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CSMACA协议详解.docx
资料介绍
一、CSMA/CA协议基本概念
CSMA/CA全称是载波监听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance），是一种应用于共享传输介质的媒体访问控制（MAC，Media Access Control）协议，主要用于解决无线局域网等网络环境中多节点竞争共享信道的问题。与传统有线网络中广泛应用的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）不同，CSMA/CA的核心设计目标不是在冲突发生后检测并处理冲突，而是通过一系列机制提前避免冲突的发生，这一设计差异完全来自于两类网络物理层特性的区别。
在无线通信环境中，实现可靠的冲突检测存在两个难以解决的核心问题：第一是无线信号的路径衰减问题，节点发送信号时的发射功率远大于节点接收其他节点信号的功率，发送节点自身的发射信号会掩盖其他节点发送的冲突信号，导致发送节点无法通过信号能量检测判断是否发生了冲突；第二是无线信道的隐藏终端问题，两个节点分别位于同一个无线接入点的信号覆盖范围内，但两个节点之间因为距离或遮挡无法直接侦听到对方的信号，当两个节点同时向接入点发送数据时，就会在接入点处产生冲突，但两个发送节点都无法检测到这个冲突。正是因为这两个问题，无线局域网选择了以冲突避免为核心设计思路的CSMA/CA协议，而非有线网络使用的冲突检测机制。
二、CSMA/CA协议核心工作原理
2.1 载波监听与信道空闲检测
CSMA/CA协议的第一步是载波监听，也就是所有需要发送数据的节点在发送之前，首先要侦听共享信道的忙闲状态。载波监听的实现方式主要有两种：一种是物理载波监听，通过物理层检测信道上的信号能量，如果检测到的信号能量超过预设阈值，就判定信道处于忙碌状态，反之则判定信道空闲；另一种是虚拟载波监听，通过MAC层的控制帧交互获取信道未来的占用时间，在预定的占用时间内主动不发起传输，实现信道占用状态的虚拟标记。
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