802.11 MAC和测量应用程序吞吐量

在802.11网络吞吐量

IEEE 802.11®™工作组不断增加功能802.11规范(1)提高WLAN网络的吞吐量和可靠性。吞吐量是在一段时间内传输的数据量。介质访问控制(MAC)层吞吐量是指成功传输的数据量的MAC层经过一段时间。MAC协议数据单元(MPDU)是在MAC层传输的单位。在802.11 n,介绍了MPDU聚合增加吞吐量。当MPDU聚合支持,MAC层聚合多个MPDUs成一万博1manbetx个聚合MPDU (A-MPDU)传播。这降低了信道争用的开销传输多个帧,从而提高吞吐量。在802.11 ac (1)和802.11 ax (2),最大限制的A-MPDU长度增加导致更好的吞吐量在WLAN网络。

802.11网络模型

这个例子与五个节点模型WLAN网络如这个图所示。与避碰这些节点实现载波监听多路访问(CSMA / CA)与物理载波监听和虚拟载波监听。物理传感载体使用clear channel评估(CCA)机制来确定介质传输之前很忙。然而,虚拟载波感知使用RTS / CTS握手防止隐藏节点问题。

模型的示例显示各种统计数据,如传播的数量,收到,丢弃的数据包PHY和MAC层。此外,运行时数据,帮助分析/评估节点级和网络级性能也显示在这个模型。该模型是根据出版校准结果进行验证TGax任务组(4]框3场景(测试1 a、1 b和2 a)中指定TGax评价方法(3]。

WLAN网络

组件的WLAN节点

无线局域网的组成部分节点图所示。检索到的信息为每个节点按下箭头按钮在上面的图。

应用程序,EDCA MAC、PHY和通道块功能

应用程序:

应用程序层有能力生成数据有不同的优先级,此图所示。这些优先级级别配置使用访问类面具属性参数的应用程序流量发生器WLAN节点内部块。您还可以配置包大小,inter-packet区间,应用程序层和目标节点。

EDCA麦克:

EDCA MAC块中使用这个例子有以下功能:

体育:

PHY发射机层和物理层接收块有能力生成和解码Non-HT波形,HT-MF, VHT, HE-SU和HE-EXT-SU格式。您可以配置传输增益和传输能量使用Tx获得和发射功率属性的面具参数PHY发射机WLAN节点内部块。

类似地,您可以配置接收增益和接收噪声图使用Rx获得和Rx噪声图属性的面具参数PHY接收机WLAN节点内部块。

渠道:

通道障碍由空间路径损耗模型和瑞利多径衰落被添加到PHY波形传播。你可以选择启用或禁用这些损伤模型。除了损伤模型、信号接收范围也可以通过一个可选的范围是有限的传播损耗模型。模型的这些损失,发送方和接收方通道模型必须包含两个位置随着传播信号强度。每个接收节点中的信道建模,通过波形PHY接收机阻塞。

吞吐量测量

吞吐量变化为不同的应用程序相关的配置参数,MAC和PHY层。任何改变在配置可以增加或减少吞吐量。你可以改变这些参数测量和分析吞吐量。

以及以上参数,还可以改变节点位置,Tx和Rx收益,频道损失,在网络的节点数量,MAC争用参数,传输链数量和速度适应MAC算法来分析吞吐量。这个例子演示了MAC的测量和分析吞吐量的不同数据包大小应用程序流量发生器块。

应用程序包的大小

吞吐量是直接与应用程序包的大小成正比。较小的数据包大小导致更多的数据包传输。在MAC层,有一个为每个数据包传输开销争论的时间。这是因为MAC层确保特定的信道空闲的时间(参考部分10.3.2.3 [1])之前发送任何数据包。因此,作为数据包的大小减少,争用开销增加导致更低的吞吐量。

模型配置

您可以配置应用程序使用这些步骤:数据包大小

运行仿真,观察吞吐量。test-1a TGax校准结果的(4如下所示:

上述情节比较校准结果WLAN工具箱对其他上市公司的发表结果(4]。蓝颜色的曲线代表WLAN工具箱的结果,而灰色颜色的曲线代表其他公司的结果。

仿真结果

仿真模型的生成:

这个图展示了MAC状态转换对仿真时间。

你也可以观察的生活状态MAC层传输缓冲区使用“观察MAC队列长度”按钮在上面的可视化。

这图显示了网络数据的模拟。

验证应用程序层吞吐量TGax校准结果

TGax任务组(4应用程序吞吐量公布结果为不同的场景。你可以观察到第三层(MAC层以上)网络中的每个节点的吞吐量的吞吐量列statisticsTable存储在“statistics.mat”。MAC的TGax校准场景模拟器发表结果的应用程序吞吐量用户数据报协议(UDP)和逻辑链路控制(LLC)层开销。

从仿真结果计算应用程序吞吐量使用下面的代码:

%的负载数据。垫(模拟)的输出文件simulationResults =负载(“统计数据”,“statisticsTable”);%的统计数据统计= simulationResults.statisticsTable;%成功传播网络中MAC层字节totalMACTxBytes =总和(stats.MACTxBytes);% UDP & LLC管理费用(字节)udpOverhead = 36;llcOverhead = 8;% UDP & LLC(字节)的网络开销udpAndLLCOverhead =总和(stats.MACTxSuccess) * (udpOverhead + llcOverhead);%成功传播应用程序字节totalAppTxBytes = totalMACTxBytes - udpAndLLCOverhead;%时间最后传输网络中完成(微秒)simulationTime = max (stats.MACRecentFrameStatusTimestamp);%应用程序吞吐量(Mbps)applicationThroughput = (totalAppTxBytes * 8) / simulationTime;disp ([“应用程序吞吐量= 'num2str (applicationThroughput)“Mbps”]);

应用程序吞吐量= 4.7276 Mbps

不同的应用程序吞吐量TGax校准场景策划反对不同的MAC服务数据单元(MSDU)大小仿真时间30秒,如下所示:

进一步的探索

配置选项

你可以改变这些配置参数进一步探索这个例子:

相关的例子

为进一步探索参考这些示例:

这个例子使您能够创建和配置一个多节点802.11网络使用仿真软件模型分析了MAC层和应用层的吞吐量。万博1manbetx在这个模型中,通过仿真结果MAC吞吐量是用来计算应用程序层吞吐量。该模型验证使用盒子3场景(测试1 a、1 b和2 a)中指定TGax评价方法(3确认它符合IEEE 802.11 [1]。这个例子中得出结论,应用程序层吞吐量计算最小和最大吞吐量中指定范围内的校准结果发表(4]。

附录

在这个例子中使用的辅助函数和对象是:

引用