点转发到有线网上去。无线网状网与传统的蜂窝网不同的是它能够支持多跳的通信方式。从结构的角度它可以分为 3 类：骨干网（Infrastructure/Backbone WMNs）、客户端网（Client WMNs）、和混合网（Hybrid WMNs）。 1）在骨干网中，无线路由（MR）构成网状网的骨干，其它无线技术与无线路由（MR）连接用以接入无线网中。（2）在客户端网的结构中，无线节点既作为无线节点也作为无线路由它们的地位是对等的。（3）混合网是以上两种结构的融合，客户端通过路由器访问网络资源的同时，又与其它客户端直接相连。这样的网状结构使得无线网状网有成本低、容易维护、鲁棒性好、可靠的服务覆盖等特点。与此同时无线网状网是动态的，自愈的。自愈性是指网络中的节点可以对网络进行自动的恢复。并且它对基站的不依赖。无线网状网通过无线路由器连接无线节点。通过网状的拓扑结构来连接更多的无线路由获得更大的覆盖和获得更大的带宽。这些优点使它非常有潜力。无线网状网能够被广泛应用于生产生活。如：家庭宽带网、社区网、运输系统、环保系统、商用网、建筑自动化、健康医药系统、安全监控系统、消防救灾网络、P2P 通信。现有的应用已经存在。澳大利亚的首个无线网状网的服务由澳大利亚的 Edith Cowan 大学在 2004 年底推出，采用的是无线网状网技术。-1-（哈尔滨工业大学工学硕士学位论文教职员工和学生通过新网络从校园任意位置都能进行无线接入，为访问相应的大学软件应用和大学信息资源提供了方便1, 2。河北滦县司家营露天矿近日成功应用无线 Mesh 技术构建了矿区 GPS 车辆智能调度系统（Strix），该系统不仅对露天煤矿和非煤矿的信息化建设起到了引导作用，为数字矿山的发展指明了方向，也从很多方面很好的证明了 Strix 无线 Mesh 设备的优良特性，其中 Strix设备的高性能、高可靠性、大规模大范围、高速移动漫游等特点得到了充分的展示3。未来无线网络的应用场景可以有无限的想象力。同时，配置一个无线网状网不会很麻烦。因为多数协议都是现有的，可以从 AD-hoc 网络中移植过来。IEEE 802.114,5是 AD-hoc 网络常用的 MAC 层协议，IEEE802.11 工作组正式专门成立了网状研究组和网状任务组，准备将无线网状网纳入 IEEE802.11s 标准的制定。无线网状网是国内外研究热点。它理论上有众多的优点，应用上十分丰富。为无线通信提供了新的思路和方法。1.2 研究的目的与意义多信道多接口技术是无线网状网的一个重要技术。它可以很大限度的提高吞吐量6,7。但由于正交的信道数目有限，网络吞吐量仍然很大程度的受到了信道干扰的音响。因而在多信道通信环境下，信道分配技术是最关键的技术之一。无线网状网中的数据传输一般经过节点的拓扑发现，流量分析，信道分配，路由选择等过程。信道分配策略有两个重要的影响因素分别是干扰量和连通性。一方面，无线网与有线网不同的是不同信道之间存在干扰。这些干扰会导致传输失败。比如：两个相邻链路用同一信道同时传输数据。由于它们相邻在一跳范围内，这两条链路会发生干扰现象导致传输失败。解决这个问题的方法是：（1）给这两链路分配不重叠的信道。（2）使两条链路不同时传输。显然第二种方法对网络的吞吐量产生负面影像。因此好的信道分配策略要减少信道之间的干扰。另一方面，在无线传输中只有两节点被分配了相同的信道才能够传输。然而节点的接口数目有限，如果信道数远远大于接口数，那么就会造成网络不连通的情况。一般来说连通性是网状传输的基本要求。不连通代表着信息无法传达。对于无线网状网的网状的网络拓扑结构和动态的特性。信道依赖问题是信道分配的一个难点。它定义是：如果改变已分配好的信道中的一个信道会导致其它信道的重新分配。并且这种重新分配是无法预测的。产生的根源是网卡数-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目有限，因而每个网卡要与多个邻居节点通信。而信道的重新分配要求接口的转换，是一项很大的开销。解决好信道依赖问题成为 CA 问题的又一项挑战。多信道多接口信道分配（CA）问题是一个 NP 难的问题。它被证明于 CA问题之中的多子集减少问题8,9。现有的 CA 算法并不能很好的解决以上的几个问题。但是现有的算法浩如烟海，给我们提供了很多思路。