بررسی تكنولوژیهای لایة فیزیك 802.11

بررسی تكنولوژیهای لایة فیزیك 802.11

تكنولوژیهای لایة فیزیك 802.11:

802.11 به عنوان استاندارد تعداد متفاوتی تكنولوژیهای لایه فیزیكال را كه توسط MAC به كار می‌رود را تعریف كرده است كه عبارتند از:

• 802.11 2.4 GHZ frequency hopping PHY
• 802.11 2.4 GHZ direct sequencing PHY
• 80.11b 2.4 GHZ direct sequencing PHY
• 802.11a 5 GHZ Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) PHY
• 802.11g 2.4 GHZ extended tate physical (ERP) layer

802.11 اترنت بی سیم شامل (HR-DSSS) 802.11b و همچنین 802.11 a  استاندارد OFDM و 802.11 g ERP است.

در حقیقت تفاوت اصلی بین انواع 802.11 ها در لایة‌ فیزیكال آنهاست.

مفاهیم لایة‌فیزیكی بی سیم:

لایه فیزیكال 802.11 اساساً مكانیزمهای ارسال را برای MAC فراهم می‌كند به علاوه بر آن اعمال ثانویه‌ای همچون تشخیص وضعیت محیی بی‌سیم و گزارش آن به MAC را هم انجام می‌دهد. فراهم آوردن این مكانیزمهای ارسال مستقل از MAC، در هر دو لایة فیزیكی و MAC توسعه یافته است. این استقلال بین MAC و PHY عاملی است كه باعث افزایش نرخ انتقال بالاتر در 802.11 b , 802.11a و 802.11 g شده است. در حقیقت لایة MAC برای همه فیزیكال‌ها یكسان است.

هر یك از لایه های 802.11 دارای دو زیر لایه می باشند:

PLCP در واقع یك لایه handshake است كه واحدهای داده پروتكل MAC را قادر می‌سازد كه بین ایستگاههای MAC روی PMD انتقال داده شوند، كه روش انتقال و دریافت داده در محیط بی سیم می‌باشد. تا حدی، می توان PMDرا به عنوان یك سرویس انتقال بی سیم تصور كرد كه توسط PLCP كنترل می‌ شود. زیر لایه‌های PLCP و PMD بر مبنای انواع 802.11 متغیر هستند. همه PLCP با صرفنظر از نوع فیزیكی 802.11، دارای داده‌های اولیه‌ای كه واسط برای ارسال داده‌های هشت‌تایی بین MAC و PMD را فراهم می‌كنند، بعلاوه دارای توابع اولیه‌ای است كه MAC را قادر می‌سازد كه زمان شروع ارسالش را به فیزیكال اعلام كند و فیزیكال را قادر می‌سازد كه به MAC  زمان كامل شدن ارسالش را اعلام كند.

در جهت دریافت، توابع اولیه PLCP از فیزیكال به MAC نشان می دهند كه چه زمانی شروع به دریافت ارسال از ایستگاه دیگر كرده‌اند و چه زمان ارسال كامل شده است. برای پشتیبانی از (CCA) Clear channel assesment ، همه PLCPها مكانیزمی برای MAC تدارك دیده‌اند كه موتور CCA را reset كرده و برای فیزیكال وضعیت جاری محیط بی‌سیم را گزارش بدهد.

به طور كلی plcpها در 802.11  برطیق دیاگرام زیر عمل می‌كنند. وضعیت عملیاتی پایه، بر اساس روش Carrier sence clear channel assessment (CS/CCA) است. این رویه شروع سیگنال را از ایستگاههای مختلف تشخیص می‌دهد و معلوم می‌كند كه آیا كانال برای ارسال  افراد است یا خیر. به محض دریافت یك TX و آغاز دادخواست، با تغییر PMD از دریافت به ارسال به وضعیت انتقال تغییر حالت داده و واحد داده پروتكل Plcp را می‌فرستد.  PLCP Protocol dataunit (PPDU) سپس، تصور می كند كه TX تمام شده و به وضعیت (CAICCA) بر می‌گردد. PLCP وضعیت دریافت را زمانیكه رویه CS/CCA هدر PLCP و پریمبل آن را تشخیص می‌دهد، درخواست می‌كند اگر PLCP خطایی را تشخیص دهد، خطا را به MAC نشان میدهد و رویه CS/CCA  را پیش می‌برد.

