802.11网络的吞吐量

IEEE®802.11™工作组不断向802.11规范添加功能[1]，以提高无线局域网的吞吐量和可靠性。吞吐量是指在一段时间内传输的数据量。MAC层吞吐量是指MAC层在一段时间内成功传输的数据量。MAC协议数据单元MPDU (MAC protocol data unit)是MAC层的传输单元。在802.11n中，为了提高吞吐量，引入了MPDU聚合。当支持MPDU聚合时，MAC层将多个MPDU聚合成金宝app一个聚合的MPDU (A-MPDU)进行传输。这减少了传输多帧时信道争用的开销，从而提高了吞吐量。在802.11 ac (1]及802.11ax [2， A-MPDU长度的最大限制被增加，从而在WLAN网络中获得更好的吞吐量。

802.11网络模型

此示例使用五个节点模拟一个WLAN网络，如图所示。这些节点利用具有物理载波侦听和虚拟载波侦听的碰撞避免（CSMA / CA）的载波感性多次访问。物理载波感测使用清晰的通道评估（CCA）机制来确定介质是否在发送之前忙。虽然，虚拟载波传感器使用RTS / CTS握手来防止隐藏节点问题。

示例中的模型显示了各种统计信息，如PHY和MAC层的发送、接收和丢弃数据包的数量。此外，该模型中还显示了有助于分析/估计节点级和网络级性能的运行时数据。根据发布的校准结果验证了该模型来自TGax任务组[4]对于TGax评估方法中规定的框3场景（测试1a、1b和2a）[3.］.

无线局域网

WLAN节点的组件

WLAN节点的组成如图所示。通过为上图中的每个节点按箭头按钮检索信息。

应用程序、EDCA MAC和PHY块增强

这个例子是一个增强基于PHY和MAC的多节点802.11a网络建模示例。有关WLAN节点中每一层的更多信息，请参阅示例文档页。本示例中使用的应用程序、EDCA MAC和PHY块都有这些增强功能基于PHY和MAC的多节点802.11a网络建模．

应用程序:

应用层能够生成具有不同优先级的数据，如图所示。这些优先级使用访问类WLAN节点内应用程序流量生成器块的掩码参数中的属性。

EDCA麦克:

在此示例中使用的EDCA MAC块在使用的MAC块上具有这些增强功能基于PHY和MAC的多节点802.11a网络建模例子

体育:

能够生成和解码非ht, HT-MF, VHT, HE-SU和HE-EXT-SU格式的波形

吞吐量测量

吞吐量因应用程序，MAC和PHY层而异。配置中的任何更改都可以增加或减少吞吐量。您可以改变这些参数的组合来测量和分析吞吐量。

除上述参数外，您还可以改变节点位置、收发增益、信道损耗、网络中的节点数、MAC争用参数、传输链数和速率自适应算法来分析MAC吞吐量。此示例演示了通过改变网络中的数据包大小来测量和分析MAC吞吐量应用程序流量生成器块。

应用程序包大小

吞吐量与应用程序包大小成正比。较小的数据包大小会导致要传输更多数据包。在MAC层，每个发送的分组都有一个争用时间的开销。这是因为MAC层确保通道是空闲的特定时间（参见[1)，然后再传送任何数据包。因此，随着数据包大小的减小，争用开销会增加，从而导致吞吐量降低。

模型配置

您可以使用以下步骤配置应用程序数据包大小:

运行模拟并观察吞吐量。TGax在[4]如下所示：

上面的绘图比较了WLAN工具箱的校准结果，针对[中列出的其他公司的已发布结果4］.蓝色曲线表示WLAN工具箱的结果，而灰色曲线则代表其他公司的结果。

仿真结果

模型的模拟生成：

此图显示了MAC状态相对于模拟时间的转换。

您还可以使用上述可视化中的“观察MAC队列长度”按钮观察MAC层传输缓冲区的实时状态。

此图显示了仿真结束时的网络统计信息。

用TGax校准结果验证应用层吞吐量

TGax专责小组[4发布了不同场景的应用程序吞吐量结果。你可以在“statistics.mat”中存储的“statisticsTable”中的“throughput”列中观察到网络中每个节点的第三层(MAC层以上)吞吐量。MAC模拟器的TGax校准场景发布了具有逻辑链路控制(LLC)层开销的用户数据报协议(UDP)的应用吞吐量结果。

使用下面的代码从模拟结果计算应用程序吞吐量:

%的负载数据。mat(模拟的输出)文件模拟结果=负载('统计数据'，“统计表”）;%的统计数据统计= simulationResults.statisticsTable;%网络中成功传输MAC层字节数TotalMactxBytes = Sum（stats.mactxbytes）;% UDP & LLC开销(字节)udpOverhead = 36;llcOverhead = 8;% UDP & LLC开销(字节)在网络udpAndLLCOverhead = sum(stats.MACTxSuccess)*(udpOverhead + llcOverhead);%成功传输应用程序字节数totnolapptxbytes = totalmactxbytes  -  udpandllcoverhead;%上次传输在网络中完成的时间(微秒)仿真时间= max（stats.macrecentframestatusimestamp）;％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

在30秒的模拟时间内，不同TGax校准场景的应用程序吞吐量根据不同的MAC业务数据单元(MSDU)大小绘制如下:

进一步探索

配置选项

你可以修改这些配置参数来进一步研究这个例子:

相关的例子

请参考以下例子进行进一步的探索:

这个示例允许您使用Simulink模型创建和配置多节点802.11网络，以分析MAC和应用层吞吐量。金宝app在该模型中，利用仿真结果得到的MAC吞吐量来计算应用层吞吐量。该模型使用TGax评估方法中指定的Box 3场景(测试1a、1b和2a)进行验证[3.]以确认它符合IEEE 802.11 [1］.本例得出计算的应用层吞吐量在已公布的校准结果中规定的最小和最大吞吐量范围内[4］.

附录

本例中使用的helper函数和对象是:

工具书类