基于CSMA--CA协议的无线星型网络的应用案例介绍

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IEEE802.15.4标准及其应用

IEEE802.15.4标准及其应⽤IEEE 802.15.4标准及其应⽤2002年，IEEE 802.15 ⼯作组成⽴，专门从事WPAN标准化⼯作。

它的任务是开发⼀套适⽤于短程⽆线通信的标准，通常我们称之为⽆线个⼈局域⽹（WPANs）。

⽬前，IEEE 802.15 WPAN共拥有4个⼯作组：蓝⽛WPAN⼯作组蓝⽛是⽆线个⼈局域⽹的先驱。

在初始阶段，IEEE并没有制定蓝⽛相关的标准，所以经过⼀段快速发展时期后，蓝⽛很快就有了产品兼容性的问题。

现在，IEEE决定制定⾏业标准来开发能够相互兼容的蓝⽛芯⽚、⽹络和产品。

⾼数据率WPAN⼯作组其802.15.3标准适⽤于⾼质量要求的多媒体应⽤领域。

802.15.4⼯作组为了满⾜低功耗、低成本的⽆线⽹络要求，IEEE标准委员会在2000年12⽉份正式批准并成⽴了802.15.4⼯作组，任务就是开发⼀个低数据率的WPAN（LR-WPAN）标准。

它具有复杂度低、成本极少、功耗很⼩的特点，能在低成本设备（固定、便携或可移动的）之间进⾏低数据率的传输。

表1中概括了⼀些802.15.4的特点。

⽬前该标准仍处于不断改善和修订阶段，预计于2003年初推出正式标准。

802.15.4⽆线发射/接收机及⽹络被Motorola、Philips、Eaton、Invensys和Honeywell这些国际通信与⼯业控制界巨头们极⼒推崇。

IEEE 802.15.4 标准及其技术特点IEEE 802.15.4 满⾜国际标准组织（ISO）开放系统互连（OSI）参考模式。

它包括物理层、介质访问层、⽹络层和⾼层。

图1是对这些层的描述。

物理层IEEE 802.15.4 提供两种物理层的选择（868/915 MHz和2.4GHz），物理层与MAC 层的协作扩⼤了⽹络应⽤的范畴。

这两种物理层都采⽤直接序列扩频（DSSS）技术，降低数字集成电路的成本，并且都使⽤相同的包结构，以便低作业周期、低功耗地运作。

一种基于CSMA／CA的无线局域网协议的实现方法

中图分类号：Ｐ９．Ｔ３３４０
文献标识码：Ａ
一
种基于ＣＭＡＣＳ／Ａ的无线局域网协议的实现方法
刘利民，徐志伟
（国科学院计算技术研究所，北京１０８）中０００
摘
要：论述了一种基于ＣＭＡＣ的无线局域网协议的实现方法，按照ＩＥ８０．协议标准以及通过无线传Ｓ／ＡＥＥ８２１１
现方法。ＣＳＡ协议可有令牌法和时间片法等多
发器来的载波指示信号监视信道，道一旦空闲，信启
动时间片计数器计数，计数过程中如信道忙，０时在清间片计数器，信道空闲后，新开始计数。等重（）当时间片计数器计数到Ｌ时，发送节点启动３发送，时时间片计数器清０同。（）送完成以后，新启动时间片计数器，时４发重同
种方法，自都有不同的特点。为了有效进行数据帧各
的发送和接收，我们开发的一种无线局域网适配器在
体系一Ⅶ ．ＡＷＬＮ中，用了一种基于时间片的ＣＭＡ采Ｓ／ＣＡ协议的实现方法。该方法有效利用了时间片选择
ｓａｄｒｒｔｃｌａｄｔｒｕｈｔｅａａｙｓｓｔｅｗｉｅｅｓｔａｓｓｉｎｓｇａ’ ｃａａｔｒｓｉ，ｗｅｐｏｏｓｄａｒａｉａｏｆｔｅｔｎａｄｐｇｏｎｏｇｎｌｉｔｒｌｓｒｎｍｓｏｉｎｌｈｒｃｉｔｃｏｈｈｏｈｉＳｅｒｐｅｅｌｔｎｏｈｚｉＣＳＡ／ＭＣＡｒｔｃｌｕｉｇｔｅｔｅｓｏｅｏ．ＴｈａｅｅｃｉｓｔｅｏｅａｉｇｐｏｅｓｏｈｅＷＬｐｏｏｏｓｉｌｔｍｔｄｎｈｍｈｅｐｐｒｄｓｒｂｐｒｔｒｃｓｆｔｅｈｎＡＮｄａｔｒＹＨ－ＬＡＮａｐ－ｅＷｂｅｎｔｅＣＳＡ／ｓａｄｏｈＭＣＡｐｏｏｏｉｅａｌｄｐｓｎｓｔｅｃｎｒｔａｉａｏｒｔｃｌｎｄｔｉａｎｅｒｅｔｈｏｃｅｒｌｔｎｍｅｏ．ｅｅｚｉｈｔｄＫｅｙｗｏｄ：ＣＳＡ／；ｔｍｅｓｏ；ｐｏｏｏｌｄｔａｅｒｓＭＣＡｉｌｔｒｔｃ；ａａｆｍｌ