دیاگرام وضعیت PLCP

بلوك‌های ساختمان لایه فیزیكال:

برای درك PMD متفاوت باید مفاهیم اولیه ذیل را درك كنیم:

• ·Scrambling
• ·Coding
• ·Inter leaving
• ·Sym bol mapping

- Scramling:

یكی از اصول طراحی فرستنده جدید كه ارسال داده را در نرخ‌های بالا امكانپذیر می‌كند، فرض بر این است كه داده‌های شما فراهم می‌كنید از نظر فرستنده به طور رندم ظاهر می‌شود. بدون این فرض، بسیاری از بهره‌ها كه از  بلوك‌های ساختمانی دیگر ساخته می‌شود، درك نخواهد شد.

Scrambling: روش كدگذاری داده‌ای به صورت تصادفی قبل از ارسال است كه برای جلوگیری از اینكه مجموعه‌ای از صفرها یا یك‌های متغیر باعث مشكلات هماهنگی درگیرنده شوند. گیرنده گوشا سپس این داده‌های تصادفی را بر اساس ترتیب ساختار اصلی كد گشایی می‌كند.

اغلب روش‌های كدگذاری self- synchroniz هستنتد، به این معنی كه كد گشا قادر است خودش را با وضعیت كدگذار هماهنگ كند.

Coding: كدنیگ مكانیزمی است كه ارسال داده با نرخ بالا را در كانال‌های نویزدار امكانپذیر می‌كند. همه كانال های انتقال دارای نویز هستند كه خطاها به شكل بیت‌های تغییر یافته یا اصلاح شده را باعث می شود. كدینك به شما این اجازه را می دهد كه مقدار داده ارسالی در محیط نویزدار را به حداكثر برسانید.

 رایج‌ترین نوع كدینگ در سیستمهای ارتباطی امروزه ، كدهای پیچیده هستند چرا كه به راحتی به صورت سخت‌افزاری با جمع كننده‌ها قابل پیاده‌سازی هستند.

Interleaving:

Interleaversها مطرح شدند تا در بلوك‌هایی كه خطا ممكن است رخ دهد پخش شوند. یك inter leaver می‌تواند یك ساختار نرم افزاری یا سخت افزاری باشد. هدف اصلی آن پخش بیت‌های مجاور با قرار دادن بیت‌های غیرمجاور در كنار آن‌هاست.

- انواع انتن:

 در اینجا آنتن‌هایی كه اغلب در كارهای wlan به كار می‌روند، معرفی می‌شوند:

در یك آنتن دیپل خمیده، طول آن نصف طول موج در آن فركانس می‌باشد. یك آنتن گیرنده یا فرستنده Ominidirectional) یك بهرة یكنواخت در تمام جهات فراهم می‌آورد روی یك سطح اغلب یك سطح افقی. آنتن‌های دیپل اغلب به صورت ominidirectional هستند. این آنتن‌ها نوعاً به طور عمودی در گسترش شبكه‌های بی‌سیم محلی به كار برده نمی‌شوند چون  در همه جهات پوشش ایجاد می‌كنند.

