MAC level Throughput comparison: 802.11ax vs. 802.11ac
在本文中，我们在IEEE 802.11ax和IEEE 802.11ac的情况下，一个用户连续发送到另一个接收到的最大吞吐量之间的比较。该比较是根据所使用的调制/编码方案进行的。在IEEE 802.11ax中，我们考虑两种操作模式，其中在一个确认帧中分别确认多达64或256个帧。IEEE 802.11ax在不可靠信道和可靠信道中的性能分别优于IEEE 802.11ac最多48%和29%。
2018-03-27 cs.NI
Throughput and range characterization of IEEE 802.11ah
物联网（IoT）基础设施最重要的部分是无线通信系统，它充当传递数据和控制消息的桥梁。然而，现有的无线技术缺乏支持来自分布在广阔区域上的许多电池驱动设备的大量数据交换的能力。为了支持物联网范式，IEEE 802.11标准委员会正在引入一个新的标准，称为IEEE 802.11ah。这是最有前途和吸引力的标准之一，旨在弥合传统移动网络与物联网需求之间的差距。在本文中，我们首先讨论了主要的物理层和MAC层的修订建议的IEEE 802.11ah。此外，我们还研究了IEEE 802.11ah作为远距离连接设备的回程链路的可操作性。此外，我们比较了上述标准与以前著名的IEEE 802.11修正案（即IEEE 802.11n和IEEE 802.11ac）的吞吐量（有和没有帧聚合），利用最强大的调制方案。结果表明，与以前的IEEE 802.11标准相比，IEEE 802.11ah的性能得到了改善（在经历不同的分组出错率的同时在长距离处接收的功率方面）。
2016-04-28 cs.NI
Throughput Analysis of IEEE 802.11 Multi-hop Wireless Networks with Routing Consideration: A General Framework
无线自组织网络中多跳通信的端到端吞吐量受转发节点间冲突的影响。已经表明，发送比最大可实现的端到端吞吐量更多的分组不仅不能增加吞吐量，而且由于高竞争和冲突而降低吞吐量。因此，源节点知道最大端到端吞吐量是至关重要的。端到端的吞吐量取决于多种因素，如物理层限制，MAC协议属性，路由策略和节点分布。目前已有很多关于端到端吞吐量分析建模的研究，但都没有将路由策略、节点分布和MAC层等因素综合考虑。本文根据一维和二维的网络中的路由策略和节点分布，得到了理想MAC层下的端到端吞吐量。然后，IEEE 802：11协议的缺陷被添加到模型中，以获得精确的值。最后利用NS2仿真器对所提出的模型进行了详尽的仿真验证。结果表明，如果一个特定的路由策略的下一跳的分布是已知的，我们的方法可以获得最大的端到端的吞吐量精确。
2018-02-01 cs.NI
A Novel Proportional Fairness Criterion for Throughput Allocation in Multirate IEEE 802.11
本文重点介绍了多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制性的分布式协调功能（DCF）的选项。其目标有三个方面。从Malone \textit{et.al.}提出的用于描述IEEE 802.11协议在媒体接入控制层行为的多维马尔可夫状态转移模型出发，提出了一种扩展模型，该模型考虑了由于信道差错导致的分组传输失败。第二，它建立了由$N$站构成的网络的条件，每个站以其自己的比特率$R^{(s)}_d$和分组速率$λ_s$进行发送，在该条件下，可以假设该网络被加载。最后，它提出了一个修改的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率加载IEEE 802.11无线局域网，采用强制DCF选项。与目前广泛采用的饱和网络假设相比，该公平性准则适用于一般负载网络。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加总吞吐量的DCF，同时确保公平性水平之间的站的相同的顺序，由经典的PF标准所保证的。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准优化吞吐量分配的有效性。
2008-09-05 cs.NI
On The Linear Behaviour of the Throughput of IEEE 802.11 DCF in Non-Saturated Conditions
我们提出了一个线性模型的吞吐量的IEEE 802.11分布式协调功能（DCF）协议在数据链路层在非饱和流量条件下。我们表明，吞吐量是一个线性函数的数据包到达率（PAR）$λ$的斜率取决于竞争站的数量和平均有效载荷长度。我们还推导出所提出的模型的有效性的间隔，通过显示存在一个关键的$λ$，以上的车站开始在饱和的交通条件下运行。分析是基于多维马尔可夫状态转换模型提出的Liaw \textit{et al.}的目的是描述的MAC层的行为在不饱和的交通条件。仿真结果与理论推导结果吻合较好，验证了线性模型的有效性。
2007-10-27 cs.NI
On the Throughput Allocation for Proportional Fairness in Multirate IEEE 802.11 DCF
本文提出了一种改进的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制分布式协调功能（DCF）选项。与广泛采用的饱和网络的假设相比，所提出的准则可以应用于一般网络，其中竞争站的特征在于特定的分组到达速率，$λ_s$，和传输速率$R_d^{s}$。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加的DCF的总吞吐量，同时确保公平水平之间的站的相同顺序的那些与经典的PF标准。简单地说，每个站被分配取决于其分组速率的适当归一化的吞吐量，该分组速率在某种程度上测量站试图获得对信道的接入的频率。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准的有效性。
2008-06-28 cs.NI