IEEE802_MAC层CSMA_CA机制的分析与研究

IEEE802_MAC层CSMA_CA机制的分析与研究IEEE 802 MAC 层 CSMA/CA 机制是一种用于在共享媒体上进行数据传输的协议，常用于局域网中的无线网络。

CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）是一种争用式访问控制技术，通过侦听信道上的信号和发送确认帧来避免碰撞。

CSMA/CA 机制在保证数据传输质量、提高网络效率和减少冲突上具有一定的优势。

首先，CSMA/CA机制的基本原理是侦听和传输确认。

在发送数据之前，节点首先侦听信道上是否存在其他节点的传输，如果信道上有传输，节点则等待一段时间再次侦听。

只有在信道空闲时，节点才能开始传输数据。

此外，在数据传输过程中，发送方节点还会发送确认帧，接收方节点在收到确认帧后才停止传输，以确保数据传输的正确性。

CSMA/CA机制的特点之一是退避算法。

当信道繁忙时，节点会等待一个随机的退避时间，之后再次侦听信道。

退避时间的长度是根据节点数量和信道负载动态调整的，以提高信道的利用率。

此外，CSMA/CA机制还通过发送短的信标帧和后传导信号来减少隐藏终端问题。

CSMA/CA机制还具有一些改进措施来提高网络性能。

其中一个是帧的截断传输，即将较长的帧分成多个较小的片段进行传输，以减小传输过程中发生冲突的概率。

另一个是帧间距的增加，即在每个帧之间增加一定的间隔时间，以便其他节点选择性侦听和传输。

此外，CSMA/CA机制还可以支持不同的连接方式。

对于点对点连接，CSMA/CA机制使用虚拟载波监听技术，可以提供基于数据包的传输。

对于广播连接，CSMA/CA机制使用基于扉口的机制，具备广播链接性能。

CSMA/CA机制的研究主要集中在网络性能的改善方面。

这些研究包括减小退避时间、改进确认机制、优化帧间距等技术。

此外，还有一些研究关注网络拓扑结构的调整和节点的动态调度，以提高网络的容量和效率。

无线局域网接入技术精选全文完整版

适应于几百米范围的固定或移动PC机的无线接入
无线局域网的概述
无线局域网的功能
为小范围内固定或移动站点提供无线数据通信
无线局域网的环境及面临的问题
有限的带宽
2.4GHz无需申请频带，非常拥挤 5GHz频带
共享信道
多个站点共享同一信道数据通信具有广播的特点两个或以上站点同时发送会发生冲突如何避免冲突、如何分解冲突是WLAN面临的问题之一
BSS是一个基本的WLAN的单元网络
为一组站点提供通信服务
在一个BSS内，各站点可直接通信（对等），或只能通过一跳中继实现站点之间的通信（AP)
每个BSS都有一个ID，称为BSSID
不同的BSS之间的站点不能直接通信
BSS与ESS（续）
ESS
ESS:Extended Service Set ，扩展服务组
点协调功能 PCF，是一种集中控制方式，站点之间的通信基于轮询的方式，一种无竞争的方式
关联认证与加密帧的分段与重装
无线信道易受干扰，短帧有利于提供传输的成功率分段功能是802.11的一个可选项
IEEE802.11标准体系 ——BSS与ESS
BSS
BSS
Basic Service Set ,基本服务组
WLAN环境面临的问题（续）
移动带来不定因素
移动中通信链路变化拓扑变化加上不定的信道干扰如何保持站点移动时的连续通信是WLAN面临的问题之一
提高抗干扰能力安全性问题
防止非法用户的接入防止恶意的获取他人个人信息
WLAN的网络结构
无中心－对等结构（ad－hoc）
B
A
C
D 频率f E
载波侦听
物理层载波侦听
可以通过检测信号能量，判定信道的忙闲状态

