CSMACA和CSMACD協(xié)議詳情

1、1、引言在LAN中，站點(diǎn)檢測(cè)其他站點(diǎn)在干什么，從而相應(yīng)的調(diào)整自己的動(dòng)作。網(wǎng) 路站點(diǎn)偵聽載波是否存在并執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的協(xié)議，被稱為載波偵聽協(xié)議。在有線 以太網(wǎng)中所使用的MAC方法是帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(wèn)CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collisi on Detection)。CSMA/CD 協(xié)議是對(duì) ALOHA協(xié)議的改進(jìn)，它確保網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在偵聽信道忙時(shí)不會(huì)有新站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù) 據(jù)，而在無(wú)線局域網(wǎng)中使用的 MAC協(xié)議是帶沖突避免的載波偵聽多路訪問(wèn) CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Coll

2、ision Avoidanee)。載波偵聽多路接入方法又稱為“先聽后說(shuō)”方法 。它是ALOHA協(xié)議的一 種改進(jìn)型。其基本思想是：每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先偵聽信道上有無(wú)其它站正在 發(fā)送信息。如果信道空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)；否則(信道忙)暫不發(fā)送，退避一段時(shí)問(wèn) 后再嘗試。CSMA是載波檢測(cè)(偵聽)多路訪問(wèn).它檢測(cè)其他站的活動(dòng)情況，據(jù)此調(diào)整自己 的行為分為以下幾類：1、持續(xù)CSMA(1-persistent CSMA):當(dāng)信道忙或發(fā)生沖突時(shí)，要發(fā)送幀的站， 不斷持續(xù)偵聽，一有空閑，便可發(fā)送其中,長(zhǎng)的傳播延遲和同時(shí)發(fā)送幀，會(huì)導(dǎo)致多 次沖突，降低系統(tǒng)性能2、非持續(xù)CSMA:它并不持續(xù)偵聽信道，而是在沖突時(shí)，等待

3、隨機(jī)的一段時(shí)間。 它有更好的信道利用率，但導(dǎo)致更長(zhǎng)延遲.3、p-持續(xù)CSMA :它應(yīng)用于分槽信道，按照P概率發(fā)送幀。即信道空閑時(shí)， 這個(gè)時(shí)槽，欲發(fā)送的站P概率發(fā)送,Q=1-P概率不發(fā)送，若不發(fā)送，下一時(shí)間槽仍 空閑,同理進(jìn)行發(fā)送，若信道忙，則等待下一時(shí)槽，若沖動(dòng),則等待隨機(jī)的一段時(shí)間， 重新開始。以上都是對(duì)ALOHA的改進(jìn)。當(dāng)信道忙時(shí)，所有站都不傳輸幀。IEEE 802.3 以太網(wǎng)CSMA/CD所采用的是1-堅(jiān)持退避CSMA/CD。在無(wú)線局域網(wǎng)IEEE802.il 標(biāo)準(zhǔn)中MAC層采用CSMA/CA。2、CSMA/CD協(xié)議簡(jiǎn)介2.1、CSMA/CD 概述在以太網(wǎng)中，所有的節(jié)點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)。如何保

4、證傳輸介質(zhì)有序、高效地為 許多節(jié)點(diǎn)提供傳輸服務(wù)，就是以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議要解決的問(wèn)題。CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access/Collision Detec)即載波監(jiān)聽、多路訪 問(wèn)/沖突檢測(cè)方法。CSMA/CD是一種爭(zhēng)用型的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議。它起源于美國(guó)夏威夷大學(xué)開 發(fā)的ALOHA網(wǎng)所采用的爭(zhēng)用型協(xié)議，并進(jìn)行了改進(jìn)，使之具有比ALOHA協(xié)議 更高的介質(zhì)利用率。另一個(gè)改進(jìn)是，對(duì)于每一個(gè)站而言，一旦它檢測(cè)到有沖突， 它就放棄它當(dāng)前的傳送任務(wù)。換句話說(shuō)，如果兩個(gè)站都檢測(cè)到信道是空閑的，并 且同時(shí)開始傳送數(shù)據(jù)，則它們幾乎立刻就會(huì)檢測(cè)到有沖突發(fā)生。它們不應(yīng)該再