Analytical Modeling of Saturation Throughput in Power Save Mode of an IEEE 802.11 Infrastructure WLAN
我们考虑IEEE 802.11基础设施WLAN的功率节省模式（PSM）中的单个站（STA）。假设该STA经由接入点（AP）承载上行链路和下行链路业务。我们假设AP和STA的传输队列饱和，即，AP和STA总是有至少一个分组要发送。对于该场景，观察到所实现的上行链路和下行链路吞吐量是不同的。差异背后的原因是由于PSM协议导致的STA和AP的长期尝试率。在本文中，我们首先得到的长期尝试率的STA和AP，并使用这些，我们得到的饱和吞吐量的AP和STA。我们提供了一个验证的分析结果，使用NS-2模拟器。
2010-12-21 cs.NI
Impact of IEEE 802.11n/ac PHY/MAC High Throughput Enhancements over Transport/Application Layer Protocols - A Survey
自1997年无线局域网（WLAN）诞生以来，它在过去几年中得到了巨大的发展。IEEE 802.11通常被称为WLAN。为了向用户提供最后一英里无线宽带连接，IEEE 802.11增加了IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。最近，引入了IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac和IEEE 802.11ad，其中对物理（PHY）层和介质访问控制（MAC）子层进行了增强，以提供高得多的数据率，因此这些修改被称为高吞吐量WLAN（HT-WLAN）。对于这两种标准，PHY通过多输入多输出（MIMO）天线技术、信道绑定、短保护间隔（SGI）、增强的调制和编码方案（MCS）来增强。同时，通过引入帧聚合和块确认技术，降低了MAC层的开销。然而，现有的研究表明，尽管PHY和MAC增强有望显著提高物理数据率，但它们对上层协议产生了负面影响-主要是对于可靠的端到端传输/应用层协议。因此，大量的学校都集中在HT-WLAN的研究，以改善PHY/MAC和上层协议之间的协调，从而提高性能效益。在这篇综述中，我们讨论了增强的PHY/MAC层在HT-WLAN传输/应用层协议的影响。列出了下一代HT-WLAN技术开发中可以探索的各种开放性挑战。
2017-02-10 cs.NI
Unsaturated Throughput Analysis of IEEE 802.11 in Presence of Non Ideal Transmission Channel and Capture Effects
在本文中，我们提供了一个吞吐量分析的IEEE 802.11协议在数据链路层在非饱和的交通条件下考虑到传输信道和捕获效应在瑞利衰落环境的影响。非理想信道和捕获两者的影响在典型网络条件中的实际观察到的吞吐量方面变得重要，其中业务主要是不饱和的，特别是在高干扰的环境中。我们扩展的多维马尔可夫状态转换模型表征在MAC层的行为，包括传输状态，占数据包传输失败，由于通过信道传播引起的错误，随着一个状态表征系统时，没有数据包在缓冲区中传输的一个站。最后，我们推导出一个线性模型的吞吐量及其有效性的区间。仿真结果与理论推导结果吻合较好，验证了该模型的有效性。
2007-10-27 cs.NI
On the Throughput Allocation for Proportional Fairness in Multirate IEEE 802.11 DCF under General Load Conditions
本文提出了一种改进的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制分布式协调功能（DCF）选项。与广泛采用的饱和网络的假设相比，所提出的准则可以应用于一般网络，其中竞争站的特征在于特定的分组到达速率，$λ_s$，和传输速率$R_d^{s}$。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加的DCF的总吞吐量，同时确保公平水平之间的站的相同顺序的那些与经典的PF标准。简单地说，每个站被分配取决于其分组速率的适当归一化的吞吐量，该分组速率在某种程度上测量站试图获得对信道的接入的频率。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准的有效性。
2008-03-13 cs.NI
Saturation Throughput Analysis of IEEE 802.11b Wireless Local Area Networks under High Interference Considering Capture Effects
基于分布式竞争的介质访问控制（MAC）协议是基于IEEE 802.11的无线局域网（WLAN）的基本组成部分。竞争窗口（CW）动态地改变以适应当前的竞争水平。在每次分组冲突时，站将其CW加倍以减少分组的进一步冲突。IEEE802.11分布式协调功能（DCF）在错误信道中遇到了一个常见的问题。它们不能区分噪声丢包和冲突丢包。在这两种情况下，站点都不接收其ACK，并且使CW加倍以减少进一步的分组冲突。除了噪声丢失分组之外，这不必要地增加了退避开销，显著地降低了吞吐量。此外，实际WLAN的总吞吐量强烈地依赖于信道条件。在真实的无线电环境中，在接入点处从站接收的信号功率经受确定性路径损耗、阴影和快速多径衰落。在本文中，我们提出了一种新的饱和吞吐量分析IEEE 802.11 DCF考虑错误信道和捕获效应。为了缓解IEEE 802.11 DCF的低性能，我们引入了一种机制，大大优于噪声环境下的低网络流量，并比较其性能与现有的标准。我们扩展了Bianchi（3）最初提出的多维马尔可夫链模型来表征DCF的行为，以便考虑实际信道条件和捕获效应，特别是在高干扰无线电环境中。
2010-02-08 cs.NI
Improving TCP/IP Performance over Wireless IEEE 802.11 Link
蜂窝电话、无线膝上型计算机、支持语音和数据访问的个人便携式设备都是使用无线通信的通信设备的示例。由于TCP/IP（和UDP）是互联网中使用的主要技术，预计它们将通过无线连接使用（目前也是）。在本文中，我们研究了TCP（和UDP）在IEEE802.11无线MAC协议的性能。我们研究的TCP和UDP的性能，假设三种不同的流量模式。第一个批量传输，主要关注的是吞吐量。第二种实时音频（使用UDP）在存在批量TCP传输的地方主要关注的是音频流量的丢包。最后是Web流量，其中主要关注的是响应时间。我们还研究了使用前向纠错（FEC）技术和MAC子层参数对吞吐量和响应时间的影响。