CSMA-CA介绍

Clear to Send 报文后，才开始传送。利用RTS-CTS
握手(handshake)程序，确保接下来传送资料时，丌会被碰撞。同时由於RTS-CTS封包都很小，让传送的
无效开销变小。
工作流程
CSMA/CA通过这两种方式来提供无线的共享访问，这种显式的ACK机制在处理无线问题时非常有效。然而丌管是对于802.11还是802.3来说，这种方式都增
就可发送数据了。
实例讲解
对于站C，能够收听到站A发送的RTS帧，但收听丌到站B发送的CTS帧。对于站D，站D收听丌到站A发送的RTS 帧，但能收听到站B发送的CTS帧。对于站E，能收到 RTS帧和CTS帧。
实例讲解使用RTS和CTS帧的优缺点：缺点：网络的效率下降优点：两种控制帧都很短，开销小。相反，若丌使用，则一旦发生冲突而导致数据帧重发，则浪费的时间就更大。
概述
在802.11无线局域网协议中，冲突的检测存在一定的问题，这个问题称为 “Near/Far”现象，这是由于要检测冲突，设备必须能够一边接受数据信号一边传送数据信号，而这在无线系统中是无法办到的。鉴于这个差异，在802.11中对CSMA/CD迚行了一些调整，采用了新的协议CSMA/CA或者DCF。CSMA/CA 利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的地址。
CSMA/CA协议
全称：带冲突避免的载波侦听多路访问。
基本过程: （1）送出数据前，监听媒体状态，确定没人使用，维持一段时间，再等待一段随机时间后依然无人使用，送出数据。（2）送出数据前，发送请求传送报文(RTS)给目标端，等待目标端回应CTS报文后，才开始传送。

无线网络及实验

直接设置点击用点击用windowswindows配置我的无线网络设置配置我的无线网络设置然后按高级然后按高级51选择第二项选择第二项52添加网络添加网络点击用点击用windowswindows配置我的无线网络设置配置我的无线网络设置然后按添加然后按添加53网络名称填写网络名称填写ruijieruijie数据加密选择数据加密选择禁用禁用54测试联通性测试联通性关闭防火墙关闭防火墙ping19216811ping19216811pingping另外一台另外一台pcpc注意除了无线网卡外没有其他注意除了无线网卡外没有其他连接连接55安装无线网络4配置adhoc无线网络模式安装无线网络4配置adhoc无线网络模式56没有ap两台机器联通没有ap两台机器联通只使得无线网络连接可用右键属性只使得无线网络连接可用右键属性57点击用点击用windowswindows配置我的无线网络设置配置我的无线网络设置然后按高级然后按高级58选择第三项选择第三项仅计算机到计算机特定仅计算机到计算机特定59添加网络名ssid
2.4GHz/5.8GHz 802.11b 802.11a
21
802.11g
构建无线局域网络知识介绍（构建无线局域网络知识介绍（3）
无线网络安装模式无线网络接入协议
22
无线安装模式第一种：Ad-Hoc（对等模式）无线安装模式第一种：Ad-Hoc（对等模式）
配备无线网卡的电脑间组成的独立无线局域网。配备无线网卡的电脑间组成的独立无线局域网。在Ad-Hoc 模式里，客户机是点对点的，在信号可达的范 Ad模式里，客户机是点对点的，围内，都可以进入其他客户机获取资源，而不需要接围内，都可以进入其他客户机获取资源， Access Point。 Point。对SOHO建立无线网络 SOHO建立无线网络来说，这是最简单而且来说，最实惠的方法。最实惠的方法。