یك انتن یاگی (Yagi) با شكل دادن ارایة‌ خطی از دیپل‌های موازی ساخته می‌شود. آنتن‌‌های یاگی یكی از انواع رایج آنتهای directional هستند چون به راحتی فضایی كه دسترسی به آنها سخت است را پوشش می‌دهند، نوع دیگری از آنتهای هدایتی، با قرار دادن دو هادی به صورت موازی با یك لایه بین آنها ساخته می‌شود. هادی بالایی تكه‌ای است كه می‌تواند به راحتی روی برد مدار پرینت شود. ایجاد آرایه‌ای از patchها تقریباً ساده است این نوع آنتن را pateh anttena  می‌نامند. این نوع آنتن‌ها اغلب به علت مقطع عرضی نازكتر شان مفید هستند، برخلاف آنتن‌های یاگی.

unlicensed wireless

federal communation Commission به طور منظمی روی طیف بی سیم كنترل دارد  (در امریكا) اگر چه بسیاری از كشورها مقررات مشابهی در این باره دارند، undicensed wirclens می‌تواند از كشوری به كشور دیگر تغییر كند. در این قسمت قوانین اصلی طیف را می گوییم.

Standard Bodies:

 سه استاندارد اصلی كه روی گسترش شبكه‌های wlan اثر گذاشته‌اند، عبارتند از: ALLiance  wi-fi IEEE و ETSL و. E eee استانداردها را تصویب می‌كند مثل 802.11wlan. گروه‌های استاندارد به طور منظم برای  update و اصلاح و طرح‌های جدید استانداردها یكدیگر را ملاقات می كنند. در حالیكه IEEE استانداردها را برای كنترل Wlan طرح می‌كند، wi-fi Alliance را كه قابلیت‌های محصولات بی سیم بر مبنای IEEE را تصدیق می‌كند. با استفاده از محصولات wi-fi Alliance ، شما مطمئن  خواهید بود از قابلیت توانایی محصولی كه بر اساس استاندارد IEEE 802.11 تهیه می‌شود.

ETSI استانداردها را برای كشورهای اروپایی تصویب می‌كند. با توجه به 802.11، ETSI مجموعه‌ای از استانداردها را كه روی باند 5GHZ عمل می‌كنند را طرح ریزی كرد.

در امریكا، باند ISM شامل 2.4- 2.4835 GHZ می‌باشد. Fcc تعیین كرده است كه هر وسیلة‌nonradiating ای در این باند (2.4 GHZ) می‌تواند RF بتاباند. برای مثال، یك گاز مایكرویو روی باند 2.4 GHZ، RF می‌تاباند چرا كه باندی است كه برای این منظور به كار می‌رود. FCC به كاربران اجازة ‌استفاده از مزایای این باند را می دهد.

ISM

-QOS برای شبكه هایی محلی بی‌سیم- 802.11 e:

گروه IEEt 802.11، گروه 802.11e را به منظور پاسخگویی به افزودن (QOS) bidiectional quality of Service به لایة MAC در 802.11 برای پشتیبانی از صدا و ویدیو منتشر كرده است.

-QOS در شبكه‌های 802.11:

شبكه‌های 802.11 برای برنامه‌ها با پهنای باند كم و غیرحساس به تأخیر به خوبی كار می كنند. اسكنرهای بارد، دستیار شخصی دیجیتال (PDAs) یا فایلهای دسترسی لپ‌تاپ‌ها وب، سرویس‌های پست الكترونیكی می‌توانند به خوبی بدون نیاز به شبكه‌هایی كابلی و بدون كاهش قابل توجهی در كارآیی كار كند. اما زمانیكه امور خطیر و اقدامات مهم شروع به استفاده از شبكه بی سیم محلی كردند، برای گسترش بازارهایی مانند healthcare پشتیبانی از صدا روی IP (VOIP) روی بی سیم و ویدیو روی بی سیم ضروری است.

اگر در این باره بیندیشید، به كار بردن VOIP روی بی سیم می تواند استفاده از تلفن‌های سیار در محیط كار را كاهش دهد. این كاهش در تعداد تلفن‌ها به مدیران شبكه مقادیر قابل توجهی پول برای گسترش یك  ROI)) Return On Investment برای گسترش شبكه بی سیم محلی می دهد. QOS تقریباً یك تكنولوژی كامل برای شبكه‌های سیمی می‌باشد و عموماً در روترها سوئیچ ها و وسایل پایانه‌ای موجود است مثل تلفن‌های IP سیمی. برای شبكه‌های بی‌سیم محلی 802.11، عكس این مطلب درست است .