5、繼續(xù)傳送它們的幀，因?yàn)檫@樣只會(huì)產(chǎn)生垃圾而已；相反一旦檢測(cè)到?jīng)_突之后，它們 應(yīng)該立即停止傳送數(shù)據(jù)?？焖俚亟K止被損壞的幀可以節(jié)省時(shí)間和帶寬。CSMA/CD控制方式的優(yōu)點(diǎn)是：原理比較簡(jiǎn)單，技術(shù)上易實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中各工作站處于平等地位，不需集 中控制，不提供優(yōu)先級(jí)控制。但在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)送時(shí)間增長(zhǎng)，發(fā)送效率急 劇下降。2.2、CSMA/CD的原理以及控制規(guī)程CSMA/CD應(yīng)用在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層它的工作原理是：發(fā)送數(shù)據(jù)前 先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù) 據(jù).在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，邊發(fā)送邊繼續(xù)監(jiān)聽.若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù).等待一 段隨即時(shí)間，再重新嘗試.CSMA/CD控制規(guī)程：規(guī)程控制

6、規(guī)程的核心問(wèn)題：解決在公共通道上以廣播 方式傳送數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題(主要是數(shù)據(jù)碰撞問(wèn)題)控制過(guò)程包含四個(gè)處理容：偵聽、發(fā)送、檢測(cè)、沖突處理（1）偵聽：通過(guò)專門的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在站點(diǎn)準(zhǔn)備發(fā)送前先偵聽一下總線上是否有數(shù)據(jù)正在 傳送（線路是否忙）？若“忙”則進(jìn)入后述的“退避”處理程序，進(jìn)而進(jìn)一步反復(fù)進(jìn)行偵聽工作。若“閑”，則按照一定算法原則（“ X堅(jiān)持”算法）決定如何發(fā)送。（2）發(fā)送：當(dāng)確定要發(fā)送后，通過(guò)發(fā)送機(jī)構(gòu)，向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。（3）檢測(cè)：數(shù)據(jù)發(fā)送后，也可能發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞。因此，要對(duì)數(shù)據(jù)邊發(fā)送，邊接收，以判 斷是否沖突了。（4）沖突處理：當(dāng)確認(rèn)發(fā)生沖突后，進(jìn)入沖突處理程序。有兩種沖突情況： 偵聽中發(fā)現(xiàn)

7、線路忙若在偵聽中發(fā)現(xiàn)線路忙，則等待一個(gè)延時(shí)后再次偵聽，若仍然忙， 則繼續(xù)延遲等待，一直到可以發(fā)送為止。每次延時(shí)的時(shí)間不一致，由退 避算法確定延時(shí)值。 發(fā)送過(guò)程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞若發(fā)送過(guò)程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞，先發(fā)送阻塞信息，強(qiáng)化沖突，再進(jìn)行 偵聽工作，以待下次重新發(fā)送（方法同）。（5）控制流程圖（如下）(6) CSMA控制規(guī)程的特征 簡(jiǎn)單 具有廣播功能 平均帶寬：f = F / n 絕對(duì)平等，無(wú)優(yōu)先級(jí) 低負(fù)荷高效，高負(fù)荷低效 延時(shí)時(shí)間不可預(yù)測(cè) 傳輸速率與傳輸距離為一定值2.3、CSMA/CD的退避算法上述兩種沖突情況都會(huì)涉及一個(gè)共同算法一一退避算法。退避算法：當(dāng)出現(xiàn)線路沖突時(shí)，如果沖突的各站點(diǎn)都采用同樣

8、的退避間隔時(shí) 間，貝幷艮容易產(chǎn)生二次、三次的碰撞。因此，要求各個(gè)站點(diǎn)的退避間隔時(shí)間具有 差異性。這要求通過(guò)退避算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。截?cái)嗟亩M(jìn)制指數(shù)退避算法(退避算法之一)：截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法并不復(fù)雜。這種算法讓發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù) 據(jù)后，不是等待信道變?yōu)榭臻e后就立即再發(fā)生數(shù)據(jù)，而是推遲一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間。 這樣做是為了使重傳時(shí)再次發(fā)生沖突的概率減少。具體的退避算法如下：a確定基本退避時(shí)間，它就是爭(zhēng)用期 2t。以太網(wǎng)取值為征用期51.2uso對(duì) 于10Mb/s的以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期可以發(fā)送 512bit，即64個(gè)字節(jié)。也可以說(shuō)爭(zhēng)用期 是512比特時(shí)間。1比特時(shí)間就是發(fā)送1比特所需要的時(shí)間。所以這種時(shí)間單