多路复用技术在无线通信中的应用研究

多路复用技术在无线通信中的应用研究随着无线通信的普及，人们对于通信速度、稳定性和可靠性都有了更高的要求。

而多路复用技术正是一种提高无线通信效率的重要技术手段。

本文将从多路复用技术原理、常见的多路复用技术以及多路复用技术在无线通信中的应用方面进行探讨。

一、多路复用技术原理多路复用技术在通信中是指将多个通信信号在一个通道（或载波）上同时传输的技术。

它的主要思想是将各路信号的信息分别编码，然后经过某些方式合成为一个复合信号，最终在通道（或载波）上传输。

常见的多路复用技术有时分复用技术（TDM）、频分复用技术（FDM）、码分复用技术（CDM）和波分复用技术（WDM）等等。

这些技术分别在不同的通信系统中得到广泛的应用。

二、常见的多路复用技术1. 时分复用技术（TDM）时分复用技术是指将同一通信信道分成若干个时间段，每个时间段用于传输不同的信号。

在每个时间段内，只有相应的信号才能被传输，其余时间段则不占用该信道。

时分复用技术被广泛应用于数字通信系统中，如数字电话、数字广播和数字电视等。

在数字系统中，TDM技术实现了各路信号的同时传输和接收，从而提高了通信效率。

2. 频分复用技术（FDM）频分复用技术是指将一个宽带通信信道分成若干个较窄的子信道，每个子信道用于传输不同的信号。

在每个子信道中，只有相应的信号才能被传输，其余信道则不占用该通信信道。

频分复用技术是一个基于频域的信号复用技术，在模拟通信系统和数字通信系统中广泛应用。

它通过将各路信号分离到不同的频段上，从而实现了各路信号的同时传输和接收。

3. 码分复用技术（CDM）码分复用技术是指将不同的通信信号使用不同的码序列进行编码，然后用一个复合码进行传输。

在接收端，通过使用相应的解码算法，可以将各路信号分离出来，从而实现了各路信号的同时传输和接收。

码分复用技术在高速数字通信系统和移动通信系统中得到了广泛的应用。

它可以提高通信信道的利用率，降低通信系统的复杂度，提高传输信号的抗干扰能力。

csma计算机网络技术

csma计算机网络技术CSMA计算机网络技术CSMA（Carrier Sense Multiple Access），即载波侦听多路访问技术，是一种在计算机网络中用于控制网络设备如何访问传输介质（如电缆）的协议。

CSMA技术广泛应用于局域网（LAN）中，特别是在以太网（Ethernet）中。

本文将详细介绍CSMA技术的原理、工作方式以及在现代计算机网络中的应用。

CSMA技术的原理CSMA技术基于一个简单的思想：在发送数据之前，网络设备首先侦听传输介质是否空闲。

如果介质是空闲的，设备就可以开始发送数据；如果介质正在使用中，设备则等待直到介质空闲后再发送。

这种机制可以有效地减少数据包的冲突，提高网络的传输效率。

CSMA的工作方式CSMA技术主要有两种工作模式：非坚持型CSMA（1-坚持CSMA）和坚持型CSMA（p-坚持CSMA）。

1. 非坚持型CSMA：在这种模式下，设备在发送数据前首先侦听介质。

如果介质空闲，设备立即发送数据；如果介质忙，则等待一个随机时间后再次侦听。

这种模式简单易实现，但可能会导致较高的冲突率。

2. 坚持型CSMA：在这种模式下，设备在发送数据前侦听介质，如果介质忙，设备会持续侦听直到介质空闲。

在介质空闲的情况下，设备会根据一个概率p决定是否发送数据，或者等待一个随机时间。

这种模式可以更有效地利用网络资源，降低冲突率。

CSMA/CD协议CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection），即载波侦听多路访问/冲突检测协议，是CSMA技术的一个重要扩展。

在CSMA/CD中，设备在发送数据的同时，也会侦听介质上是否有其他设备也在发送数据，从而检测到数据冲突。

如果检测到冲突，设备会立即停止发送数据，并发送一个特殊的信号（Jam signal），通知所有设备冲突的发生。

然后，设备会等待一个随机时间后再次尝试发送数据。

无线局域网WLAN

无线局域网WLAN无线局域网提供了移动接入的功能，这就给许多需要发送数据但不能坐在办公室的人提供了方便。

其次局域网络管理的主要工作之一就是铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间找出断线所在。

由于配合企业及应用环境不断的更新与开展，原有的企业网络必须配合重新布局，需要重新安装网络线路。

虽然电缆本身并不贵，可是请技术人员来配线的本钱很高，尤其是老旧的大楼，配线工程费用就更高了。

而用无线局域网那么比拟容易。

在局域网刚刚问世后的一段时间，无线局域网的开展比拟缓慢，其原因是价格贵、数据传输率低、平安性较差，以及使用登记手续复杂〔使用无线电频率必须得到有关部门的批准〕。

但自20世纪80年代末以来，由于人们工作和生活节奏的加快以及移动通讯技术的飞速开展，无线局域网络也就逐步进入市场。

无线局域网简称WLAN 〔Wireless Local Area Networks〕。

无线局域网可分为两大类，第一类是有固定根底设施的，第二类是无固定根底设施的。

所谓“固定根底设施〞是指预先建立起来的，能够覆盖一定地理围的一批固定基站。

大家经常使用的蜂窝移动就是利用移动电信公司预先建立的覆盖全国的大量固定基站来接通用户手机拨打打。

无线局域网拓扑构造概述：基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ISM频段中的2.4GHz或5GHz射频波段进展无线连接。