مفاهیم كلیدی  برای مكانیزیم QOS در شبكه‌های 802.11 عبارتند از:

   ·محیط half- duplex: 802.11 یك محیط half- duplex است، در حالیكه اغلب آرایش اترنت‌های سیمی كه QOS را Full- duplex به كار می برند.

   ·Same channel BSS Overlap: در این حالت كه دو 802.11 BSS روی یك كانال مجاور هستند، تداخل افت سیگنال می‌تواند رخ دهد.

Hidden node : این نودها ایجاد برخوردهای بیشتری در BSS می كنند.

        ·تأثیر QOS روی محیط Half-Duplex:

مكانیزم‌های  PCF و DCF اجارة ارسال تنها یك ایستگاه در زمان روی محیط بی سیم را می‌دهند چه AP باشد یا یك ایستگاه كلانیت. اترنت سیمی، بویژه در عملیات 802.3x full- duplex یك اتصال Point to point بین ایستگاههای اترنت ایجاد می‌كند كه اجازة‌ ارسال و دریافت فریمهای داده را به طور همزمان می‌دهد. این تنظیمات اجازة‌ می دهند كه محیط اترنت روی پهنای باند معمولی خود دو برابر عمل كند. ( یك اتصال اترنت سریع می‌تواند ارسال 100 مگابیت در ثانیه و دریافت 100 Mbps را به طور همزمان مدل كند كه در مجموع 200 می‌شود.) ایستگاهی كه نیاز به ارسال دارد. با ایستگاه طرف دیگر اتصال، كه ممكن است آن ایستگاه هم قصد ارسال داشته باشددرگیری ندارد. این تئوری را برای شبكه‌های 802.11 مقایسه كنید. نه تنها AP برای دسترسی به محیط با كلانیت‌ها رقابت می‌كند، بلكه كلانیت‌ها هم با یكدیگر برای دسترسی به محیط رقابت دارند. عملیات PCF نظریة Polling را معرفی می كند، در جاییكه AP می‌تواند به عنوان نقطة‌ هماهنگ كننده عمل كند و به هر یك از كلانیت‌ها سركشی كرده و بینید كه آیا داده‌ای برای ارسال دارند. اگر چه در تعداد كمی كلانیت این روش قابل توجه است، اما افت سیگنال بیشتری در گذردهی كلی نسبت به حالت عادی DCF ایجاد می‌كند. بدون مكانیزمی برای هماهنگی ارسال كلانیت‌ها یا اولویت‌بندی كلانیت‌ها نسبت به هم، تأمین كنندگان این محصولات باید برای پشتیبانی VOIP تلاش كنند.

پذیرش كنترل با EDCF

هدف QOS محافظت از برنامه‌های با اولویت بالا در برابر برنامه‌ها با اولویت پایین است. برای مثال، QOS فریم‌های VOIP را از فریم‌های پروتكل Post office 
(POP3 ) محافظت می‌كند در حالیكه منابع شبكه محدود هسند، از قبیلی 802.11 wlans ممكن است مجبور به نگهداری ترافیك برنامه‌ها با اولویت بالا از ترافیك سایر برنامه‌های با اولویت بالا باشیم. این ممكن است عجیب به نظر آید، اما به این مثال توجه كنید. فرض كنید كه یك Bss بتواند حداكثر تا شش تماس VOIP را به طور همزمان تطبیق دهد. هر ترافیك داده‌ای دیگری كه سعی به استفاده از محیط كند زیر ترافیك VOIP اولویت بندی می‌شود.

حال هفت تماس در BSS مقدار دهی اولیه می‌شود. BSS تنها می تواند شش تماس را تطبیق دهد و مكانیزم اولویت بندی باید اجازه دهد كه تماس آ‏غاز شود در نتیجه تماس با نیازهای طبقه‌بندی شده به عنوان ترافیك اولویت بالا منطبق می‌شود. با این حال اگر اجازه صادر شود، بر روی شش تماس VOIP موجود تأثیر منفی خواهد داشت، بنابراین هر هفت تماس به طور ضعیفی عمل می‌كنند.

