WLAN與WPAN的QoS機制對比分析
4.VBR業(yè)務(wù)支持
802.11e HC根據(jù)不同業(yè)務(wù)流的業(yè)務(wù)隊列狀況來動態(tài)分配TxOP,如果沒有數(shù)據(jù)發(fā)送,QSTA會發(fā)送QoS-null幀來結(jié)束TxOP,對于VBR業(yè)務(wù)的響應(yīng)迅速而有效。802.15.3通過DEV與PNC之間帶寬請求-應(yīng)答來完成對VBR業(yè)務(wù)的支持,但是響應(yīng)時間相對802.11e較慢,但是802.15.3MAC協(xié)議對于低成本、低功耗的要求相比于響應(yīng)時間是更重要的。?
5.業(yè)務(wù)流優(yōu)先級的支持
802.11e根據(jù)TC來提供8種業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級區(qū)分。802.15.3對于基于優(yōu)先級的異步業(yè)務(wù)流,PNC可以向高等級的業(yè)務(wù)分配更多的GTS時隙;在CAP周期中同樣可以實現(xiàn)類似EDCF方式的業(yè)務(wù)優(yōu)先級區(qū)分。
6.參數(shù)化業(yè)務(wù)流的支持
802.11e具有業(yè)務(wù)流參數(shù)標識,HC通過調(diào)整TxOP來控制業(yè)務(wù)流參數(shù)。802.15.3也具有業(yè)務(wù)流參數(shù)標識,PNC通過CT和CTR_request/modify來動態(tài)調(diào)整業(yè)務(wù)流參數(shù)。?
7.重負載下的穩(wěn)定性
802.11e在EDCF訪問機制下,HC無法控制QSTA的業(yè)務(wù)流發(fā)送,只能依靠調(diào)節(jié)CW和TxOP來限制業(yè)務(wù)流量;在輪詢訪問機制下屬于中心控制的拓撲結(jié)構(gòu),HC完成接納控制和業(yè)務(wù)調(diào)。802.15.3網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上屬于中心控制的拓撲結(jié)構(gòu),PNC完成接納控制和業(yè)務(wù)調(diào)度。?
8.最大有效吞吐量
802.11e由于受CSMA/CA方式、固定長度SIFS/DIFS的限制,DCF的理論吞吐量上限是75 Mbps,HCF/PCF則可以提高信道帶寬的利用率。802.15.3中心控制的調(diào)度方式可以提高吞吐量,對于802.15.3規(guī)定的2.4G物理層標準,其理論吞吐量上限可以達到325 Mbps,如果采用更高速的物理層技術(shù)如UWB等,吞吐量還可繼續(xù)提高[7]。
9.實現(xiàn)復(fù)雜度
802.11e如果將EDCF、HCF全部實現(xiàn),則復(fù)雜度很高。從當前的802.11a/b商用產(chǎn)品來看,802.11的實現(xiàn)都比較復(fù)雜,不適用于嵌入式應(yīng)用,而且一部分802.11的協(xié)議功能需要依靠插卡的主機系統(tǒng)來完成。802.15.3復(fù)雜度則低很多,適合于了低功耗、低成本的便攜設(shè)備。如果物理層結(jié)合新的UWB技術(shù),則由于UWB基帶不需要復(fù)雜的調(diào)制解調(diào)技術(shù)以及簡單的射頻前端設(shè)計,功耗和復(fù)雜度還可以進一步降低。?
五、結(jié)論
IEEE802.11e和IEEE802.15.3兩種MAC協(xié)議對于如何在無線網(wǎng)絡(luò)MAC層提供QoS保障的問題做出了有益的嘗試并推動了標準化工作和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。由于面向的對象和應(yīng)用的差別,兩者在QoS性能上表現(xiàn)都還存在不足:802.11e如果能夠吸收802.15.3基于中心控制的方式所帶來的吞吐量、效率、實現(xiàn)復(fù)雜度等方面的優(yōu)點,必將進一步促進無線局域網(wǎng)的發(fā)展,并為用戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量。同樣,802.15.3在處理VBR業(yè)務(wù)響應(yīng)時間上的不足也可以參考802.11e根據(jù)每個QSTA的業(yè)務(wù)隊列的信息來分配網(wǎng)絡(luò)資源的做法,從而能夠?qū)掝A(yù)約、臨時性網(wǎng)絡(luò)擁塞作出迅速響應(yīng)。另外,802.15.3 MAC協(xié)議如果能采用UWB技術(shù)作為物理層實現(xiàn),性能將會得到進一步提高,具有廣闊的發(fā)展前景。
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