本文目标是对已有的算法推陈出新，为了连通性好，干扰低，信道不依赖设计出更好的算法。1.3 国内外研究现状WMN 最早起源美国军方的研究。在近十年以来它开始逐渐的向商业和民用的方向研究。但是，现在除了某些实验室和特殊公司对其有生产和使用之外，它并没有进入人们的日常生活。无线网状网并不是和第三代移动通信、WiFi、WiMAX 对等的技术，而是传统组网方式的改革，由此它带来了新的特性和需要解决的问题。05 年综述文献 Ian10介绍了无线网状网的研究热点和研究方向。其中，需要解决的问题有最后一公里问题11，视屏点播应用12，路由判据13，网络安全14和信道分配15-20等诸多方面。无线 Mesh 网的链路层采用的是 IEEE 802.11 系列协议。IEEE 802.11 协议是由 IEEE 最初制定的一项协议，它制定于 1997 年，速率最高为 2M/s。之后 IEEE对其在物理层进行了补充，研究出了现在最常用的 IEEE 802.11a/b/g 三个协议。其中，IEEE 802.11b/g 协议的运行频率是 2.4GHZ，这个频率被广泛应用于其它各领域因此常与其他应用产生冲突。IEEE 802.11a 协议的运行频率是 5GHZ，它的传输速率为 54M/S 要大于 IEEE 802.11b 协议的 11M/S。IEEE 802.11a 协议传输范围小于 IEEE802.11b/g 协议。2007 年 9 月 IEEE 802.11s21协议对无线 Mesh网 的 意 义 巨 大 。 它 提 供 了 自 主 性 组 网 （ self-configuring ） 和 自 主 性 修 复（self-healing）等能力。到目前为止，虽然对于无线 Mesh 网链路层的研究成果众多，但是还并没有产生一个公认的统一的标准。对无线 Mesh 网信道分配的工作主要是集中在链路层。而目前链路层并没有给出信道分配的统一方案。因此合理的信道分配机制是未来无线 Mesh 网急需解决的一个问题。信道分配策略对网络容量和自组织能力上都有很大提高。对研究新的 MAC，路由和传输协议都有帮助。它既可以单独研究也可以跨层研究。最初无线网状网研究多信道多跳网络，但是节点使用单接口22,23。通常它们要求固定的时间同步和数据包调度策略。在多跳的网络中难以实现15。目前，无线网状网的研究多为多接口多信道的模式。无线网状网的信道分配策略大致可分为两个趋势：-3-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文基于网络实际情况和基于网络干扰值。前者，是基于拓扑结构，通过对干扰量的计数来决定信道分配。后者，是基于实际的网络负载不仅仅是网络干扰量的计数。已有的无线网状网 CA 算法大多采用近似算法的思想和方法。其中比较有代表性的有以下几种：1)通过图论等数学转化。这类方法把原问题转化成为干扰图染色问题或通过寻找团或回路以减少干扰的方法等。2）迭代的更换信道以保持连通。这类方法为了连通更多的链路获得更好的连通性往往采用这一方法。3)分簇的分配方法。这类方法是一种集中式的一类分配方法，先用聚类的方法把节点聚成小簇，再分别对簇内和簇间分配信道。4）与其它层如路由层等联合研究，这类方法多是通过把问题转化为规划问题然后通过运筹的方法求解等等。具体的算法有：Marina15提出的中心控制的，保持连通性的 CA 算法。这个 CA 算法从一个随机节点出发用深度优先搜索的策略分配信道。信道分配运用贪婪策略来减小干扰量。每次使用灵活性最小的优先分配，能够保持连通性。Kim16在原有的HMCP17的基础上提出了 3 个新的调度策略。它们先估计各个信道的状态然后选择信道。并且考虑了合作的网络间的问题。Kandah18提出了一个保持连通性的信道分配算法和一个增加信道间鲁棒性的路由算法。鲁棒性的增加是通过消耗尽可能少的空信道使得每个通信都占用两条不相交的路径。一条用来传输一条闲置在传输链路失效时使用，并且要使闲置链路尽可能多的重复利用。Raju19运用分布式集群的方法用以解决信道依赖问题。它先对传输节点进行分块。块内采用无干扰信道，块间使用的信道与其相邻的块不重复。这样做的好处是如果一条链路更改信道其它块的链路将减少影响。