كنترل پذیرش این پی‌آمدها را عنوان می‌كند. كنترل پذیرش منابع موجود در دسترس شبكه را بررسی می كند و به طور هوشمند اجازه جلسات برنامه جدید را صادر می‌كند یا اجازه تشكیل برنامه جدید را نمی‌دهد.

EDCF، طرح كنترل پذیرش را به كار می برد كه به عنوان 
control (DAC) distributed admission شناخته شده است. DAC در یك سطح بالا با بررسی و نظارت و اندازه‌گیری درصد بكارگیری محیط برای هر AC عمل می كنند . درصد استفاده نشده از محیط available budge t برای AC می‌نامند. این مقدار به ایستگاه‌های موجود در  المان اطلاعاتی پارامتر QOS در AP beaconها اعلان می شود. زمانیكه budget برای رسیدن به صفر شروع می‌شود، ایستگاه‌ها برای راه‌اندازی جریان برنامه‌ها جدید تلاش می‌كنند، و نودمان موجود قادر به افزایش یا گسترش TXOP شان كه قبلاً از آن استفاده كرده‌اند، نیستند. این مراحل تحت تأثیر قرار گرفتن جریان برنامه‌های سابق توسط جریان جدید جلوگیری می‌كند.

- HCF در مد دسترسی كنترل شده:

عملیات HCF شبیه عملیات PCF است. AP درای یك هویت منطقی می‌باشد كه به عنوان Hy bnd coordinator (HC) شناخته می‌شود كه ترك‌های ایستگاه‌های كلانیت HCF را نگه می‌دارد و وقفه‌های سركشی را برنامه‌ریزی می كند.

دسترسی پولینگ چنانكه در HCF پیاده‌سازی شده اجازه می‌دهد كه یه ایستگاه یك TXOP درخواست كند، به جای اینكه تنها تعیین كند كه یكی در دسترس است، EDCF هم همینطور است. عملیات HCF ، با كنترل پذیرش HCF تركیب می‌شود، اجازه می‌دهد كه HC به طور هوشمندانه تعیین كند كه كدام منابع در محیط بی سیم در دسترس هستند و جریان‌های ترافیك برنامه را بپذیرد یا رد كند. HCF می‌تواند در دو مد كار كند، یكی با EDCF و دیگری با بكار بردن Contention - Free Peviod  (CFP)، شبیه PCF.

عملیات Contention- free HCF:

1- AP beacon: فرستاده می‌شود، شامل پارامتر PCF Compensating fiber (CF) و المان اطلاعاتی را كه زمان آ‎غاز و مدت زمان CFP را تعیین می‌كند را تنظیم می‌كند.

2- HC یك TXOP به ایستگاههای با قابلیت HCP با ارسال QOS CF-POLLS به آنها ارائه می‌كند.

3- ایستگاه‌ها باید پاسخ را در مدت وقفه زمانی SIFS با فریم‌های داده یا با یك فریم QOS null برگرداند، مشخص كننده اینكه ایستگاه ترافیكی ندارد یا فریمی كه می‌خواهد بفرستد برای ارسال در وقت معین در Txop بسیار طولانی است.

4- CFP زمانیكه HC یك فریم CF-END می‌فرستد، یا مدت CFP سپری می‌شود، به پایان می‌رسد.

- كنترل پذیرش با HCF:

آنچه واقعاً عملیات دسترسی كنترل شدة HCF را از EDCF متمایز می‌كند مكانیزیم كنترل پذیرش HCF است. EDCF به كار می‌برد DAC را با استناد بر ایستگاهها برای تغییر كردن و با توجه به budget ارسال اعلان شده  كه در پارامتر المان اطلاعاتی QOS تنظیم شده است.