9、位 與數(shù)據(jù)率密切相關(guān)。b、從離散的整數(shù)集合0, 1，(2?- 1)中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)，記為r。重傳應(yīng) 該推后的時(shí)間是r倍的爭(zhēng)用期。上面的參數(shù)k按下面的公式計(jì)算：k=Min重傳次數(shù),10可見(jiàn)當(dāng)重傳的次數(shù)不超過(guò)10時(shí)，參數(shù)k等于重傳的次數(shù)；但是當(dāng)重傳的次 數(shù)超過(guò)10時(shí)，k就不再增大而一直等于10oc、當(dāng)重傳達(dá)16次仍然不能夠成功時(shí)(這表明同時(shí)打算發(fā)送數(shù)據(jù)的站太多， 以致連續(xù)發(fā)生沖突)，則丟棄該幀，并向高層報(bào)告。例如：在第一次重傳時(shí)，k=1，隨機(jī)數(shù)r從整數(shù)0，1中選一個(gè)數(shù)。因此重傳 的站可選擇的重傳推遲時(shí)間是 0或者2t在這兩個(gè)時(shí)間中隨機(jī)選擇一個(gè)。若再次發(fā)生碰撞，則在第二次重傳時(shí)，k=2,隨機(jī)數(shù)r就從整

10、數(shù)0，1, 2， 3中選一個(gè)數(shù)。因此，重傳推遲時(shí)間是在 0，2t，4t和6t這4個(gè)時(shí)間中隨機(jī)地選 取一個(gè)。若連續(xù)多次發(fā)生沖突，就表明可能有較多的站參與爭(zhēng)用信道。但使用上述退 避算法可使重傳需要推遲到平均時(shí)間隨重傳的次數(shù)而增大(也稱為動(dòng)態(tài)退避)， 因而減少發(fā)生碰撞的概率，有利于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。3、CSMA/CD協(xié)議簡(jiǎn)介3.1、CSMA/CA 概述無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的MAC和802.3協(xié)議的MAC非常相似，都是在一 個(gè)共享媒體之上支持多個(gè)用戶共享資源，由發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的可 用性檢測(cè)。在 802.3協(xié)議中，是由一種稱為 CSMA/CD(Carrier Sense Multipl

11、e Access with Collision Detection)的協(xié)議來(lái)完成調(diào)節(jié)，這個(gè)協(xié)議解決了在 Ethernet上的各個(gè) 工作站如何在線纜上進(jìn)行傳輸?shù)膯?wèn)題，利用它檢測(cè)和避免當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的沖突。在802.11無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議中，沖突的檢測(cè)存在一定的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題稱為"Near/Far'現(xiàn)象，這是由于要檢測(cè)沖突， 設(shè)備必須能夠一邊接受數(shù)據(jù)信號(hào)一邊傳送數(shù)據(jù)信號(hào)，而這在無(wú)線系統(tǒng)中是無(wú)法辦 到的。鑒于這個(gè)差異，在802.11中對(duì)CSMA/CD進(jìn)行了一些調(diào)整，采用了新的協(xié)議 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Acc

12、ess with Collision Avoidanee)或者 DCF(Distributed Coordination Function)。CSMA/CA 利用 ACK 信號(hào)來(lái)避免沖突 的發(fā)生，也就是說(shuō)，只有當(dāng)客戶端收到網(wǎng)絡(luò)上返回的ACK信號(hào)后才確認(rèn)送出的 數(shù)據(jù)已經(jīng)正確到達(dá)目的地址。3.2、CSMA/CA工作原理及控制規(guī)程載波偵聽多路訪問(wèn)/沖突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collisi on Avoidanee, CSMA/CA )。此種方案采用主動(dòng)避免碰撞而非被動(dòng)偵測(cè)的方式來(lái)解 決沖突問(wèn)題?？梢詽M足那些不易準(zhǔn)確偵測(cè)是否有沖突發(fā)生的需求，如無(wú)線

