CS 168 · LECTURE 25 · 2026-12-01 · 无线与移动

无线链路：共享介质、干扰与速率适配

无线不是一根看不见的网线：所有发射共享空间，接收质量取决于信号、干扰、距离与各节点不同的局部视野。

版本快照：Fall 2026 官方课表与在线教材，核对日期 2026-09-02；官网仍标注 under construction，日期与政策可能变化。

本章核心问题

为什么发送方听不到别人讲话，仍不能推断接收方处不会发生碰撞？

接收功率随距离、障碍、反射和频率变化；路径损耗不是所有方向相同的固定值。接收方需要信号相对噪声与干扰足够强，常用 \(\mathrm{SINR}=S/(I+N)\) 描述。

更高发射功率可能扩大覆盖，也会增加对其他链路的干扰。无线容量取决于空间复用，而不只是一条链路峰值。

节点先侦听信道，空闲一段时间后发送；忙则随机退避，避免多个等待者在信道释放瞬间同时冲入。接收方 ACK 帮助发送方判断帧是否成功。

无线难以边发送边可靠检测碰撞，所以不像经典共享以太网那样使用 CSMA/CD；它尽力避免碰撞并在无 ACK 时重传。

A 和 C 互相听不到，却都能到 B；两者同时发会在 B 碰撞，这是 hidden terminal。RTS/CTS 让接收方 B 的 CTS 被其附近潜在干扰者听见，从而预约局部空间。

exposed terminal 则是发送者听到邻居而退避，但两条传输在各自接收点其实可并行。载波侦听阈值在碰撞与空间复用之间取舍。

高阶调制每符号承载更多 bit，但要求更高 SINR；信道变差时降低速率和编码率能提高成功概率。最高 PHY rate 不一定得到最高 goodput，因为重传和 airtime 公平会改变结果。

测量需要区分 RSSI、SINR、PHY rate、retry count 与应用吞吐。单一“信号格数”不能解释全部性能。

碰撞取决于不同节点的局部视野和并发时序，需要逐步对比。

画 A–B–C 隐藏终端时间线：无 RTS/CTS 与有 RTS/CTS 各推演一次，并说明 CTS 必须被哪些节点听到才有效。

检查：隐藏终端发生的根本原因是？

Before / local state

station 先侦听 channel，退避计数只在空闲 slot 递减

Event / after / output

station 先侦听 channel，退避计数只在空闲 slot 递减；collision/ACK timeout 触发扩大 contention window。

检查：判断一个实现分支是否必要，最有力的问题是什么？

给定 busy/idle/collision 时间线，推导 backoff counter。

自检方法

答案必须出现 packet/message、local state/table、触发 event、after state 与 output；只给定义不算完成。

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