HCF نیاز دارد كه ایستگاه پارامترهای رزرو ویژه‌ای را برای جریان ترافیك برنامه‌هایی از قبیل VOIP از HC درخواست كند. HC ارزیابی می‌كند و مشخص می‌كند كه آیا budget . (بودجه) روی محیط بی سیم برای ارائه به جریان ترافیك درخواست كننده كافی است سپس HC می‌تواند بپذیرد یا رد كند، یا حتی مجموعه دیگری از پارامترها را به ایستگاه ارائه كند.

همانطور كه می‌بینید، این مكانیزم بسیار قویتر و كاراتر از DAC می‌باشد.

كنترل پذیرش HCF متمركز بر Transmission specification IE ، به عنوان TSPEC شناخته می‌شود. TSPEC به ایستگاه كلانیت اجازه می‌دهد پارامترهایی را مشخص كنند از جمله:

• ·Frame stream 802.11 1D priority

        ·سایز فریم

        ·نرخ فریم (برای مثال، پكت‌ها در هر ثانیه)

        ·نرخ ارسال داده (برای مثال، بیت‌ها در هر ثانیه)

تأخیر.

این داده‌ها برای HC كافی است تا تعیین كند كه آیا محیط بی‌سیم می‌تواند جریان ترافیك‌های موجود و جریان درخواست شدة جدید را بدون تنزل در هیچ یك از جریان‌های موجود تحمل كند. TSPEC همچنین برای HC مشخص می كند هر چند وقت یكبار باید به ایستگاه سركشی كرد. ایستگاه برای هر جریان ترافیك كه می‌خواهد بفرستد یا دریافت كند با اولویت و همچنین برای هر جهتی ار جریان (برای مال، تماس دو طرف VOIP نیاز به دو جریان ترافیك دارد) یك TSPEC منحصر به فرد تولید كند.

HC می‌تواند یكی از این سه عمل را بعد از دریافت TSPEC انجام دهد:

        ·TSPEC را بپذیرد و یك جریان ترافیك جدید به محیط بی‌سیم اعطا كند.

        ·مجموعه دیگری از پارامترهای TSPEC را به ایستگاه كلانیت پیشنهاد كند.

        ·TSPEC را رد كند.

برای توضیح این كه یك ایستگاه TSPEC فرستاده شده را بپذیرد، یك تماس VOIP را روی AP های كه سه تماس موجود دیگر هم دارد و گاهی هم دارای ترافیك داده است فرض كنید. ترافیك داده به عنوان  Best effort و ترافیك VOIP به عنوان high priorty طبقه‌بندی می‌شوند.

مراحل اضافه شدن یك ایستگاه جدید به BSS و آغاز آن به ارسال جریان ترافیكش به ترتیب زیر است:

1- ایستگاه باید اعتبار سنجی شود و به BSS بپیوندد.

2- ایستگاه یك درخواست پذیرش با استفاده از درخواست (MA) management action برای QOS بفرستد، حاوی تقاضای TSPEC اش برای تماس VOIP .

نكته: یك TSPEC برای هر جهت نیاز است، هم برای كلانیت به HC و هم از HC به كلانیت. كلانیت باید هر دو TSPEC را تقاضا كند.

3- HC، TSPEC را می‌پذیرد و با پاسخ MA برای QOS به ایستگاه پاسخ دهد.

4- HC یك TXOP توسط فریم QOS Data CF-POLL می‌‏‌فرستد.

5- ایستگاه با فریم دادة QOS یا فریم‌های انبوه، بسته به مدت زمان TXOP پاسخ می‌دهد.

مروری بر پیام كنترل پذیرش

1 اعتبارسنجی HCF و برقراری ارتباط

2 درخواست پذیرش AP به (TSPE C) – یكانیت HCF

3 پاسخ پذیرش (Optionad Alternative)  TSPEC

2درخواست پذیرش STA به AP

3 پاسخ پذیرش

4 QOS CF- Poll

5 QOS Data

در بعضی مواقع، HC ممكن است نتواند یك TSPEC بدون تأثیر بر جریانهای ترافیك سابق آماده كند. HC این اختیار را دارد كه به یك TSPEC دیگر به كلانیت پیشنهاد كند یا TSPEC را كاملاً رد كند. در مورد این بحث مراحل زیر اتفاق می‌افتد:

1- ایستگاه توسط اعتبار سنجی و برقراری ارتباط به BSS متصل می‌شود.

