Wi-Fi 信号之间是如何防止干扰的？

wi-fi的频段不是很宽，不同的wifi信号之间是如何抗干扰的？wi-fi信号没有像FM那样的有规定什么电台用什么频率的，但是我们任然能够收到不同的wi-fi信号。

Wi-Fi防止干扰的方法，就是发言（发射信号）之前，先听是否有人在发言，如果没有，那么再发言。如果每个人都严格遵守这个规则，可极大概率避免发言冲突（同时发射信号）。这个规则的名字就是CSMA/CA。

现在，假设有2个用户（Alex与Bob）需要发射信号，他们严格遵守以上的发言规则，发现信道忙，于是都耐心地等待直到信道空闲。

好，信道终于空闲了。于是乎，

Alex将信号发射到信道上去。

Bob也将信号发射到信道上去。

冲突发生了，怎么办？

CSMA/CA规则发现这个bug，于是定义了一个backoff机制。通俗地说，

Alex、Bob在发现信道IDLE时，不能立即发射信号，而是要等待随机选取整数倍的backoff slot。假设

• Alex选取的整数 = 6，Alex倒计时计数器=6
• Bob选取的整数= 15，Bob倒计时计数器=15

Alex 计数器开始倒计时，6、5、4、3、2、1、0

与此同时

Bob 计数器同时倒计时，15、14、13、12、11、10、9

当Alex发现计数器=0时，此时检测信道依然空闲IDLE，Alex信号发射出去。

此时的Bob在干嘛？

当Bob的计数器=9时，检测信道忙BUSY，立马将倒数定时器按掉，计数器数字定格在9。

为何信道会忙啊？

当然是Alex在发射信号。

通过以上的CSMA/CA Backoff机制可以大概率避免Alex、Bob同时发射信号。

可是，既然Alex、Bob分别独立地、随机地挑选整数值（0-31），万一Alex、Bob挑选的整数相等，都是6，是否就无法避免Alex、Bob同时发射信号？

是的。两者的信号会同时出现在信道里，造成信号冲突。

假设以上冲突情况确实发生，且Alex、Bob的数据接收方无法正确接收数据。自然就无法ACK确认Alex、Bob。

Alex、Bob在ACK定时器结束时，没有收到ACK报文，会意识到自己的数据丢了。于是分别将随机整数的池子double到（0-63），然后再分别挑选随机整数。由于整数的池子双倍，挑选同一个整数的概率缩小1/2。

如果再发生类似情况，这个整数池子double的游戏会一直玩下去，冲突的概率不断在缩小1/4、1/8、1/16、1/32.。如果经过连续8轮的重传依然没有将数据成功发射出去，数据被Wi-Fi 的MAC层扔了（放弃），并耐心等待来自上层的数据重传。

如果Alex、Bob的独立的、随机数真的是独立的、随机的，那么经过1-2轮的冲突之后，大概率会重传成功，而不会一直冲突下去。

可是，这个游戏规则的第一轮整数池子位于（0-31）一共32个整数，意味着如果有＞32个用户在同时竞争信道，无论他们如何随机挑选整数，总会发生冲突的情况发生。因为总会有至少2个用户挑选相同的整数。

没关系，发生冲突的用户会在失败之后的第二轮在（0-63）之间挑数，随着失败次数的增加，竞争（0-31）池子的用户不断减少，成功的概率在缓慢增大。

此时，用户的直观感受就是网速极其慢，慢的原因固然是因为信号同时传输造成冲突，信号无法成功发送（发送/ACK）。但造成这个信号冲突的本质原因是同时竞争信道的用户数量 > 32。

无线路由器无法限制用户同时竞争信道，但是无线路由器有一个朴素的价值观。

如果将接入（Associated）到无线路由器的用户限制在一个小范围，比如25、32，就可以将同时竞争信道的用户数量牢牢地按死在地板上摩擦。

可是，一个无线路由器可以限制自己的接入用户的数量。却无法限制与自己处于同一个空域信道（co-channel）的其它无线路由器的存在，数量可能1个、也可能2个或更多。以及他们接入的用户数量。

处于同一个channel的用户共同遵守CSMA/CA规则，即同时竞争信道的用户N个。这N个用户可能接入在同一个路由器，也可能是多个路由器。随着N的不断增长，冲突的概率越来越大。一旦用户超出32，冲突概率=100%，成功发射数据的概率=0，彻底内卷！

当用户抱怨网速越来越慢时，并不是网速在变慢，而是慢在内耗上。

解决方案

如果无线路由器工作的channel，没有其它路由器的信道竞争，那么同时竞争信道的只有接入本路由器的用户，这个数量通常为个位数，冲突为小概率事件，网速就会飞起！

原文始发于微信公众号（车小胖谈网络）：Wi-Fi 信号之间是如何防止干扰的？