《電子技術(shù)應(yīng)用》
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IEEE 802.11e EDCA协议吞吐率性能分析模型
2022年电子技术应用第1期
王心源1，2，程 鹏1，吴 斌2
1.中国科学院微电子研究所，北京100029；2.中国科学院大学 微电子学院，北京100049
摘要： 对IEEE 802.11e增强的分布式控制接入协议进行了详细分析，对比分布式协调功能DCF与增强的分布式控制接入EDCA之间的差别，提出了一种四维马尔科夫链模型，该模型将饱和条件情况和非饱和条件情况进行统一。该模型不仅考虑了退避计时器冻结状态、发送冲突状态、最大重传次数，还充分考虑了不同接入优先级流的内部冲突和TXOP传输。相比于二维马尔科夫链模型，该模型可以准确预测EDCA中不同优先级接入流的吞吐率。最后利用仿真软件，验证了饱和条件下该模型的正确性。
中圖分類號： TN925.93
文獻標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211537
中文引用格式： 王心源，程鵬，吳斌. IEEE 802.11e EDCA協(xié)議吞吐率性能分析模型[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(1)：115-118，123.
英文引用格式： Wang Xinyuan，Cheng Peng，Wu Bin. Throughput performance analysis model for IEEE 802.11e EDCA protocol[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(1)：115-118，123.
Throughput performance analysis model for IEEE 802.11e EDCA protocol
Wang Xinyuan1，2，Cheng Peng1，Wu Bin1
1.Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China； 2.School of Microelectronics，University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China
Abstract： This paper analyzes the IEEE 802.11e enhanced distributed control access protocol in detail, compares the difference between the distributed coordination function DCF and the enhanced distributed control access EDCA, and proposes a four-dimensional Markov chain model. The model unifies the saturated condition and the unsaturated condition. This model not only considers the freeze state of the backoff timer, the transmission conflict state and the maximum number of retransmissions, but also fully considers the internal conflicts and TXOP transmissions of different access priority streams. Compared with the two-dimensional Markov chain model, this model can accurately predict the throughput of access flows with different priorities in EDCA. At last，simulation software is used to verify the correctness of the model under saturation conditions.
Key words : IEEE 802.11e；EDCA；Markov chain model

0 引言

    目前很多學(xué)者對IEEE 802.11協(xié)議的性能進行理論分析，其中最為著名的當(dāng)屬學(xué)者Bianchi[1]利用馬爾可夫鏈模型對分布式協(xié)調(diào)功能(Distributed Coordination Function，DCF)進行建模。文獻[2]通過改進二維馬爾可夫鏈模型對飽和條件下的吞吐率和分組延時進行分析，并以此作為基礎(chǔ)給出了不同節(jié)點數(shù)下基本接入模式和請求發(fā)送/確認發(fā)送模式切換門限閾值。文獻[3]將飽和和非飽和的DCF模型統(tǒng)一，且考慮了退避計數(shù)器凍結(jié)和重傳次數(shù)，使二維馬爾科夫鏈模型更為精確和統(tǒng)一。

    DCF模型中對數(shù)據(jù)包進行統(tǒng)一處理，無法保障服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)，因此802.11e協(xié)議被引進[4]。802.11e協(xié)議提出了一種增強的分布式控制接入(Enhanced Distributed Control Access，EDCA)協(xié)議。EDCA引入多個隊列承接不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包，隊列參數(shù)的差異使得不同的業(yè)務(wù)產(chǎn)生優(yōu)先級，保障QoS特性[5-6]。文獻[7]分析了數(shù)據(jù)流和語音流同時存在情況下語音流的吞吐率性能。

    本文通過增加馬爾科夫鏈模型的維度，對EDCA進行建模，綜合考慮數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級產(chǎn)生的內(nèi)部沖突以及增加多個狀態(tài)周期，使得該模型更加完整精確。




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作者信息：

王心源1，2，程  鵬1，吳  斌2

(1.中國科學(xué)院微電子研究所，北京100029；2.中國科學(xué)院大學(xué) 微電子學(xué)院，北京100049)




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