2- ایستگاه یك درخواست پذیرش با استفاده از درخواست MA برای QOS با TSPEC مورد نظرش می‌فرستد.

3- HC یك پاسخ MA حاوی TSPEC دیگر برای ایستگاه كلانیت می‌فرستد.

4- اگر TSPEC توسط كلانیت پذیرفته شود، پردازش ادامه پیدا می‌كند.

5- اگر TSPEC توسط كلانیت پذیرفته نشود، كلانیت یك MA برای حذف TSPEC می‌‌فرستد.

زمانیكه HC نتواند جریان ترافیك را تطابق دهد، یك پاسخ MA برای رد TSPEC می‌‌فرستد، و ایستگاه ممكن است مجدداً با TSPEC اصلاح شده اقدام كند.

جریانهای ترافیك به دو طریق می‌توانند رفع شوند.

با سپری شدن مدت زمان عمل TSPEC

ایستگاه یا AP صراحتاً TSPEC را حذف كنند.

با پایان مدت زمان TSPEC، بعد از آنكه مدت زمان تعیین شده برای جریان سپری شد، HC یك MA برای QOS به كلانیت می‌فرستد تا TSPEC  را حذف كند. Timeout زمانیكه ایستگاه كلانیت سركشی می‌شود و فریم های QOS-Null بعد از چنین سركشی بر می‌گرداند، مشخص می‌شود.

نحوة پیاده‌سازی پروژه به صورت AD-HOC انجام خواهد گرفت. به همین علت در اینجا به بررسی این توپولوژی و بررسی یكی از الگوریتم‌های آن می‌پردازیم:

در این توپولوژی كامپیوترها به شكل  مثل به هم متصل می شوند و این شبكه از هیچ شكل خاصی تبعیت نمی‌كند و هیچ نقطة ثابتی به عنوان مرجع در آن وجود ندارد. در این نوع شبكه‌ها هر نود قابلیت برقراری ارتباط با سایر نودها را داراست.

توپولوژی HOC می‌تواند دارای مسیرهای یك طرفه باشد، در حالیكه در شبكه‌های ثابت مسیرها اغلب دو طوف هستند. این مسئله و طراحی مسئله اهمیت زیادی دارد.

گره‌ها به عنوان مسیر یا بهای كامل گره A اجازه نمی‌دهد كه داده‌ها یا اطلاعات مستقیماً به گره D برسند، هر چند تمام گره‌ها مسیریاب هستند. A پاكت‌های داده‌اش را به B داده و B آن را به C فرستاده و C بر D می‌رساند. بنابراین اگر چه D مستقیماً با A در ورای ارتباط نیست اما از طریق گره‌های میانی همان مسیر بامهای ما می‌باشند به A می‌رسد شبكه فوق به صورت Multi hop است. Bluetooth یك نمونه از شبكه‌های AD-HOC است كه به صورت Single lap فعالیت می‌كند.

تغییراتی كه در پروتكل MAC 802.11 در این الگوریتم پیشنهاد شده، پیاده‌سازی شده است و شبیه‌سازیهای مختلفی برای توپولوژیهای مختلف انجام شده است. توپولوژی نشان داده شده در شكل 4(A) بر مبنای paca-p است و شامل یك حلقة داخلی و یك حلقه خارجی می‌باشد، كه هر نود در حلقة داخلی بسته‌ه را به گیرنده متناظرش در حلقه خارجی می فرستد. بین نودهای 0 و 1 و نودهای 6 و 7 ترافیك مركب از cbr از سایز پاكت 1024 بایت بین نودهای 0 و 1 و نودهای 6 و 7 جاری می‌شود و بین دو جفت دیگر با بسته‌های 512 بایتی جاری می‌شود. سرعت بسته‌های به حد كافی بالاست. پارامترهای پیش فرض در این الگوریتم  عبارتند از:

فركانس (2.46 hz) ، مدل Patloss، محاسبة‌ نویز (Cumulative- Acc)، حساسیت گیرنده رادیویی (-910 OdBm)، (10.0) SNR- Threshold, آستانه گیرندة‌ رادیویی (81.dBm) توان ارسال (-15dBm) ، پهنای باند 2.Mbps.