它们被广泛应用，从家庭到企业再到Internet接入热点。

简单的家庭无线WLAN：在家庭无线局域网最通用和最廉价的例子，如图1所示，一台设备作为防火墙，路由器，交换机和无线接入点。

这些无线路由器可以提供广泛的功能，例如：保护家庭网络远离外界的入侵。

允许共享一个ISP〔Internet效劳提供商〕的单一IP 地址。

可为4台计算机提供有线以太网效劳，但是也可以和另一个以太网交换机或集线器进展扩展。

为多个无线计算机作一个无线接入点。

CSMACA协议的基本原理

工作流程
1.送出数据前，监听媒体状态，等没有人使用媒体，维持一段时间后，才送出数据。由於每个设备采用的随机时间不同，所以可以减少冲突的机会。 2.送出数据前，先送一段小小的请求传送报文（RTS : Request to Send）给目标端，等待目标端回应（CTS: Clear to Send）报文后，才开始传送。利用RTS-CTS握手（handshake）程序，确保接下来传送资料时，不会被碰撞。
例：
假设有这一层楼，两旁住了几十户人，中间只有一条仅供一人同行的走道。情况如下： ①当这些住户要经过走道出来时，首先探出头来看看走道上有没有人（这就是载波监听），如果没有，就通过走道出来； ②如果走道上有人走，那么就一直盯着走道，直到走道上没人时再出来（1-坚持监听算法）； ③如果有两人同时看到走道上没有人，而同时走向走道（冲突检测），则两个人发现时就马上回到自己屋里。
站A的无线信号覆盖范围：站B、站C、站E。站B的无线信号覆盖范围：站A、站D、站E。若站A要向站B发送数据，则： 1.站A在发送数据帧之前，要先向站B发送一个请求发送帧RTS(Request To Send)。在RTS帧中已说明将要发送的数据帧的长度。站B收到RTS帧后就向站A回应一个允许发送帧CTS(Clear To Send)。在CTS帧中也附上A欲发送的数据帧的长度(从RTS帧中将此数据复制到CTS帧中)。站A收到CTS帧后就可发送其数据帧了。 2.对于站C，站C处于站A的无线传输范围内，但不在站B的无线传输范围内。因此站C 能够收听到站A发送的RTS帧，但经过一小段时间后，站C收听不到站B发送的CTS帧。这样，在站A向站B发送数据的同时，站C也可以发送自己的数据而不会干扰站B接收数据(注意：站C收听不到站B的信号表明，站B也收听不到站C的信号)。 3.对于站D，站D收听不到站A发送的RTS帧，但能收听到站B发送的CTS帧。因此，站D 在收到站B发送的CTS帧后，应在站B随后接收数据帧的时间内关闭数据发送操作，以避免干扰站B接收自A站发来的数据。 4.对于站E，它能收到RTS帧和CTS帧，因此，站E在站A发送数据帧的整个过程中不能发送数据。

CSMA-CA协议分析

《CSMA/CA协议研究分析》一．概述无线局域网标准802.11的MAC和802.3协议的MAC非常相似，都是在一个共享媒体之上支持多个用户共享资源，由发送者在发送数据前先进行网络的可用性检测。

在802.3协议中，是由一种称为CSM/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的协议来完成调节，这个协议解决了在Ethernet上的各个工作站如何在线缆上进行传输的问题，利用它检测和避免当两个或两个以上的网络设备需要进行数据传送时网络上的冲突。

二．CSMA/CA协议1.CSMA/CD为什么不能应用无线局域网以及CSMA/CA的由来CSMA/CD协议已成功地应用有线连接的局域网，但在无线局域网的环境下，确不能简单的搬用CSMA/CD协议，特别是碰撞检测部分。