2003-11-24 cs.NI cs.PF
A New Aggregation based Scheduling method for rapidly changing IEEE 802.11ac Wireless channels
在本文中，我们提出了一种新的想法，以提高吞吐量的快速变化的WiFi信道，通过利用IEEE 802.11ac网络中的标准聚合方案，并通过发送相同的MPDU（S）在一个单一的传输尝试的几个副本。我们测试这个想法的情况下，链路自适应不使用，并显示出显着的改善，在几十个的顺序，在实现的吞吐量。关键词
2018-03-27 cs.NI
Analysis Framework for Opportunistic Spectrum OFDMA and its Application to the IEEE 802.22 Standard
我们提出了一个分析模型，使吞吐量评估的频谱正交频分多址（OS-OFDMA）网络。该模型的核心特点是基于离散时间马尔可夫链，考虑不同的信道和子信道分配策略下不同的主用户和次用户类型，流量和优先级。分析模型还评估了不同频谱感知策略对OS-OFDMA网络吞吐量的影响。该分析适用于IEEE 802.22标准，以评估两阶段频谱感知策略和无线麦克风的不同时间活动对IEEE 802.22吞吐量的影响。我们的研究表明，OS-OFDMA与子信道开槽和信道绑定可以提供几乎十倍的吞吐量相比，没有这些选项的设计，当无线麦克风的活动和密度非常高。此外，我们确认，在IEEE 802.22中使用的没有子信道陷波的OS-OFDMA实现能够支持实时和非实时服务质量类，只要无线麦克风的时间活动是适度的（大约每3,000个居民有一个无线麦克风，城市人口密度小，占空比短）。最后，两阶段的频谱感知选项提高OS-OFDMA的吞吐量，在每个阶段的频谱感知的长度是使用我们的模型进行优化。
2012-08-29 cs.IT cs.NI cs.PF
A Scheduler for Unsolicited Grant Service (UGS) in IEEE 802.16e Mobile WiMAX Networks
大多数的IEEE 802.16e移动WiMAX调度建议的实时流量使用未经请求的授权服务（UGS）的重点是吞吐量和保证的延迟。延迟变化或延迟抖动以及突发开销的影响尚未被研究。本文介绍了一种新的技术，称为交换最小最大（SWIM）的UGS调度，不仅满足最佳吞吐量的延迟约束，但也最小化延迟抖动和突发开销。
2016-03-25 cs.NI
Saturation Throughput Analysis of IEEE 802.11 in Presence of Non Ideal Transmission Channel and Capture Effects
在本文中，我们提供了一个饱和吞吐量分析的IEEE 802.11协议在数据链路层，包括在瑞利衰落环境中的传输信道和捕获效应的影响。非理想信道和捕获效应的影响，特别是在高干扰的环境中，在实际观察到的吞吐量方面变得重要。就4路握手机制而言，我们扩展了多维马尔可夫状态转移模型，包括传输状态，占由于通过信道传播引起的错误的数据包传输失败的MAC层的行为特征。这样，可以适应表征物理传输介质的任何信道模型，包括AWGN和衰落信道。我们还扩展了马尔可夫模型，以考虑竞争窗口的行为时，采用基本的双向握手机制。在通常的假设下，每个节点产生的流量和独立的数据包碰撞，我们解决了马尔可夫链的平稳概率和开发表达式的饱和吞吐量作为终端的数量，数据包大小，原始信道出错率，捕获概率和其他关键系统参数的函数。然后将理论推导与仿真结果进行比较，证实了所提出的模型的有效性。
2007-10-27 cs.NI
Improving Performance of IEEE 802.11 by a Dynamic Control Backoff Algorithm Under Unsaturated Traffic Loads
IEEE 802.11退避算法对于控制基于竞争的无线网络的系统吞吐量非常重要。因此，有许多关于无线网络性能的研究集中在开发退避算法上。然而，大多数现有模型都基于饱和流量负载，这并不能真实地代表实际网络状况。本文提出了一种动态控制退避时间的算法，以提高延迟和吞吐量性能的IEEE 802.11分布式协调功能。该算法考虑了高流量负载和低流量负载之间的区别，以处理不饱和的流量负载条件。特别地，平衡点分析模型用于表示在各种交通负荷条件下的算法。大量的仿真实验结果表明，该算法具有更好的性能吞吐量和更好的平均传输分组延迟比相关算法。
2016-01-01 cs.NI
Many-to-One Throughput Capacity of IEEE 802.11 Multi-hop Wireless Networks
本文研究了IEEE 802.11多跳网络的多对一吞吐量（对称性，一对多吞吐量）。在先前的研究中，通常假设多对一吞吐量容量由链路容量L限定上限。吞吐量L在802.11下是无法实现的。本文介绍了“规范网络”的概念，它是一类规则结构的网络，其容量比非结构化网络更容易分析。我们表明，在802.11规范网络的吞吐量容量有一个分析上限为3L/4时，源节点是两个或更多的跳远离汇;和模拟吞吐量为0.690L（0.740L）时，源节点是许多跳远。我们猜想3L/4也是一般网络的上界。当所有链路长度相等时，2L/3可以被证明是一般网络的上界。我们的模拟结果表明，随机拓扑结构的802.11网络与AODV路由只能实现吞吐量远低于上限。幸运的是，通过适当地选择网关附近的路由（或通过适当地定位通向网关的中继节点）来模仿规范网络的结构，吞吐量可以显著提高150%以上。实际上，在密集网络中，明智地停用靠近汇点的一些中继节点是值得的。
2007-04-04 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Optimization for Multi-AP IEEE P802.11bq Networks Based on Combinatorial Multi-Armed Bandits
