802.11 - Hidden Node Problem & Exposed Node Problem

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第 3B 講 IEEE 802.11 無線區域網路 (Wireless LAN)

Hidden Node Problem

「雙方雖然聽不到對方的訊號，但傳送給相同對象時會發生碰撞」

若把不同基地台訊號的有效範圍當作一個圓圈。假定現在有

$A,B,C,D$ 四個基地台，這幾個基地台以以下方式排列：

假定這個排列中，每一個基地台都只收得到相鄰基地台的訊號，都只能跟相鄰的基地台溝通。對於

$A$ 與

$C$ 來說，兩者互相收不到彼此的訊號（即：

$A$ 收不到

$B$ 的且

$B$ 收不到

$A$ 的）。像

$A$ 與

$C$ 這種互相收不到彼此訊號的節點，就稱為一組 hidden node。

在這個狀況之下，假定

$A$ 與

$C$ 都想要與

$B$ 通訊，則因為

$A$ 與

$C$ 無法得知對方存在，因此若兩者同時傳送封包給

$B$，就會在

$B$ 產生碰撞，但

$A$ 與

$C$ 因為不知道彼此的存在，所以無法得知碰撞發生。

因為有這類問題，所以乙太網路那種「聽一段 collision window 確認沒發生碰撞」的「碰撞偵測」機制，就無法派上用場。像這個例子中，就算

$A,C$ 一者如乙太網路的碰撞偵測機制那樣發出 jam 訊號，也會因為兩者之間距離太遠而無法收到。所以在 802.11 中，並沒有像乙太網那樣有「碰撞偵測」機制。

Exposed Node Problem

「雙方雖然聽得到對方訊號，但同時可傳輸給不同對象」

現在這個問題的情境是這樣：

1. $B$ 正在傳輸給
   $A$。
2. 這時，
   $C$ 準備要傳輸給
   $D$。

這時候，因為

$C$ 可以聽到

$B$ 傳輸的訊息。所以這表示

$C$ 與

$D$ 的傳輸會發生碰撞，所以無法傳輸嗎？這個問題稱為 exposed node problem，這時

$B$ 跟

$C$ 互為 exposed node。

這個問題的答案是否定的。因為通訊上有各種如展頻等等的技術，所以即使

$B,C$ 可以互相聽得到彼此向其他人傳輸的封包，也不會產生碰撞。