با این پارامترها، رنج ارسال 376  متر است ، فاصلة نود 1 با هر یك دو نود مجاورش در حلقه داخلی، نودهای 2 و 4، همچنین به نود o در حلقه خارجی 350  متر است. بنابراین وقتی نود 1 داده را برای نود 0  ارسال می كند، نود 2 و 4 در رنج ارسال قرار دارند بنابراین wxposed می‌شوند.

بر طبق الگوریتم می‌توانند بسته‌های كوچكتری برای نودهای خارجی به صورت موازی بفرستند. وقتی تعداد نودها در شبیه‌سازی تغییر می كند، باید دقت شود كه تقریباً نصف جریان‌ها دارای بسته‌ با هر سایزی هستند، برای كمك در مقایسه .

نتیجة گذردهی در مقایسه با استاندارد JEEE 802.11 در شكل 5(a) آمده. بهبود در گذردهی بر حسب درصد در شكل 5(a) آمده است. بهبود (152% افزایش) بطور مطلوبی قابل مقایسه با 200% افزایش در PCAC-P گزارش شده با استفاده از NS-2 می‌باشد. در بخش IV-A توضیح داده می‌شود) گراف بعدی نقش اندازة‌ بسته‌ها را در افزیش گذردهی نشان می‌دهد. بر طبق انتظار ، در افزایش گذردهی در نتیجة افزایش تعداد بسته‌ها با سایز كوچكتر است كه به صورت موازی ارسال می شوند. برای تعداد زیادی نودهای داخلی درصد بسته‌های بزرگ كه با سایر 1024 بایتی تحویل داده می‌شوند به شدت كاهش پیدا می‌كند.

دو فاكتور نویز و توان با افزایش تعداد بسته‌های بزرگ در كاهش گذردهی موثر هستند. چنانكه انتقالات فرعی بیشتری رخ دهد، اساساً نویز در بسته‌های عقبی دریافت بیشتری می‌شود. رفتار توان captur طوری است كه سیگنال قوی‌تر در هر زمانی هنگام دریافت بسته Capture می‌شود. بنابراین معلوم می‌شود كه بعضی بسته‌های 1024 بایتی هنگامیكه انتقالات فرعی تونیری آغاز می شوند، گم می‌شوند مطالعات مشابه برای توپولوژی sting در شكل 4(b) انجام شده. ترافیك وجود دارد به صورت Multi hop است، از نود 0 تا N-1 و از نود N تا 1 در یك رشتة N+1 نودی. اندازه‌های بسته برای جریان در یك طرف 1024 بایتی است و برای ارتباط دو طرفه 512 بایتی. الگوریتم پیشرفت قابل ملاحظه‌ای (176% افزایش) برای رشته‌ها با طول 4 نود را فراهم می‌آورد.

افت بهبود برای در گذردهی به طور زیادی به این دو فاكتور بستگی دارد یعنی فرصت‌هایی كه نودهای exposed دریافت می‌كنند و تداخل‌های ناشی از انتقالات مازی. برای بدست آوردن اثر سهم هر یك  از این فاكتورها در یك شبه، یك شبكه شامل تعداد متفاوتی از نودهای متحرك در فضایی معادل 2000 m* 1500 m شبیه‌سازی كردیم. بطرو كلی سه عدد از نودها منبع‌اند. ترافیك جاری CBR است، با هر جریان دارای نرخ‌های متفاوت به طور رندم بین 10 بسته در ثانیه تا 200 بسته در ثانیه انتخاب می‌شود پروتكل روتینگ AODR است.