School of Electronics and Communication Engineering, Sun Yat-sen University（中山大学电子与通信工程学院）
针对密集多AP IEEE P802.11bq网络，提出基于组合多臂老虎机的分布式吞吐量优化方法，通过分组可行CSAR算法联合优化竞争窗口、CCA阈值、波束宽度和MCS预留余量，实现吞吐量提升约49%。
2026-06-02 cs.NI
An Approximate Inner Bound to the QoS Aware Throughput Region of a Tree Network under IEEE 802.15.4 CSMA/CA and Application to Wireless Sensor Network Design
我们考虑一个树形网络，该网络跨越一组生成测量数据包的源节点、一组仅转发来自源的数据包的附加中继节点以及一个数据汇。我们假设从信源到信宿的路径具有有界的跳数。我们假设节点使用IEEE 802.15.4 CSMA/CA进行介质访问控制，并且没有隐藏终端。在这种设置中，从一组简单的固定点方程，我们推导出充分条件的树网络，以近似满足某些给定的QoS目标，如端到端的交付概率和延迟下的测量数据包在源（到达率向量）的生成率。我们的充分条件的结构提供洞察网络性能的到达率向量的依赖关系，和网络的拓扑性质。此外，对于特殊的情况下，相等的到达率，默认的退避参数，并为目标QoS的值的范围内，我们表明，在所有的路径长度有界的树（跨越一组给定的源和BS），满足充分条件，最短路径树达到最大吞吐量。
2015-03-01 cs.NI
IEEE 802.15.4.e TSCH-Based Scheduling for Throughput Optimization: A Combinatorial Multi-Armed Bandit Approach
在作为IEEE 802.15.4e修正的MAC机制集的TSCH中，没有定义分组发送调度的计算、构造和维护。此外，为了确保最佳的吞吐量，大多数现有的调度方法是基于假设的瞬时和准确的信道状态信息（CSI）是可用的。然而，由于信道估计过程中不可避免的误差，这种假设在许多实际场景中无法实现。在本文中，我们提出了两种替代和现实的方法。在我们的第一种方法中，我们假设只有CSI的统计知识是先验的。武装与此知识，在每个链路上的平均数据包速率计算，然后，使用的结果，吞吐量最佳的时间表分配（时隙帧）细胞的链接可以制定为一个最大权重的二分匹配问题，这可以有效地解决使用著名的匈牙利算法。在第二种方法中，我们假设在设计阶段没有CSI知识（甚至是统计知识）。对于这种零知识设置，我们引入了一个基于机器学习的算法，正式建模的组合多臂强盗（CMAB）过程中的调度问题。我们的CMAB为基础的计划是广泛适用于许多真实的操作环境，由于它减少了对设计时的知识的依赖。仿真结果表明，通过统计CSI为基础的方法获得的平均吞吐量是从理论上的上限与完美的瞬时CSI的15%以内的余量。对于我们的学习理论解决方案，上述保证金约为18%。
2019-09-14 cs.NI
RL meets Multi-Link Operation in IEEE 802.11be: Multi-Headed Recurrent Soft-Actor Critic-based Traffic Allocation
IEEE 802.11be -极高吞吐量-，商业上称为无线保真（Wi-Fi）7，是最新的IEEE 802.11修正案，旨在解决超高清（4K/8 K）视频和虚拟/增强现实（VR/AR）等日益增长的吞吐量需求。为此，IEEE 802.11be提出了一系列新功能，将Wi-Fi技术推向其边缘。其中，多链路操作（MLO）设备有望成为现实，而单链路操作（SLO）Wi-Fi将成为过去。为了实现卓越的吞吐量和极低的延迟，必须采取谨慎的设计方法来确定如何在支持MLO的设备中分配传入流量。在本文中，我们提出了一个强化学习（RL）算法命名为多头循环软演员评论（MH-RSAC）来分配传入的流量在802.11是MLO功能的网络。此外，我们将我们的结果与文献中提出的两个非RL基线进行了比较：单链路无拥塞接口（SLCI）和多链路拥塞感知负载均衡（MCAA）。仿真结果表明，MH-RSAC算法是能够获得增益的吞吐量下降率（TDR）高达35.2%和6%时，与SLCI和MCAA算法相比，分别。最后，我们观察到，我们的计划是能够更有效地响应高吞吐量和动态流量，如VR和Web浏览（WB）相比，基线。结果表明，改进的MH-RSAC计划的流量满意度（FS）高达25.6%和6%的SCLI和MCAA算法。
2023-03-15 cs.NI
Throughput Analysis of Primary and Secondary Networks in a Shared IEEE 802.11 System
在本文中，我们分析了共存的主要和次要（认知）网络时，这两个网络使用基于IEEE 802.11的分布式协调功能的介质访问控制。具体来说，我们考虑的问题，通过一个二级网络，使用频谱感测，以确定信道的可用性，其对主吞吐量的影响的信道捕获。我们整合的概念，在Bianchi的马尔可夫模型的传输时隙的物理时隙，推导出的二级网络的传输概率作为其扫描持续时间的函数。这用于获得主网络和辅网络可实现的吞吐量的解析表达式。我们的分析考虑了饱和和不饱和网络。通过执行数值搜索，选择辅助网络参数以针对主网络吞吐量的给定保护水平最大化其吞吐量。使用Network Simulator 2中进行的大量仿真验证了理论表达式。我们的研究结果提供了关键的见解的性能和鲁棒性的不同方案的介质访问的二级网络。特别是，我们发现，由次级网络的信道捕获并不显着影响的主要吞吐量，并且简单地增加次级竞争窗口的大小只是略逊于静默期为基础的方法在其吞吐量性能。
2012-12-06 cs.IT cs.NI math.IT
Spatial Reuse in IEEE 802.11bn Coordinated Multi-AP WLANs: A Throughput Analysis
本文分析了 Wi-Fi 8 网络中基于 DCF 的协调空间复用（C-SR）机制性能，通过扩展 Bianchi 吞吐量模型支持多 AP 传输，并在四 AP 网络中实现 54% 至 280% 的吞吐量增益。
2024-12-23 cs.NI
On the Optimization of the IEEE 802.11 DCF: A Cross-Layer Perspective
