DCF中的访问机制性能分析二DCF协议.pdf

·112· 网络新技术与应用研讨会论文集(2003年) DCF中的访问机制性能分析 马海波 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州 221008 一、引言 IEEE802．11 机制。随着网络站点数和配置参数的变化，访问性能也随之动态变化。本文对两种帧传输机 制进行性能仿真和分析，研究吞吐量、时延受DCF参数的影响程度，进而找到优化网络性能 的最佳参数。 二、DCF协议 制、帧间隔(IFS)和随机退避(Random 基本过程如图1所示。 ●m．玎18dlatoac∞sswhenmedtumbfroo=oIFS 1．PtFS。 t BusyMedium辟矧 ／ r NBdFrama ，／自如由Mnd一 l—sIota№ anti DeferA∞ess sdect斟ot 一 OecnBmer!’一鼍19蛋粤粤s-o竺! 图1 CSMA／CA的基本过程 当监测到信道空闲期问大于某一帧间隔后立即开始发送帧；否则延迟接入直至监测到需 要的帧间隔，然后选择“退避时延”方式进入退避；退避结束后重新开始上述过程。退避时 Time=Random()X 间Backoff cw一的值只与物理层的属性有关，在帧的第一次传输时，CW等于最小竞争窗口CWmi。， 每次重传，CW的值以2“一l规律增加，直到最大竞争窗El Time只与物理层属性 Cw一；Slot 有关的总传播时延。 手机制，当接收方正确地接收帧后，会立即发送确认帧，发送方收到该确认帧，就知道该帧 已成功发送。RTS／CTS机制属于四次握手机制，发送方在发送数据帧之前，首先发送一个 RTS帧来预约信道，接收方发回一个CTS帧，之后开始进行数据帧的发送和ACK确认。 网络技术 ·113· RTS／CTS机制可以解决发送长帧时易发生冲突从而导致信道利用率急剧下降的问题和“隐藏 终端”问题。 三、性能指标 1．吞吐量(Throughput) 当在信道上发生传输碰撞及传输错误时，必然导致帧的丢失，这时信道时间被浪费。显 然，信道时间浪费的程度可以反映MAC协议的优劣。现把单位时间内在信道上成功传输的 信息量定义为吞吐量。假设帧长固定，长度为L比特，且单位时间(秒)内成功传输的帧数 为n，则吞吐量可表示为nL 一化的吞吐量由S表示，即 S=n×I．／R=nT 其中，T=L／R为每帧在信道上的发送时间。 如果在信道上帧不发生碰撞，且帧间隙为零的话，信道将被最大限度地使用，这时nL=R， 即吞吐量S=1。相反，如果信道上所有帧均发生碰撞，即成功传输的帧数n=0的话，吞吐量 达最小值S=0。 2．平均传输时延(Delay) 某一帧从进入缓冲器的时刻开始，至成功地到达目的站接收缓冲器的时刻为止的一段时 间，称为该帧的传输迟延。当某帧被成功地传输时，其迟延时间主要由发送等待时间(即为 获得信道使用权的等待时间)和该帧的在信道上的传输时间(即T)组成。如果发生碰撞或 传输错误，迟延时间还应包括由于重传而带来的迟延时间。由于每帧的传输迟延可能不同， 一般取一帧的平均传输迟延作为帧迟延的量度。通常用一帧的传输时间(T)对平均传输迟延 归一化，该平均传输迟延用D表示。 假设每帧从一产生就被立即发送到信道(即等待时间为零)，并且必定一次发送成功，如 果忽略信号在信道上的传播