原因如下：第一，在无线局域网的适配器上，接收信号的强度往往小于发送信号的强度，因此若要实现碰撞检测，那么在硬件上需要的花费就会过大。

第二，在无线局域网中，并非所有的站点都能够听见对方，而“所有的站点都能够听见对方”正是实现CSMA/CD协议必须具备的基础。

下面用图一的例子来说明这点。

虽然无线电波能够向所有方向传播，但其传播距离受限，而且当电磁波在传播过程中遇到障碍时，其传播距离就更短。

图一中画有四个无线站点，并假设无线信号传播范围是以发送站为圆心的一个圆形面积。

图一（a）表示站点A和C想和B通信。

但A和C相距较远，彼此都听不见对方。

当A和C检测到信道空闲时，就想向B发送数据，结果发生了碰撞。

（这祌未能检测其他站点信号的问题叫做隐蔽站问题。

）当移动站之间的障碍物时也可能出现上述问题。

例如，三个站点A，B和C彼此之间距离都差不多，相当于在一个等边三角形的三个顶点。

但A和C之间有一座山，因此A和C彼此都听不见对方。

若A和C同时向B发送数据就会发生碰撞，使B无法正常接收。

图一（a）给出了另一种情况。

CSMA CA

第二，更重要的是，即使能够实现冲突检测的功能，且在发送数据报时检测到信道是空闲的，但是，由于无线电波能够向所有的方向传播，且其传播距离受限，在接收端仍然有可能发生冲突，从而产生隐藏站问题和暴露站问题。
此外，无线信道还由于传输条件特殊，造成信号强度的动态范围非常大。这就使发送站无法使用冲突检测的方法来确定是否发生了碰撞。
因此，无线局域不能使用CSMA/CD协议，而是以此为基础，制定出更适合无线络共享信道的载波监听多路访问/冲突避免CSMA/CA协议。CSMA/CA协议利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到络上返回的ACK信号后，才确认送出的数据已经正确到达目的。
工作流程
802.11标准为数据帧定义了不同的信道使用优先级，使用三种不同的时间参数：短帧间隔SIFS、长帧间隔 DIFS和点协同间隔PIFS。SIFS最短，使用它作为等待时延的结点将用最高的信道使用优先级来发送数据帧。络中的控制帧以及对所接收数据的确认帧都采用SIFS作为发送之前的等待时延。DIFS最长，所有的数据帧都采用DIFS 作为等待时延。PIFS具有中等级别的优先级，主要作为AP定期向服务区内发送管理帧或探测帧所用的等待时延。
（4）在WLAN中，本结点处有冲突并不意味着在接收结点处就有冲突。
谢谢观看
第一类避免冲突的工作方式要点如下：每次传递结束后，立即把时间划分成时间片，这些时间片分属络中各结点。结点根据时间片的先后发送信息，具有第一个时间片的结点首先发送，发送结束后，按优先权顺序把发送权交给具有第二个时间片的结点。轮到某个结点而该结点又无报文可发时，它的时间片就空闲不用。如果在时间片轮回一周后，所有结点都无报文可发，那么络就返回到CSMA/CD方式，这时又按竞争方式获取信道。信道在 CSMA/CD方式下使用一次后，系统又回到时间片方式。在这种可避免冲突的系统中，通常给某些结点以特殊的优先权，使它们总是能在第一个时间片发送信息。如果给它们的时间片没有使用，则重新在其他结点轮流分配时间片。在这种系统中，结点必须有能力完成时间片的同步，执行分配时间片的算法以及CSMA/CD方式的算法，因此，实现起来较复杂，价格也较贵。这种方法的优点是效率高。

关注CSMA CA协议分析详解

CSMA/CA协议分析概述无线局域网标准的802.11的MAC协议与802.3标准的MAC协议非常相似。

在802.3协议中，MAC 协议使用的是一种叫做CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)，即载波监听多路访问/冲突检测机制。

这个协议解决了如何在有线以太网上检测和避免当两个或两个以上的网络设备需要同时进行数据传输时网络上的冲突。

其工作原理可以总结为先听后说，边听边说;一旦冲突，立即停说;等待时机，然后再说。

但其并不适合无线局域网，在无线局域网中，无线电波传输距离受限，不是所有的节点都能够都能监听到信号;而且，无线网卡工作在半双工模式下，设备无法一边接收数据信号，一边传送数据信号。

另一方面，无线带宽本就不高，一旦发生碰撞，重新发送数据，会降低吞吐量。

为此，在802.11中对CSMA/CD进行了一些修改，采用了新的协议CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)，即，载波监听多路访问/冲突避免机制，利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当STA收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的地址。

CSMA/CA协议为了尽量避免碰撞，802.11标准规定，所有的STA在完成帧的发送后，必须在等待一段很短的时间才能发送下一帧，这段时间叫做帧间间隔IFS.帧间间隔的长短取决于该站要发送的帧的类型。

