概述

媒体接入控制（MAC）：协调多个发送和接收站点对一个共享传输媒体的占用

分类：

静态划分信道

频分复用 FDM

1）将频带划分为多个子频带

2）频分复用的所有用户同时占用不同的频带资源并行通信

时分复用 TDM

1）按时间均分，每个用户周期性占用通信

2）时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度

码分复用 CDM

1）与 FDM 和 TDM 不同，CDM 的每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信

2）由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰

动态接入控制

CSMA/CD 协议——总线局域网使用

概念

载波监听（CS）：在发送帧之前需要先检测总线空闲持续 96 比特时间才能发送

多址接入（MA）：多个站在一条总线上，竞争使用总线

碰撞检测（CD）：发送帧时边发送边检测是否发生碰撞。一旦发生碰撞则退避一段随机时间后再次发送

（强化碰撞：发送帧的站点检测到发生碰撞后，除了立即停止外，还要在继续发送 32 或 48 比特的人为干扰信号，使得所有站点都能检测到碰撞）

最小帧长

$ 最小帧长=争用期 \times 数据传输速率 $

1）当帧长过小，发送完后就停止碰撞检测，不知道帧是否发生碰撞，从而出错后不会重传

2）以太网规定最小帧长为 64 B（要发送的数据非常少，需要填充到 64 B）

截断二进制退避算法

$ 退避时间=争用期2\tau \times 随机数r $

$ r $从离散整数集合$ (0,1,…,(2^k-1)) $中随机选一个整数，其中$ k=min(重传次数,10) $

1）若多次发生碰撞，说明此时有多个主机竞争，要增大退避时间，减小碰撞概率

2）当尝试发送超过16次仍然失败，则丢弃该帧，向高层报告

信道利用率

理想情况：

1）总线一旦空闲就立即发送帧

2）没有发生碰撞

极限信道利用率$ S_{max}=\frac{T_0}{T_0+\tau} = \frac{1}{1+\frac{\tau}{T_0}} $

工作流程

帧发送流程：

帧接收流程：

CSMA/CA 协议——无线局域网使用

概念

碰撞问题：

1）因为无线状态下不便实现碰撞检测 CD ，改为碰撞避免 CA

2）碰撞避免（CA）：使用预约信道、ACK帧、RTS/CTS帧

3）因为无法避免所有碰撞且无线信道误码率高，所以使用停止-等待协议进一步保证数据正确接收

两种不同的媒体：

1）分布式协调功能 DCF：没有中心控制站点，每个站点通过协议竞争获取信道发送权。默认方式

2）点协调功能 PCF：接入点 AP 实现集中控制

帧间间隔 IFS

帧间间隔（IFS）：站点必须在持续检测到信道空闲一段时间后才能发送帧，这段时间为 IFS

帧间间隔的时间长短：

1）高优先级帧时间较短，低优先级时间较长

2）实现了帧发送的优先级，避免了碰撞的概率

常见帧间间隔：

1）短帧间间隔 （SIFS）：最短的帧间间隔。分隔一次对话的各帧、能够切换发送或接收。如ACK帧、CTS帧等

2）DCF帧间间隔 （DIFS）：比SIFS长得多。在 DCF 方式中用来发送数据帧和管理帧

退避算法

获取随机退避时间：

1）获取随机时间可以减少站点选择相同时间的概率

2）第 i 次退避在$ [0,2^{2+i}-1] $中随机选择一个整数，乘一个时隙的长度

3）当 i 为第 6 次，也就是整数达到 255时，不在增加

退避时间的使用：

1）当退避计时器的时间减小到零时，就开始发送数据

2）当退避计时器的时间还未减小到零时而信道又变为忙状态，这时就冻结退避计时器的数值，重新等待信道变为空闲，再经过时间 DIFS 后，继续启动退避计时器

工作流程