介质访问控制

本质上是将广播信道改造成逻辑上的点对点信道, 对比总线的控制机制

信道划分介质控制#

FDM频分复用#

各个用户分配不同的频带，之后始终使用相同的频带进行通信。

TDM时分复用#

比起模拟信号更适合数字信号传输

改进：统计时分复用（STDM）#

使用集中器收集各个用户的数据，并按照先后顺序存入自己的缓存，之后按照先后顺序填充STDM帧，帧满即发送出去。 STDM帧大小小于连接在集中器上的用户数

WDM波分复用#

CDM/CDMA 码分复用#

使用 CDMA 的源站被指派一个唯一的 m bit 码片序列每一个信源发出的码元是一个逻辑上的向量，与其他信源发出的向量正交，因此在一个信道上不同信源发出的码元是互不干扰的，接收方只要用内积运算便能提取出所需的分量 0代表-1，1代表1这个与符号位不同 内积被定义为：

\vec a \cdot \vec b = \frac{1}{m} \sum_{i=1}^{m}a_i \cdot b_i

随机访问介质控制#

上面的信道划分控制更集中控制一点，而随机访问介质控制是一个分布式的控制方式所有的用户可以随机的发送信息，发送信息时占用全部带宽，因此随机访问介质控制是种半双工的通信方式

ALOHA协议#

想发就发，发完等ack，收到nak就重发
不按时隙发送
当网络上的两个传输点同时向频道传输数据的时候，会发生冲突，这种情况下，两个点各自等待一段随机长度的时间后，再次尝试传送。

时隙ALOHA#

必须在每一个时隙的开始才能发送，每次传送的数据必须少于或者等于一个频道的一个时间分段。这样大大的减少了传输频道的冲突。

CSMA#

信道状态	1-坚持	非坚持	p-坚持
空闲	立刻发送数据	立刻发送数据	以p的概率发送数据，否则等到下一个时隙再看看
忙碌	继续监听到空闲发送数据	等待一段随机时间再来查看信道状态	等到下一个时隙再看看

CSMA/CD#

Pasted image 20240724194424 由于信源之间有时空距离，在发送前监听还不太够，例如我准备开始发送数据了，另外也有一个信源也开始发送数据，因为我们之间有时空距离，我还不知道他也要发送数据，因此在我发送数据时会产生冲突。因此在争用期 $2\tau$ 内要检测冲突，一旦有冲突要停止发送做相应处理。

争用期#

以太网规定争用期的长度是51.2 $\mu s$ ，因此对于10Mbps的以太网的最短帧长是64B，小于64B的都是无效帧，最短帧长=总线往返传输时延 * 带宽

二进制指数退避#

发生冲突后要退避
确定基本退避时间，一般为 $2 \tau$
从 $[0, 2^k),\space$ 其中k为重传次数如果重传次数超过10次还是按10来计 中选择一个随机整数 $r$ ,把 $2\tau \cdot r$ 作为回退时间iiii
当重传16次仍然不成功时说明网络拥挤，向上层报告出错

CSMA/CA#

特点#

采用停等协议
可靠传输协议

问题#

隐蔽站问题
暴露站问题

媒体接入控制方式#

分布式协调功能DCF。在 DCF 方式下，没有中心控制站点，每个站点使用 CSMA/CA 协议通过争用信道来获取发送权，这是 802.11 定义的默认方式
点协调功能PCF。 PCF 方式使用集中控制的接入算法(一般在接入点AP实现集中控制)，是 802.11 定义的可选方式，在实际中较少使用

帧间间隔#

短帧间间隔SIFS 这是最短的帧间间隔，用来分隔开属于一次对话的各帧。一个站点应当能够在这段时间内从发送方式切换到接收方式。使用 SIFS 的帧类型由 ACK 帧、 CTS 帧、由过长的 MAC 帧分片后的数据帧、以及所有回答 AP 探询的帧和在 PCF 方式中接入点 AP 发送出的任何帧
DCF帧间间隔DIFS。它比短帧间间隔 SIFS 要长得多，在 DCF方式中用来发送数据帧和管理帧
sifs 小于 pifs 小于 difs