高优先级的帧需要等待的时间较短，因此可以优先获得发送权，但低优先级帧就必须等待较长的时间。

若低优先级帧还没来得及发送而其他高优先级帧已发送到媒体，则媒体变为忙态因而低优先级帧就只能再推迟发送了。

这样就减少了发生碰撞的机会。

至于各种帧间间隔的具体长度，这取决于使用的物理层特性。

SIFS，即短(Short)帧间间隔。

SIFT是最短的帧间间隔，用来分隔开属于一次对话的各帧。

多址技术在无线网络中的应用

多址技术在无线网络中的应用摘要：在过去的20年中，通信技术得到了迅猛的发展和广泛的应用，极大地推动了社会的发展。

在通信网络发展过程中，随机多址接入控制协议促进了通信网络的迅速发展，成为IEEE802.3, 802.11和HIPERLAN 等协议标准的核心，对以太网、Intemet 、无线局域网和移动通信网络起到了重要的支撑作用。

关键词：多通道;固定分配多址;随机多址;无线网络Multi- sites Technology in Wireless Network ApplicationAuthor hezhujian Instructor liangpingyunaAbstract ：In past twenty years,rapid developmentan da broad plicationocommunication technology have greatly promoted the development of society. Communication network has been accelerated greatly by random access protocols, which have been the standard of IEEE802.3, 802.11,hiperlan and play a important role in Ethernet, Internet, WLAN and mobile communication network.Key words ：many passways ;much location at random ;wireless network1 引言多址技术一直都是无线通信的关键技术之一，甚至是移动通信换代的一个重要标志。

多址技术所要解决问题的特点是：通信（子）网中的登记用户数常常远大于同一时刻实际请求服务的用户数。

CSMACA和CSMACD协议(整理)

1、引言在LAN中，站点检测其他站点在干什么，从而相应的调整自己的动作。

网路站点侦听载波是否存在并执行相应动作的协议，被称为载波侦听协议。

在有线以太网中所使用的MAC方法是带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。

CSMA/CD协议是对ALOHA 协议的改进，它确保网络节点在侦听信道忙时不会有新站点同时发送数据，而在无线局域网中使用的MAC协议是带冲突避免的载波侦听多路访问CSMA/CA （Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）。

载波侦听多路接入方法又称为“先听后说”方法。

它是 ALOHA协议的一种改进型。

其基本思想是：每个站在发送数据前，先侦听信道上有无其它站正在发送信息。

如果信道空闲，则发送数据；否则(信道忙)暂不发送，退避一段时问后再尝试。

CSMA是载波检测(侦听)多路访问.它检测其他站的活动情况,据此调整自己的行为.分为以下几类:1、持续 CSMA(1-persistent CSMA)：当信道忙或发生冲突时,要发送帧的站,不断持续侦听,一有空闲,便可发送. 其中,长的传播延迟和同时发送帧,会导致多次冲突,降低系统性能.2、非持续CSMA: 它并不持续侦听信道,而是在冲突时,等待随机的一段时间。

它有更好的信道利用率，但导致更长延迟.3、p-持续CSMA：它应用于分槽信道,按照P概率发送帧。

即信道空闲时,这个时槽,欲发送的站P概率发送,Q=1-P概率不发送，若不发送，下一时间槽仍空闲,同理进行发送，若信道忙,则等待下一时槽,若冲动,则等待随机的一段时间,重新开始。

以上都是对ALOHA的改进。

当信道忙时,所有站都不传输帧。

IEEE 802.3以太网 CSMA/CD所采用的是1-坚持退避CSMA/CD。

在无线局域网IEEE802.ll标准中MAC层采用CSMA/CA。

网络组建 CSMA CA协议

网络组建CSMA CA协议我们知道总线型局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD，即载波侦听多点接入/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。

但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此802.11全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接入/避免冲撞CSMA/CA（with Collision Avoidance）。