它的缺点是要求节点的接口数较多，信道依赖问题被很好控制但没有完全解决。Mohammad20在文中提出 POC用于提高无线网状网的容量。在 802.11b/g 中有 11 个信道（1-11）但是只有射频大小相差较大的（大于等于 5 个信道）的信道间是无干扰的。而射频接近的有干扰但干扰范围随着射频差值的增大而减少。此文利用这个特性去利用更多的信道。但是代价是要求测量节点间距离，这使得动态情况更难实现并且很难保持连通性因为信道数远远大于接口数。Skalli24提出了一个中心控制的 CA 算法。它以一定优先级访问节点然后用贪婪策略分配信道到各个链路。在这个 CA算法中如果一条链路的两个通信节点没有闲置的射频接口，CA 算法不给那条链路安排信道。它假定未分配链路用默认信道和默认的接口。如今多信道多接口的策略种类繁多，但是研究的时间并不长，并没有形成一个固定的方法和协议，有很大的改进空间。-4-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1.4 本文的主要内容与结构1.4.1 本文的主要研究内容伴随着无线终端的日新月异的发展，以及多信道路由器的成本的不断降低。多信道技术成为提高网络性能的重要手段。并且，无线 Mesh 网链路层的 IEEE802.11 系列协议并没有信道分配的相关内容。因此多信道多接口的信道分配技术成为了本文的研究主要内容。多信道多接口的信道分配策略可分为：固定，动态，混合分配等 3 类。现有的信道切换速度远达不到动态分配的要求。所以，本文的信道分配策略采用的是固定的信道分配策略方式。本文在广泛的阅读国内外相关文献的基础上，提出了一种基于拓扑控制的WMN 的信道分配策略。拓扑控制是无线 Mesh 网的重要方法，它是通过给出合理网络拓扑以延长网络的生存周期，减少干扰，节约节点资源等25。本文的策略同时关注了网络拓扑结构的干扰量和连通性两个因素。结合现有的 IEEE802.11 策略的 RTS/CTS/DATA/ACK 的数据传输模式。形成一个可行的无线 Mesh网的链路层协议方案。最后本文利用 NS-2 网络仿真工具对网络进行模拟。本文的研究内容与创新之处如下：（1） 新的参数 描述节点状态由于无线 Mesh 网信道分配存在信道依赖的现象，以及现有信道分配策略不能很好的保证网络拓扑的连通性等问题。本文提出了一个新的参数 来描述节点的状态。并且对信道分配方式进行分类，分为优先考虑连通性和优先考虑干扰两类。并通过这个参数 的大小来判断具体使用哪一类来分配信道。这样一来可以减少由于链路连接失败而造成的链路重新分配所带来的对网络性能的减少。从而增加了网络性能并且减少了时间复杂度。（2） 同时考虑干扰量和连通度的信道分配策略通过对网络拓扑结构的分析提出了新的信道分配算法。该算法首先通过减去可能干扰较大的边来得到网络骨干结构，并且可以通过保持连通性的机制保证网络连通性。然后，把链路分为三类，分别讨论每一类的信道分配方式已得到合理的信道分配方案。再后，运用迭代的更换信道的方式保持拓扑连通性。最后，统计信息判断分配好的拓扑图的连通性，干扰量等信息。（3） 对信道分配的结果的实现和仿真-5-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文最后在 NS-2 仿真工具中做模拟实验。把 NS-2 的单信道单接口扩展为多信道多接口。之后，运用 C+编写信道分配的步骤，实现设计的信道分配策略。最后和 INSTC 的方法作比较。说明在调整新参数值之后，找到合理的参数值能够得出比原有方案更好的结果。1.4.2 本文的组织内容本文分为四个章节，各章的内容如下：第一章为绪论，阐述了本文的研究背景，研究目的与意义和国内外研究现状。罗列了现有的信道分配算法的基本思路。并且在最后介绍本文的研究内容。第二章，介绍无线网状网的结构和基本概念。之后介绍信道分配技术的原理。之后详细的介绍现有的信道分配算法的基本步骤和基本类型。总结它们的优缺点和现有信道分配算法的难点。第三章，首先论述信道分配中连通度干扰量之间的关系，详细介绍信道依赖问题对信道分配的影响。然后，对信道分配问题模型进行了严密的数学描述。对研究目标进行描述。再后，对删除可能干扰大的边，保持连通性，计算连通度，计算干扰，计算新参数 值的具体方法进行阐述。