13、局域網(wǎng)。CSMA/CA協(xié)議主要使用兩種方法來(lái)避免碰撞：a設(shè)備欲發(fā)送幀，且偵聽到信道空閑時(shí)，維持一段時(shí)間后，再等待一段隨 機(jī)的時(shí)間依然空閑時(shí)，才送出資料。由于各個(gè)設(shè)備的等待時(shí)間是分別隨機(jī)產(chǎn)生的， 因此很大可能有所區(qū)別，由此可以減少?zèng)_突的可能性。b、RTS-CTS握手(handshake :設(shè)備欲發(fā)送幀前，先發(fā)送一個(gè)很小的 RTS (Request to Send幀給目標(biāo)端，等待目標(biāo)端回應(yīng) CTS (Clear to Send幀后，才 開始傳送。此方式可以確保接下來(lái)傳送資料時(shí)，不會(huì)發(fā)生沖突。同時(shí)由于RTS幀與CTS幀都很小，讓傳送的無(wú)效開銷變小。此方案應(yīng)用于，無(wú)線局域網(wǎng)的IEEE 802.11 標(biāo)

14、準(zhǔn)。CSMA/CA通過(guò)這兩種方式來(lái)提供無(wú)線的共享訪問(wèn)，這種顯式的 ACK機(jī)制 在處理無(wú)線問(wèn)題時(shí)非常有效。 然而不管是對(duì)于802.11還是802.3來(lái)說(shuō)，這種方式 都增加了額外的負(fù)擔(dān)，所以802.11網(wǎng)絡(luò)和類似的Ethernet網(wǎng)比較總是在性能上稍 遜一籌。RTS-CTS握手(handshake)實(shí)際上就是在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前先對(duì)信道進(jìn)行預(yù) 約。下面為了方便解釋這種技術(shù)的主要原理請(qǐng)大家先看圖1-1。A的傳箱范曲B的伶刪S圍価)A發(fā)送RTS幀 BlfWKTS 幀圖2-1 CSMA/CA協(xié)議中的RTS和CTS幀 在圖2-1中：站B、站C、站E在站A的無(wú)線信號(hào)覆蓋的圍。而站 D不在其。站A、站E、站D在站

15、B的無(wú)線信號(hào)覆蓋的圍，但站 C不在其。 如果站A要向站B發(fā)送數(shù)據(jù)，那么，站A在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，要先向站B發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送幀RTS(Request To Send)在RTS幀中已說(shuō)明將要發(fā)送的數(shù) 據(jù)幀的長(zhǎng)度。站B收到RTS幀后就向站A回應(yīng)一個(gè)允許發(fā)送幀CTS(Clear To $6門4)3在CTS幀中也附上A欲發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度(從RTS幀中將此數(shù)據(jù)復(fù)制 到CTS幀中)。站A收到CTS幀后就可發(fā)送其數(shù)據(jù)幀了?，F(xiàn)在討論在 A和B兩 個(gè)站附近的一些站將做出什么反應(yīng)。對(duì)于站C,站C處于站A的無(wú)線傳輸圍，但不在站B的無(wú)線傳輸圍。因 此站C能夠收聽到站A發(fā)送的RTS幀，但經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間后，站 C收聽不到站

16、 B發(fā)送的CTS幀。這樣，在站A向站B發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，站C也可以發(fā)送自己 的數(shù)據(jù)而不會(huì)干擾站B接收數(shù)據(jù)(注意：站C收聽不到站B的信號(hào)表明，站B也 收不聽到站C的信號(hào))對(duì)于站D，站D收聽不到站A發(fā)送的RTS幀，但能收聽到站B發(fā)送的 CTS幀。因此，站D在收到站B發(fā)送的CTS幀后，應(yīng)在站B隨后接收數(shù)據(jù)幀的 時(shí)間關(guān)閉數(shù)據(jù)發(fā)送操作，以避免干擾站 B接收自A站發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。對(duì)于站E，它能收到RTS幀和CTS幀，因此，站E在站A發(fā)送數(shù)據(jù)幀的 整個(gè)過(guò)程中不能發(fā)送數(shù)據(jù)。 雖然使用RTS和CTS幀會(huì)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效率有所下降。但這兩種控制幀 都很短，它們的長(zhǎng)度分別為20和14字節(jié)。而數(shù)據(jù)幀則最長(zhǎng)可達(dá)2346字節(jié)，相

