CSMA/CA是寫入IEEE802.11的無線網(wǎng)絡(luò)MAC層標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，相信看到這篇文章的讀者都知道它是用來做什么的。但許多短文對(duì)這個(gè)協(xié)議的解釋都有所缺乏，因此本文用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的形式詳細(xì)說明協(xié)議的工作流程。（好吧其實(shí)是作者看到一個(gè)狀態(tài)圖有感而發(fā)，見參考資料）

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請(qǐng)看下面的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：

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其中，CS=1(0)意味著載波被占用（可用），Q=1表示隊(duì)列中有（無）待發(fā)送的幀（frame）。感興趣的讀者可以自行推斷上述狀態(tài)代表什么。

好了，首先說明，CS=1還是CS=0是怎么判斷呢？有時(shí)是通過偵聽載波，有時(shí)是通過RTS/CTS機(jī)制，雖然圖中并未說明。下面沿著狀態(tài)圖簡述CSMA/CA工作流程：

　　(初始狀態(tài)為I, 節(jié)點(diǎn)有待發(fā)的幀，于是開始偵聽載波)

　　I：idle，發(fā)送方偵聽到信道忙，則轉(zhuǎn)到D，否則轉(zhuǎn)到T。

　　D：defer，若信道忙，等待一段時(shí)間后，若信道空閑，轉(zhuǎn)到B。

　　T：transmit，若信道可用，等待一個(gè)DCF之后發(fā)送一個(gè)RTS。若收到的CTS中包含自己的地址，說明預(yù)約信道成功，開始傳輸數(shù)據(jù)幀。傳輸過程中遇到出錯(cuò)，則轉(zhuǎn)到B，進(jìn)入退避過程；遇到信道被占用時(shí)轉(zhuǎn)到D。

　　B：backoff，即CSMA/CA的退避機(jī)制，用于處理傳輸出錯(cuò)的情況。出錯(cuò)一般只由兩種情況導(dǎo)致，即沖突(collision)和信道噪聲(carrier noise)。退避時(shí)，從{1, 3, 7, 15, ... 2^m-1}中選擇一個(gè)時(shí)間進(jìn)行延時(shí)。

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? ? 退避過程：DCF在退避狀態(tài)下有一個(gè)競爭窗口機(jī)制，如果一次傳輸成功了，發(fā)送端需要將競爭窗口置為最小值（802.11中規(guī)定contention window最小為31）。對(duì)于重傳的節(jié)點(diǎn)，每一次傳輸失敗都將contention window的大小成倍放大，即第一次重傳時(shí)窗口大小為63，第二次是127，直到達(dá)到重傳次數(shù)上限，則作丟包處理。競爭窗口越小，越有利于競爭。

? ? 另附MAC層中自私行為的實(shí)現(xiàn)：

　　1，增大CCA threshold。

? ? ? ? ? CCA (空閑信道評(píng)估，Clear Channel Assessment)用于監(jiān)測(cè)信道是否空閑。節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)信道中的RSSI并于閾值進(jìn)行比較，若超出閾值則認(rèn)為信道忙，否則信道可用。自私節(jié)點(diǎn)通過增大這一閾值，使得自身對(duì)于信道是否可用不敏感，因此在信道忙的時(shí)候仍然發(fā)包，導(dǎo)致其他節(jié)點(diǎn)的傳輸收到干擾。這種行為屬于暴力自私行為，因?yàn)樵诟蓴_下自私節(jié)點(diǎn)自身的包也會(huì)丟失。

　　2，減小backoff time，即選擇小甚至最小的CW。

? ? ? ? ? 通過選擇最小的CW，自私節(jié)點(diǎn)在傳輸出錯(cuò)的時(shí)候總是先于沖突節(jié)點(diǎn)發(fā)包，從而導(dǎo)致不公平性。篡改backoff time的自私行為是最難以解決的問題之一。

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參考資料：Utpal Paul, Passive Measurement of Interference in WiFi?Networks with Application in Misbehavior?Detection[J], TMC, 2013.

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/zhchngzng/p/3376626.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的从状态转移看：载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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