最后，阐述新的信道分配策略并对其进行评价。第四章，模拟信道分配算法的效果，介绍对 NS2 增加多接口多接口的结构。之后，我们讨论 TPICA 算法的参数的特性。并且把 TPICA 的实验效果与原有其它算法进行比较。在文章的最后我们对这篇文章进行总结归纳。并且对未来可进行的研究做出说明和预测。-6-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 2 章 无线 MESH 网信道分配策略2.1 无线 MESH 网相关概述无线网状网(Wireless Mesh Networks, WMN)是一个动态的自组织的各个节点能够自动的建立和维护连通性的多跳无线网络。并且它具有开支小，网络维护简单，鲁棒性好和服务区域可靠等优点10。在无线 Mesh 网中节点不仅仅是mesh 客户机并且将充当路由器的功能。它们可以发送数据包给通信范围内的节点。无线网状网从 Ad hoc 网络中演变而来。但是它与 Ad hoc 网络有很多不同点，首先无线 Mesh 网络中的节点是相对静止的。而 Ad hoc 网络中节点是可以移动的。因此，无线 Mesh 网络的拓扑结构更加稳定。Ad hoc 网络中所有节点均是对等的。而无线 Mesh 网络中可以是基站与客户机与 mesh 节点的混合结构。因此无线 Mesh 网络的网络结构相比而言可以更加多样。无线 Mesh 网与传统无线网络技术最大的区别在于它的多跳性。传统的无线网络如 WiFi 等每个客户终端必须通过一个本地的接入点（AP）来接入到 inernet。如果在网络中两节点通信需要首先转发到 AP 节点然后再由 AP 节点转发来通信。则我们称这样的网络结构为单跳结构。然而在无线 Mesh 网络中，任意无线终端之间可以任意通信并且不用经过(AP)节点。这样达成了多跳的功能。搭建一个简单的无线 Mesh 网络不是十分的困难，因为所需的协议可以从 adhoc 网络中找到。如 ad hoc 的路由协议，IEEE 802.11 的 MAC 协议，WEP secrity协议等。但是，研究工作还需要继续进行。协议移植到无线 Mesh 网络会带来很多新的问题比如：无法支持大规模和吞吐量的问题等。更好的适应 Mesh 网络的算法和协议需要被开发。无线网状网节点分为两类：mesh 路由和 mesh 客户机。无线 mesh 路由器除了支持传统无线路由的功能外，还能够支持 mesh 路由的功能。mesh 路由器往往装备了多个射频接口使它们更具灵活性。与传统的无线路由相比 mesh 路由器可以利用更少的能量通过多跳技术达到和传统路由器一样大的覆盖面积。-7-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文2.2 无线 MESH 网络信道分配技术2.2.1 无线 MESH 网络 MAC 层协议概述无线 Mesh 网多采用单信道 mac 协议。其中，IEEE 802.11 系列协议 IEEE802.11a/b/g 在无线网状网中使用最为普遍。由于无线网络中发送节点的发出的信号强度要远大于它接收消息的信号强度。因此，冲突检测的机制在无线网中实现很困难。所以，IEEE 802.11 协议扩展了 FAMA 协议，采用了冲突避免(CSMA/CA)的机制代替了 IEEE802.3 有线网络的冲突检测（CSMA/CD）的机制。CSMA/CA 采用 RTS/CTS/DATA/ACK 握手机制。在发送者在发送数据前先进性网络可用性检测。CSMA/CA 的流程可分为以下两步26：发送端设备欲发送帧，并且侦听到信道空闲时并且持续一段时间后，再等候一段随机的时间信道依然空闲时，才提交数据。由于各个设备的等待时间是分别随机产生的，因此会有很大可能有所区分，由此可以减少冲突的概率。RTS-CTS 握手（handshake）：当发送端将要发送数据，它先发送一个很小的 Request to Send（RTS）帧给目标端，目标端回应一个 Clear to Send（CTS）帧后，在收到 CTS 帧后发送端开始发送数据。如果发送端在一定时间内没有收到 CTS 帧，它将从新发送 RTS 包并且等待一个更长的时间。此方式可以确保接下来传送数据时，不会发生冲突。并且由于 RTS 帧与 CTS 帧都很小，传送的开销