研究了IEEE 802.11协议数据链路层采用基本访问机制的分布式协调功能（DCF）的总吞吐量优化问题。为了扩大所提出的分析的适用性，我们认为一般的操作条件占非饱和和饱和的流量在传输信道错误的存在下，举例说明的数据包出错率$P_e$。这项工作的主要线索源于链接的网络的总吞吐量的竞争站的分组速率$λ$的关系。特别是，我们表明，聚合吞吐量$S(λ)$提出了两个明显不同的操作区域，依赖于实际值的分组速率$λ$相对于一个临界值$λ_c$，理论上推导出在这项工作。$S(λ)$的行为铺平了道路，跨层优化算法，这被证明是有效的，在各种网络操作条件下的总吞吐量最大化。所提出的优化框架的一个很好的结果依赖于这样一个事实，即聚合吞吐量可以用一个简单但有效的封闭形式的表达式相当准确地预测，这也是在文章中推导出来的。最后，整个工作中提出的理论和仿真结果，以揭示，以及验证，的关键思想。
2008-06-18 cs.NI
Distributed MAC Strategy for Exploiting Multi-user Diversity in Multi-rate IEEE 802.11 Wireless LANs
快速速率自适应是提高无线网络物理层原始数据速率的有效途径。然而，在当前的IEEE 802.11传统中，MAC层吞吐量由具有最低数据率的用户主导，导致带宽的未充分利用。在本文中，我们提出并分析了一种新的分布式MAC策略，称为速率感知DCF（R-DCF），利用IEEE 802.11无线局域网的速率自适应的潜力。R-DCF的关键特征是通过根据瞬时信道条件引入不同的迷你时隙，只有具有最高数据率的竞争站可以接入信道。通过这种方式，R-DCF协议不仅以完全分布式的方式利用多用户分集，而且还减少了由于冲突而导致的吞吐量损失。通过分析，我们开发了一个分析模型，得出一般的多速率无线局域网的吞吐量的R-DCF。使用分析模型，我们研究了R-DCF协议在不同的网络设置与不同的速率自适应策略和信道变化的性能。在分析的基础上，我们进一步推导出R-DCF可实现的最大吞吐量。在实际应用中，提出了一种离线自适应回退方法，在较低的运行复杂度下获得接近最优的性能。通过大量的分析和仿真，证明了R-DCF的优越性。
2007-12-14 cs.NI
Throughput analysis in networks of WLANs
本文提出了一种简单但准确的近似分析模型的无线局域网（WLAN）之间的相互作用和冲突的负面影响，在IEEE 802.11 WLAN的网络。WLAN间的交互使用连续时间马尔可夫链（CTMC）模型来表征，其中状态表示在给定时间的活动WLAN的集合。然后，冲突的影响被认为是通过分析竞争的WLAN在每一个国家之间的本地动态使用著名的IEEE 802.11比安奇模型。结果证实了所提出的方法的准确性。
2016-11-21 cs.NI
Effects of MAC Parameters on the Performance of IEEE 802.11 DCF in NS-3
本文介绍了根据TCP/IP模型的分层方式组织的无线局域网NS-3脚本的设计过程。我们使用NS-3模型对象配置所有层，并设置和修改对象所使用的值，以调查MAC参数（访问机制，CWmin，CWmax和重试限制）的性能指标，即分组投递率，分组丢失率，聚合吞吐量和平均延迟的影响。仿真结果表明，在饱和状态下，RTS/CTS接入机制的性能优于基本接入机制，而在非饱和状态下，MAC参数对网络性能没有显著影响。CWmin的较高值以平均延迟为代价提高了聚合吞吐量。性能指标之间的权衡关系也观察到的结果的MAC参数的最佳值。本文的设计过程为NS-3用户设计和修改脚本提供了很好的指导，其结果对网络设计和管理有很大的帮助。
2022-06-25 cs.NI cs.PF
Throughput Analysis of IEEE 802.11bn Coordinated Spatial Reuse
本文针对 IEEE 802.11bn（Wi-Fi 8）的协同空间复用（C-SR）特性，提出基于连续时间马尔可夫链的分析模型，揭示其在多种拓扑下相比传统机制可实现高达59%的吞吐量增益。
2023-10-19 cs.IT cs.NI eess.SP
Performance Analysis for Bandwidth Allocation in IEEE 802.16 Broadband Wireless Networks using BMAP Queueing
本文提出了一种性能分析的带宽分配在IEEE 802.16宽带无线接入（BWA）网络考虑到分组级的服务质量（QoS）的约束。基于IEEE 802.16标准的自适应调制编码（AMC）速率用于根据信道质量在每帧时间内自适应地调整传输速率，以获得多用户分集增益。为了对到达过程和流量源进行建模，我们使用批处理马尔可夫到达过程（BMAP），它可以实现更真实，更准确的流量建模。我们确定分析不同的性能参数，如平均队列长度，数据包丢弃概率，队列吞吐量和平均数据包延迟。最后，对分析结果进行了数值验证.
2012-03-08 cs.NI cs.PF
A Fair and Efficient Packet Scheduling Scheme for IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Systems
针对IEEE 802.16宽带无线接入系统，提出了一种公平有效的QoS调度方案，该方案能同时满足各种实时和非实时的应用的吞吐量和时延保证。所提出的QoS调度方案进行了比较，与现有的QoS调度方案中提出的文献在最近的过去。仿真结果表明，所提出的调度方案能够在时延、时延违规率和吞吐量方面为WiMAX标准中定义的所有类型的业务提供严格的QoS保证，从而保持了公平性，并有助于消除低优先级业务的饥饿。系统的带宽利用率和资源的公平性指标也遇到了验证我们提出的调度方案提供的QoS。
2010-09-30 cs.NI
TXOP sharing with Coordinated Spatial Reuse in Multi-AP Cooperative IEEE 802.11be WLANs
