1.1 码分复用 CDM#

CDMA 原理：

• 每个站点被分配唯一的 m bit 码片序列（Chip Sequence）
• 码片序列相互正交：不同站点的码片内积为 0
• 发送数据时：发送 1 → 发送码片序列；发送 0 → 发送码片序列的反码

示例：

• A 站码片序列：(-1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1)
• B 站码片序列：(-1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1)
• A 发送 1，B 发送 0，C 未发送
• 接收端收到的信号 = A 的码片 - B 的码片

1.2 CDMA 例题解析#

判断方法：

1. 将接收到的序列与各站点码片进行内积运算
2. 结果为 +1：发送了比特 1
3. 结果为 -1：发送了比特 0
4. 结果为 0：未发送数据

计算示例：

1
收到的序列：(-1, +1, +3, -1, -3, -1, +3, +1)
2

3
与 A 站码片内积：
4
(-1)×(-1) + (+1)×(-1) + (+3)×(+1) + (-1)×(+1) +
5
(-3)×(-1) + (-1)×(+1) + (+3)×(+1) + (+1)×(+1)
6
= 1 - 1 + 3 - 1 + 3 - 1 + 3 + 1 = 8 → 结果为 +1 → A 发送了 1

2.1 帧发送流程#

发送流程：

1. 封装成帧，重传计数器 c = 0
2. 载波监听：信道空闲 96 比特时间？
   • 是：发送帧的第一比特
   • 否：继续监听
3. 碰撞检测：边发送边监听
   • 有碰撞：发送 32 或 48 比特干扰信号
   • 无碰撞：继续发送下一比特
4. 检测到碰撞后的处理：
   • 发送干扰信号
   • 等待随机时间 T
   • 使用二进制指数退避算法计算退避时间
   • c = c + 1
   • 若 c < 15：返回重传
   • 若 c ≥ 15：报告信道繁忙

2.2 帧接收流程#

接收流程：

1. 监听信道：信道活跃？
   • 否：继续监听
   • 是：开始接收帧
2. 接收完成后检查：
   • 帧太小（< 64 字节）→ 认为遭遇碰撞，丢弃
   • 帧的目的 MAC 地址与本机相同或是广播地址？
   • 使用 CRC 检查帧是否出现误码
3. 校验正确 → 接收该帧；校验错误 → 丢弃

2.3 CSMA/CD 知识点总结#

关键概念：

适用场景：

• 早期共享式以太网（集线器连接）
• 现在的交换式以太网已很少使用

2.4 CSMA/CD 考研真题#

题目：在采用 CSMA/CD 协议的网络中，传输速率为 1Gbps，信号传播速率为 200000km/s，若最小帧长减少 800 比特，则最远的两个站点之间的距离至少需要如何变化？

解题思路：

1. 最小帧长 = 争用期 × 数据传输速率
2. 争用期 = 2 × 距离 / 传播速率
3. 最小帧长减少 → 争用期减小 → 距离减小

3.1 退避算法时序#

CSMA/CA 工作原理：

1. DIFS（DCF 帧间间隔）：发送前等待 DIFS 时间
2. 退避算法：信道忙时，冻结退避计时器；信道空闲时，继续倒计时
3. 发送帧：退避计时器归零后发送
4. 等待确认：接收方收到帧后发送 ACK

与 CSMA/CD 的区别：

• CSMA/CD：边发送边检测碰撞
• CSMA/CA：发送前尽量避免碰撞（无线环境无法有效检测碰撞）

3.2 虚拟载波监听#

RTS/CTS 机制：

1. 发送方先发送 RTS（Request to Send）帧
2. 接收方回应 CTS（Clear to Send）帧
3. RTS/CTS 帧中包含数据帧的持续时间
4. 其他站点监听到 RTS/CTS 后，在该时间段内保持静默

作用：

• 解决隐藏站问题（A 和 C 都能与 B 通信，但 A 和 C 互相听不到）
• 减少碰撞概率

3.3 CSMA/CA 考研真题#

题目：以下哪种协议用于无线局域网的碰撞避免？

答案：CSMA/CA

对比：

3.4 介质访问控制总结#

静态划分信道：

• FDM（频分复用）
• TDM（时分复用）
• WDM（波分复用）
• CDM（码分复用）

动态接入控制：

• 争用型：CSMA/CD、CSMA/CA（可能发生冲突）
• 受控型：令牌传递（不会发生冲突）

核心知识点#

1. CDMA：码片序列正交，内积判断发送数据
2. CSMA/CD：边发送边检测碰撞，二进制指数退避
3. CSMA/CA：发送前避免碰撞，RTS/CTS 解决隐藏站
4. 最小帧长：64 字节（争用期 × 传输速率）
5. 适用场景：CSMA/CD 用于有线，CSMA/CA 用于无线