802.11标准有两种访问方法：优先访问和载波侦听多路访问冲突避免（CSMA/CA）。

两种访问方法都是数据链路层的功能。

在优先访问方法中，接入点也充当点协调器。

点协调器建立无争用期，在这个时段内，基站无法发送数据（除了接入点外），直到这个点协调器建立了连接。

在无争用期，点协调器登记基站。

如果一个基站因为有信息要发送而显示可登记，点协调器就会把这个基站加入登记表。

如果这个站不可登记，点协调器就发送一个信号帧，表示到下一个空闲争用期还要等多久。

登记表上的基站下一次就会进行了通信，一次只能有一个基站通信。

在登记表上所有基站都有机会发送后，就会有另一个空闲争用期，在这个时期内，点协调器再统计各基站以决定它是否可登记并想发射数据。

优先访问是为对时间敏感的通信设计的。

这些通信主要有语音、视频、电视会议，所有这些通信形式都要求不间断通信。

优先访问在802.11中又称为点协调功能。

载波侦听多路访问冲突避免（CSMA/CA）是一种无线网络中更常用的访问方法，也称为分布式协调功能。

在CSMA/CA中，等待发送的基站监听通信频率是否空闲。

通过监测接收信号强度指示器（RSSI）等级来决定频率是否空闲。

如果两个或多个同时想发送信息的基站没有冲突，就表明频率处于空闲。

一旦频率空闲，每个基站监听DIFS秒，以确定频率是否要继续空闲。

DIFS是分布式协调功能的内帧间隔，它是预先定义的强制空闲或者延迟时期。

如果频率在DIFS时期仍保持空闲，这样基站就可以避免冲突，因为每个要求发送的基站都计算不同的等待时间或者反馈时间，直到再次检查频率是否空闲。

关注CSMACA协议分析详解

关注CSMACA协议分析详解CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）是一种在共享媒体上实现数据传输的协议。

在该协议中，每个站点在发送数据之前都会检查信道是否被其他站点占用，如果信道被占用，则会延迟发送数据，以避免冲突。

本文将详细介绍CSMA/CA协议的工作原理和分析。

CSMA/CA的工作原理基于两个主要概念：载波侦听（Carrier Sense）和冲突避免（Collision Avoidance）。

首先，载波侦听是指在发送数据之前，每个站点都会检测信道上是否存在其他站点的信号。

如果存在，则该站点将等待一段随机时间，并再次进行侦听，直到信道空闲为止，然后才能发送数据。

这样可以减少冲突的可能性，提高数据的可靠性。

其次，冲突避免是指在信道空闲时，为了避免多个站点同时发送数据而发生冲突，CSMA/CA采用了一种称为RTS/CTS（Request to Send/Clear to Send）的机制。

该机制中，发送站点首先发送一个请求信号（RTS），并等待接收站点的确认信号（CTS）。

只有在接收到CTS信号后，发送站点才能发送数据。

这样可以确保在发送数据之前信道的可用性，并减少冲突的可能性。

CSMA/CA协议的工作流程如下：首先，发送站点会侦听信道上是否有其他站点正在发送数据。

如果没有，则发送站点将发送一个RTS信号。

接收站点在接收到RTS信号后，会发送一个CTS信号作为确认。

其他站点会收到CTS信号并知道信道被占用。

发送站点在接收到CTS信号后，可以发送数据。

其他站点在接收到CTS信号后，会将信道置为忙碌状态，直到发送站点发送完数据并释放信道。

发送站点在发送完数据后，会发送一个释放信道的信号。

其他站点在接收到此信号后，可以开始发送数据。

CSMA/CA协议的分析如下：优点：1.可靠性：由于CSMA/CA协议通过侦听信道来避免冲突，因此可以提高数据传输的可靠性。

802.11标准中的MAC层1.CSMACA协议

通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值就可判定是否有其他的移动站在信道上发送数据。
当源站发送它的第一个 MAC 帧时，若检测到信道空闲，则在等待一段时间 DIFS 后就可发送。
为什么信道空闲还要再等待
这是考虑到可能有其他的站有高优先级的帧要发送。
如有，就要让高优先级帧先发送。
IR 1 Mb/s 2 Mb/s
5 GHz OFDM 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mb/s
2.4 GHz DSSS 5.5 Mb/s 11 Mb/s
IEEE 802.11
802.11a
802.11b
802.11 的 MAC 层在物理层之上包括两个子层
无争用服务
MAC 层
目的站其他站
ACK
NAV（媒体忙）
DIFS PIFS SIFS
争用窗口发送下一帧
有帧要发送推迟接入
等待重试时间
时间时间
三种帧间间隔 DIFS，即分布协调功能帧间间隔（最长的 IFS），在 DCF 方式
中用来发送数据帧和管理帧。DIFS 的长度比 PIFS 再增加一个时隙长度，因此 DIFS 的长度为 128 s。
无争用服务
MAC 层
点协调功能 PCF (Point Coordination Function)
争用服务
分布协调功能 DCF (Distributed Coordination Function)
(CSMA/CA)
物理层
2.4 GHz FHSS 1 Mb/s 2 Mb/s
2.4 GHz DSSS 1 Mb/s 2 Mb/s
改进的办法是将 CSMA 增加一个碰撞避免(Collision Avoidance)功能。