IEEE 802.11be网络（又名Wi-Fi 7）将不得不应对新的带宽需求和低延迟服务，如延展实境和多方云游戏。考虑到这一目标，协调接入点（AP）之间的传输机会（TXOP）共享可以有助于缓解AP间竞争，从而增加整体网络吞吐量。本文评估了两种协调TXOP共享策略：协调时分多址（c-TDMA）和协调TDMA与空间复用（c-TDMA/SR）。我们表明，虽然C-TDMA单独不会导致任何显着的改善，在WLAN的吞吐量方面，它奠定了基础，实现协调SR（C-SR）技术。为了评估C-TDMA/SR的性能，我们提出了一个公平的调度器，能够选择最好的子集的并行传输在WLAN部署，以及适当的功率电平将被使用的AP和站（STA），导致最大的性能。C-TDMA/SR获得的结果显示显着的吞吐量增益与C-TDMA相比，在90%的考虑的情况下，值高于140%。
2021-12-21 cs.NI
Analysis of IEEE 802.15.4 MAC under low duty cycle
在这封信中，一个离散时间马尔可夫链模型，研究IEEE 802.15.4在低占空比下的性能。性能是衡量的聚合吞吐量和平均功耗每包。通过ns2仿真验证了所提出的分析模型。
2014-06-28 cs.NI
Non-Primary Channel Access in IEEE 802.11 UHR: Comprehensive Analysis and Evaluation
针对 IEEE 802.11 多信道中非主信道闲置浪费的问题，论文分析 UHR 的 NPCA 协议并建立吞吐量与时延评估模型，仿真显示其较传统网络吞吐提升至少50%、时延降低至少40%。
2024-05-12 cs.NI
Maximization of Timely Throughput with Target Wake Time in IEEE 802.11ax
在IEEE 802.11ax标准中，为了实现WLAN网络中的确定性调度，引入了被称为目标唤醒时间（TWT）的操作模式。在TWT模式中，站（STA）群可与接入点（AP）协商被称为TWT服务时段（TWT-SP）的周期性重复的时间窗口，在该时间窗口上它们是苏醒的并且在该时间窗口之外它们休眠以节省功率。从公共开始时间到第一TWT-SP的偏移被称为TWT偏移（TWT-0），并且TWT-SP的周期性被称为TWT唤醒间隔（TWT-WI）。在这项工作中，我们考虑多个STA之间的通信与异构流量和AP的IEEE 802.11ax网络中的TWT模式操作。我们的目标是最大限度地提高一个长期的加权平均及时跨STA的吞吐量，其中的瞬时及时吞吐量被定义为在他们的最后期限之前，在一个决策时刻成功交付的数据包的数量。为了实现这一点，我们获得了算法，其包括（i）内部资源分配（RA）例程，其向STA分配资源单元（RU）和发射功率，以及（ii）外部分组例程，其将STA分配给（TWT-SP，TWT-O，TWT-WI）三元组。对于内部RA，我们提出了一个接近最优的低复杂度算法使用漂移加惩罚（DPP）的框架，我们采用了贪心算法作为外部分组例程。通过数值模拟，我们观察到，该算法，基于DPP的RA和贪婪的分组例程组成，比其他竞争算法的性能更好。
2023-02-22 cs.IT cs.NI math.IT
IEEE 802.11be Network Throughput Optimization with Multi-Link Operation and AP Coordination
本文面向Wi-Fi 7的MLO，提出借助AP控制器的数据驱动资源分配方法，利用二分图全幺模性优化拓扑并结合比例公平分配链路，通过PHY-MAC仿真验证其在MLMR/STR场景下的吞吐量与公平性。
2024-04-07 cs.IT cs.NI math.IT
TCP-aware Cross Layer Scheduling with Adaptive Modulation in IEEE 802.16 (WiMAX) Networks
在本文中，我们提出了传输控制协议（TCP）的感知跨层调度算法在多点到点网络，如IEEE 802.16（WiMAX）网络的上行链路。对TCP流的带宽分配不足可能导致超时，并且由于TCP源在超时之后立即丢弃其拥塞窗口（$cwnd$），因此可能不利地影响平均吞吐量。另一方面，由于TCP源仅在带宽可用时线性地增加其$cwnd$，因此任何过量的带宽分配可能仍然未被充分利用。所提出的调度算法通过基于$cwnd$和TCP超时来分配资源来解决这个问题。此外，由于我们关注于上行链路调度，因此我们考虑仅将{ \em流}级资源要求传送到基站（$BS$）而不是每{ \em分组}信息。这些干扰器还考虑了无线信道特性，因此本质上是跨层的。通过详尽的模拟，我们证明了所提出的调度器表现出增强的吞吐量和公平性相比，在不同的阴影轮循（RR）调度。实验结果表明，在不同的阴影下，RR调度器的吞吐量和信道利用率分别提高了3.5%~ 15%和15%~ 25%.
2016-12-08 cs.NI
A Model of the IEEE 802.11 DCF in Presence of Non Ideal Transmission Channel and Capture Effects
在本文中，我们提供了一个吞吐量分析的IEEE 802.11协议在数据链路层在非饱和的交通条件下考虑到传输信道和捕获效应在瑞利衰落环境的影响。非理想信道和捕获两者的影响在典型网络条件中的实际观察到的吞吐量方面变得重要，其中业务主要是不饱和的，特别是在高干扰的环境中。我们扩展的多维马尔可夫状态转换模型表征在MAC层的行为，包括传输状态，占数据包传输失败，由于通过信道传播引起的错误，随着一个状态表征系统时，没有数据包在缓冲区中传输的一个站。
2007-10-27 cs.NI
IEEE 802.11ax: High-Efficiency WLANs
IEEE 802.11ax-2019将取代IEEE 802.11n-2009和IEEE 802.11ac-2013，成为下一个高吞吐量无线局域网（WLAN）修订版。在本文中，我们回顾了预期的未来WLAN场景和用例，证明了推动新的PHY/MAC IEEE 802.11修正案。在此之后，我们概述了可能包含在IEEE 802.11ax-2019修正案中的一组新技术特性，并描述了它们的优点和缺点。最后，我们讨论了一些网络级的功能，需要充分提高用户体验在下一代无线局域网，并指出他们与其他正在进行的IEEE 802.11修订。
2015-07-28 cs.NI
IEEE 802.11be Wi-Fi 7: Feature Summary and Performance Evaluation
本文综述 Wi-Fi 7 的目标、时间线与关键技术，并通过系统级仿真验证其相较 Wi-Fi 6 可实现30 Gbps 吞吐量及更低延迟。