17、 比之下的開銷并不算大。相反，若不使用這種控制幀，則一旦發(fā)生沖突而導(dǎo)致數(shù) 據(jù)幀重發(fā)，則浪費(fèi)的時(shí)間就更大。雖然如此，但協(xié)議還是設(shè)有三種情況供用戶選 擇：使用RTS和CTS幀；當(dāng)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度超過(guò)某一數(shù)值時(shí)才使用 RTS和CTS幀； 不使用RTS和CTS幀。 盡管協(xié)議經(jīng)過(guò)了精心設(shè)計(jì)，但沖突仍然會(huì)發(fā)生。例如：站B和站C同時(shí)向站A發(fā)送BTS幀。這兩個(gè)RTS幀發(fā)生沖突后，使 得站A收不到正確的RTS幀因而站A就不會(huì)發(fā)送后續(xù)的CTS幀。這時(shí)，站B和 站C像以太網(wǎng)發(fā)生沖突那樣，各自隨機(jī)地推遲一段時(shí)間后重新發(fā)送其RTS幀。推遲時(shí)間的算法也是使用二進(jìn)制指數(shù)退避。 為了盡量減少?zèng)_突，802.11標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了獨(dú)特的MA

18、C子層，這里不具體說(shuō) 明。3.3、CSMA/CD的退避算法在IEEE 802.15.4 CSMA/CA機(jī)制中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器在網(wǎng)絡(luò)中，會(huì)發(fā)出信標(biāo)給 所有的可感應(yīng)節(jié)點(diǎn)，而對(duì)于有數(shù)據(jù)需傳送的設(shè)備來(lái)說(shuō)，它們會(huì)向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器要求 進(jìn)行傳送，由于在一個(gè)時(shí)間只能有一個(gè)設(shè)備進(jìn)行傳輸，因此所有想要傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)設(shè)備就會(huì)通過(guò)CSMA/CA機(jī)制來(lái)競(jìng)爭(zhēng)傳輸媒體的使用權(quán)。所有準(zhǔn)備傳輸數(shù)據(jù)的設(shè) 備，會(huì)監(jiān)測(cè)目前的無(wú)線傳輸媒體是否有其他設(shè)備在使用中，如果為宅閑，此時(shí)， 這些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生一個(gè)倒退延遲時(shí)間，來(lái)錯(cuò)開這些設(shè)備同時(shí)送出數(shù)據(jù)從而造成碰撞 的可能。若目前的無(wú)線傳輸媒體是忙碌中的，則這些設(shè)備將會(huì)在監(jiān)測(cè)到媒體為空 閑后，再進(jìn)行CSMA/

19、CA的競(jìng)爭(zhēng)。在IEEE 802.15.4 CSMA/CA算法中,CSMA/CA算法是用于節(jié)點(diǎn)問(wèn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的信道爭(zhēng)用機(jī)制，此算法中有三個(gè)重要的參數(shù)由每個(gè)要傳送數(shù)據(jù)的設(shè)備去維護(hù)：Nb、CW 和 BE。1、Nb（后退次數(shù)，Number Of Back）:Nb的初始值為0,當(dāng)設(shè)備有數(shù)據(jù)要傳送時(shí)，經(jīng)過(guò)一段后退時(shí)間后，發(fā)送CCA 檢測(cè)，若檢測(cè)到信道忙，則會(huì)再一次產(chǎn)生倒退時(shí)間，此時(shí)Nb值會(huì)加1,在中，Nb值最大定義為4,當(dāng)信道在經(jīng)過(guò)4次的后退延遲時(shí)間后仍為 忙，剛放棄此次的傳送，以避免過(guò)大開銷。2、CW （碰撞窗口的長(zhǎng)度，content win dow len gth）:也就是后退延遲時(shí)間的長(zhǎng)度，單位是Ba

20、ckoff, 個(gè)后退周期的定義在 MAC PIB中由參數(shù)aUnitBackofPeriod給出，為20symbol的時(shí)間。CW的初始值為2, 最大值為31。3、BE（后退指數(shù)，Backoff exponent）:取值圍為05, 15.4推薦的默認(rèn)值為3,最大值為5。當(dāng)BE設(shè)為0時(shí)，則 只進(jìn)行一次碰撞檢測(cè)。在中，失敗的次數(shù)（重傳）最多3次。圖2.19 是CSMA/CA算法流程；其中在步驟 是完成CCA的部分。3.4、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC層的特點(diǎn)在無(wú)線局域網(wǎng)中，由于無(wú)線信道的共享性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕M播性，發(fā)送方在發(fā)送數(shù)的過(guò)程中進(jìn)行沖突檢測(cè)比較困難。 且對(duì)某個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其剛剛發(fā)出的信號(hào)強(qiáng) 度要遠(yuǎn)高于來(lái)自其他節(jié)

