EDCA - 802.11e

介绍

Enhanced Distribution Channel Access（EDCA）是 IEEE 802.11e 标准中引入的一种机制，用于在无线局域网（WLAN ）中提供服务质量（QoS）支持。EDCA 通过改进传统的 CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）机制，允许不同的流量类型（如语音、视频、数据）有不同的优先级，从而提高网络性能的用户体验。

EDCA 的基本原理

1. 流量分类：EDCA将流量分为不同的优先级类别（Access Categories, ACs），每个类别对应不同的 QoS 参数
2. 优先级参数：每个 AC 有四个主要的 QoS 参数：
   • AIFSN（Arbitration interframe Space Number）：在发送数据前，设备需要等待的最小时间间隔
   • CWmin（Minimum Contention Window）：初始竞争窗口的最小值
   • CWmax（Maximum Contention Window）：竞争窗口的最大值
   • TXOP（Transmission Opportunity）：设备在不被其他设备打断的情况下，可以连续发送数据的最大时间

EDCA 的 Access Categories

EDCA 定义了四个 AC，每个 AC 对应不同的流量类型：

• AC_VO（Voice）：语音流量，最高优先级
• AC_VI（Vedio）：视频流量，高优先级
• AC_BK（Background）：背景流量，低优先级
• AC_BE（Best Effort）：尽力而为流量，普通优先级

EDCA 的工作流程

1. 流量分类：设备根据流量类型将数据帧分配到不同的 AC
2. 竞争窗口：每个 AC 有一个独立的竞争窗口。设备在发送数据前，会随机选择一个退避时间（在 CWmin 和 CWmax 之间）
3. 退避计数：设备在退避计数为 0 时，尝试发送数据。如果信道忙，则继续退避，直到信道空闲
4. AIFSN：每个 AC 有一个不同的 AIFSN，优先级高的 AC 有更短的 AIFSN，从而可以更快地访问信道。

   其中    PIFS = SIFS + 1 * Slot
   	DIFS = SIFS + 2 * Slot
   	AIFS = SIFS + n * Slot
   如果n越大，那么意味着每一次接入信道前需要等待更多的时间，从而优先级更低。
   

5. TXOP：在 TXOP 期间，设备可以连续发送多个数据帧，而不必重新进行竞争

EDCA 的配置

1. AP 配置：在 AP 的管理界面中，可以配置每个 AC 的 QoS 参数。
2. STA 配置：STA 设备需要支持 EDCA，并根据流量类型将数据帧分类到不同的 AC。

示例配置

在 AP 上配置 EDCA

1. 登录 AP 管理界面：通过浏览器访问 AP 的管理 IP 地址，登录到管理界面。

2. 导航到 QoS 设置：找到 QoS 或高级设置部分。

3. 配置 AC 参数：

   • AC_VO：AIFSN = 2, CWmin = 15, CWmax = 63, TXOP = 4000 μs
   • AC_VI：AIFSN = 2, CWmin = 31, CWmax = 63, TXOP = 3000 μs
   • AC_BK：AIFSN = 7, CWmin = 1023, CWmax = 1023, TXOP = 0 μs
   • AC_BE：AIFSN = 3, CWmin = 15, CWmax = 1023, TXOP = 0 μs

4. 保存设置：保存配置并应用。

在 STA 上配置 EDCA

1. 确保 STA 支持 EDCA：大多数现代 Wi-Fi 设备都支持 EDCA。
2. 流量分类：配置 STA 将不同类型的流量分类到相应的 AC。这通常由操作系统或应用程序自动处理。

总结

EDCA 是一种有效的 QoS 机制，通过为不同的流量类型分配不同的优先级，可以显著提高无线网络的性能和用户体验。通过合理配置 EDCA 参数，可以优化网络资源的分配，确保关键应用（如语音和视频）的高质量传输。