2025-07-24 cs.NI eess.SP
MAC Centered Cooperation - Synergistic Design of Network Coding, Multi-Packet Reception, and Improved Fairness to Increase Network Throughput
我们设计了一个跨层的方法，以帮助开发一个合作的解决方案，使用多包接收（MPR），网络编码（NC），和介质访问（MAC）。我们构建了IEEE 802.11 MAC协议的行为模型，并将其应用于关键的小规范拓扑组件和它们的较大的对应物。从这个模型得到的结果与可用的实验结果与保真度相匹配。使用这个模型，我们表明，公平分配的IEEE 802.11 MAC可以显着阻碍性能，因此，我们设计了一个新的MAC，不仅大大提高了吞吐量，但提供公平的信息流，而不是节点。我们表明，NC，MPR，和我们的新MAC之间的合作实现了超加性增益高达6.3倍的路由与标准IEEE 802.11 MAC。此外，我们扩展的模型来分析我们的MAC的渐近和吞吐量行为的节点数量的增加或MPR能力仅限于一个单一的节点。最后，我们表明，虽然网络性能降低了大量的不对称或有限的MPR实施到一个中心节点，有一些重要的实际情况下，即使在这些条件下，MPR，NC，以及它们的组合提供显着的收益。
2011-07-19 cs.NI
Stability and Queueing Analysis of IEEE 802.11 Distributed Coordination Function
Bianchi提出了一种广泛采用的IEEE 802.11 DCF的二维马尔可夫链模型来描述饱和流量条件下单个节点的退避行为。使用这种方法，我们提出了一个排队模型的802.11 DCF下的非饱和流量环境。每个节点的输入缓冲区被建模为Geo/G/1队列，分组服务时间分布由802.11 DCF的马尔可夫状态空间和底层调度算法导出。DCF定义了两种访问机制，即基本访问机制和请求发送/清除发送（RTS/CTS）访问机制。基于该模型，研究了概率指数退避调度下两种方案的性能分析。得到了网络吞吐量的特征方程和分组转发延迟的表达式。具体地说，我们得到了稳定的吞吐量和有界的延迟区域相对于重传因子根据基本的分析。对于这两种接入方案，有界延迟区域是稳定吞吐量区域的子集。我们的研究结果表明，RTS/CTS访问机制是更稳定，性能优于基本的访问机制。仿真结果验证了本文分析的正确性。
2012-01-11 cs.NI
Optimized Non-Primary Channel Access Design in IEEE 802.11bn
本文针对 IEEE 802.11bn 中非主信道接入（NPCA）协议开销显著的问题，提出分析模型并设计动态混合传统与 NPCA 优势的新模型，仿真表明其在各种信道占用条件下均能提升吞吐量效率。
2024-04-30 cs.NI
When Next-Gen Sensing Meets Legacy Wi-Fi: Performance Analyses of IEEE 802.11bf and IEEE 802.11ax Coexistence
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文针对新一代Wi-Fi感知标准IEEE 802.11bf与传统802.11ax的共存问题，构建分析框架并开发开源ns-3模块开展仿真，分析多参数对感知时延和吞吐量的影响，揭示二者权衡关系并给出参数均衡建议。
2025-03-06 cs.NI cs.SY eess.SY
High Throughput of WiMAX MIMO OFDM Including Adaptive Modulation and Coding
WiMAX技术基于IEEE 802.16规范，其中IEEE 802.16-2004和802.16e修正案是物理（PHY）层规范。IEEE 802.16-2004当前支持若干多天线选项，包括空时码（STC）、多输入多输出（MIMO）天线系统和自适应天线系统（AAS）。最新的WiMAX标准（802.16e）支持移动终端和膝上型计算机的宽带应用。利用自适应调制和编码（AMC）技术对WiMAX中OFDM物理层的出错率（BER）和数据吞吐量进行了仿真分析。对OFDM物理层进行了性能分析。在本文中，扩展的基本SISO模式，一些2 × 2 MIMO扩展分析下的数字调制（QPSK，16 QAM和64 QAM）和卷积码（CC）的不同组合与一半，三分之二和四分之三额定码。本文的目的是提供一个想法的好处，多天线系统在单天线系统的WiMAX类型的部署。
2010-02-09 cs.NI
Dynamic Traffic Allocation in IEEE 802.11be Multi-link WLANs
多链路操作（MLO）是下一个IEEE 802.11be极高吞吐量修正案的关键特征。通过其采用，预计将通过改善吞吐率和延迟来增强用户体验。然而，潜在的MLO增益与流量如何跨多个无线电接口分布有关。在本文中，我们引入了一个流量管理器MLO之上，并评估不同的高层次的流量到链路的分配策略，以分配传入的流量在一组启用的接口。流级的方法之后，我们比较了非动态和动态流量平衡策略类型。结果表明，动态策略与MLO的使用可以显着减少流量遭受的拥堵，增强所有评估场景中的流量传输，特别是提高视频流接收的服务质量。此外，我们表明，在未来的Wi-Fi网络中采用MLO也改善了与非MLO网络的共存，从而提高了MLO和非MLO网络的性能。
2022-02-25 cs.NI
A Bi-Scheduler Algorithm for Frame Aggregation in IEEE 802.11n
IEEE 802.11n的主要目标是提供高吞吐量、可靠性和良好的安全性。802.11n的性能通过使用帧聚合对饱和流量非常有效。但是，这种帧聚合不会在所有场景中有效地起作用。本文的主要目标是通过有效的帧聚合调度机制，提高无线局域网的吞吐量。本文提出的双帧分割算法的目的是根据帧的访问类别来分割帧。外部调度器将延迟敏感应用与多部分数据的传入突发分离，并且还决定是应用聚合MAC服务数据单元（A-MSDU）聚合技术还是在没有任何聚合的情况下发送数据。内部调度器使用聚合MAC协议数据单元（A-MPDU）聚合技术来调度剩余的（延迟不敏感、后台和尽力而为）分组
2014-01-09 cs.NI