21、點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，也就是說(shuō)它自己的信號(hào)會(huì)把其他的信號(hào)給 覆蓋掉。WLAN媒體訪問(wèn)控制(MAC)層采用的CSMA/CA協(xié)議，該協(xié)議用避免沖 突檢測(cè)代替802.3協(xié)議使用的沖突檢測(cè)，采用沖突避免機(jī)制盡量減小沖突碰撞發(fā) 生的概率，以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐性能與遲延性能。此外無(wú)線局域網(wǎng)中還存在一下幾個(gè)問(wèn)題：341 Near-far effect由于接收用戶的隨機(jī)移動(dòng)性，移動(dòng)用戶與基站間的距離也是隨機(jī)變化的，若各移動(dòng)用戶發(fā)射功率一樣，那么到達(dá)基站的信號(hào)強(qiáng)弱不同，離基站近信號(hào)強(qiáng)反之 則弱，通信系統(tǒng)的非線性則進(jìn)一步加重，出現(xiàn)強(qiáng)者更強(qiáng)的現(xiàn)象，這就是遠(yuǎn)近效應(yīng)。遠(yuǎn)近效應(yīng)存在于點(diǎn)到多點(diǎn)環(huán)境，一個(gè)基站對(duì)應(yīng)多個(gè)移動(dòng)終端，假設(shè)終端發(fā)射

22、 功率相同，但距離基站距離不同，基站接收到的信號(hào)大小不同，大信號(hào)可能將小 信號(hào)當(dāng)做干擾信號(hào)覆蓋(當(dāng)前的通行系統(tǒng)存在不同的解決辦法， 保證基站收到的 信號(hào)大小差不多)。3.4.2 隱藏站問(wèn)題(Hidden station Problem)拓?fù)洌篈P1-AP2-AP3圖3.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D1假設(shè)由于信號(hào)覆蓋的圍問(wèn)題，中間的 AP2能接收到AP1和AP3的信號(hào)，而 AP1與AP3無(wú)法感覺(jué)對(duì)方的存在。AP1與AP3由于傳輸圍無(wú)法互相覆蓋或者遇 到其他障礙物阻礙的情況下，無(wú)法檢測(cè)到碰撞的發(fā)生，不能使用cd機(jī)制，必須由接收端AP2來(lái)控管確認(rèn)取得傳輸?shù)臋?quán)利。3.4.3 暴露站問(wèn)題(exposed stati

23、on problem)拓?fù)洌篈P1-AP2-AP3-AP4圖3.3無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2假設(shè)信號(hào)傳輸距離只能到達(dá)相鄰的站，即1-2-3,2-3-4組成兩個(gè)傳輸圍，若這時(shí)ap2向ap1發(fā)送信號(hào)，ap3也想和ap4通信，但是由于ap3檢測(cè)到媒體上有信 號(hào)，于是，為了避免沖突，就不像 ap4發(fā)送數(shù)據(jù)。其實(shí)ap2像ap1發(fā)送數(shù)據(jù)并不 影響ap3像ap4發(fā)送數(shù)據(jù)，這種能檢測(cè)到媒體上已存在信號(hào)，但又不影響發(fā)送數(shù) 據(jù)的問(wèn)題叫做暴露站問(wèn)題。4、CSMA/CD和CSMA/CA 的主要差別兩者最重要的區(qū)別就在于CSMA/CD是發(fā)生沖突后及時(shí)檢測(cè)，而CSMA/CA 是發(fā)送信號(hào)前采取措施避免沖突。CSMA/CD :帶有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)，可以檢測(cè)沖突，但無(wú)法“避 免”CSMA/CA :帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問(wèn)，發(fā)送包的同時(shí)不能檢測(cè)到 信道上有無(wú)沖突，只能盡量”避免”。1、兩者的傳輸介質(zhì)不同，CSMA/CD用于總線式以太網(wǎng)，而CSMA/CA貝U用于 無(wú)線局域網(wǎng)802.11a/b/g/n等等。2、檢測(cè)方式不同，CSMA/CD通過(guò)電纜中電壓的變化來(lái)檢測(cè)，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生碰 撞時(shí)，電纜中的電壓就會(huì)隨著發(fā)生變化；而 CSMA/CA采用能量檢測(cè)(ED)、載波 檢測(cè)(CS)和能量載波混合檢測(cè)三種檢測(cè)信道空閑的方式。3、信道的利用率不同CS