Channel load aware AP / Extender selection in Home WiFi networks using IEEE 802.11k/v
下一代家庭WiFi网络必须在性能方面向前迈进。诸如在线游戏、虚拟现实或高质量视频内容的新应用将进一步要求更高的吞吐量水平以及低延迟。除了物理（PHY）和介质访问控制（MAC）改进之外，在给定区域中部署多个接入点（AP）可以通过简单地改进平均覆盖和数据率来显著地有助于实现这些性能目标。然而，它开启了一个新的挑战：为每个给定的站（STA）确定最佳AP。本文研究了在家庭WiFi网络中使用辅助AP（也称为扩展器）在吞吐量和延迟方面可实现的性能增益。为了做到这一点，我们引入了一个集中的，易于实现的信道负载感知选择机制的WiFi网络，充分利用IEEE 802.11k/v的能力，从STA收集数据，并相应地分发关联决策。这些决定完全基于AP选择决定度量在AP中（或者，可替换地，在外部网络控制器中）计算，除了RSSI之外，AP选择决定度量还考虑每个潜在的STA-AP/扩展器连接的接入和回程无线链路的负载。所提出的信道负载感知AP和扩展器选择机制的性能评估已经首先在专用模拟器中进行，导致主要分析指标（吞吐量和延迟）的整体改善，并且与传统的基于RSSI的WiFi关联相比，能够在保持网络不拥塞的同时提供至少35%以上的流量。当在实际部署中测试信道负载感知机制时，这种趋势得到了证实，其中STA与所指示的AP/扩展器相关联，并且总吞吐量增加了77.12%。
2021-02-22 cs.NI
Throughput Analysis of CSMA: Technical Report
在本技术报告中，使用两种代表性接收器结构（即，碰撞模型和捕获模型的特征化和优化。该分析进一步应用到IEEE 802.11网络，这是一个代表性的无线网络，采用CSMA机制，其中最佳的初始退避窗口大小的节点，以实现最大的网络吞吐量推导和验证仿真结果。
2019-06-16 cs.NI
Performance Analysis of Network Coding with IEEE 802.11 DCF in Multi-Hop Wireless Networks
网络编码是提高无线网络容量的一种有效方法，各种研究探讨了其在不同场景下的优势。然而，针对IEEE 802.11分布式协调功能规范，对多跳无线网络中网络编码的吞吐量和端到端时延的分析研究还不多。在本文中，我们利用排队论提出了一个分析框架，在多跳无线网状网络中的双向单播流。本文研究了IEEE 802.11标准下流间网络编码的吞吐量和端到端时延，该编码采用CSMA/CA随机接入和指数退避时间，并考虑时钟冻结和虚拟载波侦听，给出了成功传输的概率（以比特出错率和冲突概率表示）、分组在节点的等待时间和重传机制等参数。我们的模型使用一个多类排队网络与稳定的队列，编码的数据包有一个非抢占式的更高的优先级超过本地数据包，本地数据包的转发不会延迟，如果没有编码的机会。最后，我们使用计算机模拟来验证我们的分析模型的准确性。
2018-01-07 cs.NI
Performance analysis of IEEE 802.11ax heterogeneous network in the presence of hidden terminals
性能改进一直是IEEE 802.11协议历次修订的焦点之一。此外，由TGax提出的IEEE 802.11ax高效率（HE）修正草案旨在提高网络性能。提高频谱和功率效率的主要障碍之一是隐藏终端的存在，这降低了吞吐量，特别是在上行链路传输中。IEEE 802.11ax确实提供了诸如基于触发的上行链路传输之类的机制，其在某种程度上减轻了这种降级，但是不能消除这种降级，特别是在高到达速率下。为了打击隐藏终端的问题，我们建议在与HE接入点关联期间增加STA的载波侦听阈值（CSTH）。我们的研究结果证实，所提出的机制可以导致显着减少冲突的概率在上行链路传输。
2019-08-05 cs.NI
Sensitivity-driven Adaptive Contention Window Optimization for IEEE 802.11 based V2I Networks
Karabük University（卡拉布克大学）
该研究针对基于IEEE 802.11的V2I网络，结合局部与全局灵敏度分析推导竞争窗口控制律，优化DCF参数以提升吞吐量，在密集安全关键场景中增益显著。
2026-08-04 cs.NI cs.PF
Performance Comparison Between MIMO and SISO based on Indoor Field Measurements
在本文中，我们量化的性能增益实现，如果SISO系统取代4x 4 MIMO在WLAN设置兼容IEEE 802.11n标准。我们比较吞吐量和功率节省在MIMO在不同的室内位置进行现场测量。测量验证与模拟，包括不同的IEEE TGn信道模型。对于MIMO和SISO之间的比较，我们选择了调制和编码方案（MCS），它产生最高的吞吐量受到QoS约束（PER <10%）。我们表明，2.5倍-3倍的吞吐量增益和5-15 dB的功率节省是在4 × 4 MIMO系统中实现的。
2015-09-24 cs.IT cs.NI math.IT
Performance analysis of a non-beacon enabled IEEE 802.15.4 network with retransmission and ACK mode
我们的工作的目的是评估在一个更精细的时间单位的确认（ACK）模式和重传限制的非信标IEEE 802.15.4网络的性能。此外，我们预测网络的性能参数，使用反向传播人工神经网络（BP-ANN）相对于一个给定的服务质量为现实世界的应用。因此，我们提出的方法可以帮助部署一个星型网络，其性能指定在一个更实际的方式。首先，采用离散时间马尔可夫链模型和M/M/1/k排队描述了无信标网络中的完全非时隙载波侦听多址接入冲突避免（CSMA/CA）算法。考虑到MAC缓冲区大小，不饱和流量和饱和流量，我们建立了三个分析模型，以得出八个重要的性能指标，例如，吞吐量、延迟和可靠性。此外，大量的仿真结果表明，在吞吐量和可靠性的分析模型的准确性。最后，我们使用分析数据来训练BP-ANN模型，以预测节点数和延迟等关键参数。所有的仿真数据用于测试的BP神经网络的结果表明，这些模型的准确性。因此，这些方法和结果可以用于部署应用环境中的星型网络。
2016-09-05 cs.NI
