實驗 I : QoS 效能模擬

首先，先針對在多速率環境下當語音串流使用者逐漸增加時，對於最初系統中存在 的四種速率 Voice Flow 使用者的端點延遲量做比較:

圖 5-2 多速率語音串流在 EDCA 下的延遲時間

如圖 5-2 所示，在 X 座標軸的左半部，各速率使用者在系統預設的 TXOP 上限之 內都可以順利傳輸完佇列中的封包，然而隨著系統中的語音串流競爭者逐漸增加，低速 率使用者的延遲量也開始急遽上升，假如我們以通常語言串流的建議延遲量 150ms 當作 標準來審視，當系統在額外加入 12 個語音串流使用時，1Mbps 的語音串流使用者開始 大幅超越建議延遲量標準，接下來依據速率從低到高的趨勢，隨著使用者逐漸增加而逐 步超過 150ms。在模擬的最終能維持 150ms 延遲量需求的只剩下 11Mbps 的語音使用者。

從圖 5-2 的模擬結果，成功驗證在 EDCA 機制的操作下，並不能給予各速率高優先權 通道存取種類公平的頻寬保證效益；接下來，會在同個模擬劇本下，呈現新公平應對機 制的模擬結果。

2 4 6 8 10 12 14 16

Voice Flow 1M 11.582 13.26 16.326 22.053 43.251 1016 1758 2242 Voice Flow 2M 10.841 12.082 13.613 16.417 20.625 47.784 604 1291 Voice Flow 5.5M 10.021 11.407 13.071 15.08 19.328 30.364 80 279 Voice Flow 11M 8.562 9.568 11.125 13.546 16.136 25.593 46 108

0 500 1000 1500 2000 2500

Delay(ms)

End-to-End Delay (EDCA)

Number of 11MVo users

圖 5-3 多速率語音串流在新公平機制(動態 MTU 調整方式)下的延遲時間

Voice Flow 1M 5.4752 6.473 7.198 7.219 8.858 10.459 12.885 43.19 Voice Flow 2M 5.152 5.506 6.096 6.409 7.203 9.315 11.912 49.781 Voice Flow 5.5M 4.859 4.893 5.533 5.841 6.867 8.834 10.716 54.752 Voice Flow 11M 4.786 4.896 4.933 5.357 6.251 8.006 10.147 59.952

0

(New Mechanism with MTU Adaption)

2 4 6 8 10 12 14 16

Voice Flow 1M 7.833 8.269 10.072 13.373 15.284 21.442 33.254 56.415 Voice Flow 2M 6.604 7.382 8.161 12.274 14.883 20.098 35.55 62.254 Voice Flow 5.5M 6.062 6.526 7.821 11.062 13.122 20.02 35.843 76.32 Voice Flow 11M 5.925 6.455 7.539 10.288 12.096 17.589 38.866 84.41

0

(New Mechanism with CW Adaption)

Number of 11MVo users Number of 11MVo users

於動態 TXOP 調整機制對於所有速率使用者一致性的服務品質保證。由於給予低速使用

Throughput of Multi-rate BE Users Under Different Network Load(EDCA)

11M AC_BE Stream 5.5M AC_BE Stream 2M AC_BE Stream 1M AC_BE Stream

Number of 11MVo users

圖 5-6 多速率 AC_BE 串流在新公平機制(動態 MTU 調整方式)下的吞吐量

Throughput of Multi-rate BE Users Under Different Network Load(MTU)

11M AC_BE Stream

Throughput of Multi-rate BE Users

Under Different Network Load(CW Adaption)

11M AC_BE Stream 5.5M AC_BE Stream 2M AC_BE Stream 1M AC_BE Stream

Number of 11MVo users Number of 11MVo users

情況下，會先降低低速率使用者的傳輸頻寬，讓高速率的 AC_BE 使用者優先傳送，因 此當語音串流數目逐漸增加，AC_BE 通道存取種類分配到的通道時間逐漸下降的情況 下，新公平機制相較於 EDCA 系統提升了整體的傳輸效能。雖然效能增益來自於對於低 速率低優先權種類資料的效能打壓，但也從模擬結果證明，這個打壓不但能夠對於高速 率 AC_BE 串流做出傳輸量的增益，也同時可以對高優先權的 AC_VO 串流的 QoS 做出 延遲量改善，因此我們認為這是能夠針對實際需求而作出的效能交易。

接下來我們將要進一步比較動態 CW 值調整與動態 MTU 調整兩種方式間的效能優 劣。發現當新公平機制搭配動態 MTU 調整方式相較於搭配動態 CW 值調整機制帶來的 增益較為明顯，動態 MTU 調整方式在系統額外加入 12 個語音串流使用者以前的平均延 遲量都在 10ms 以內，然而動態 CW 值調整機制在系統額外加入 8 個語音使用者時延遲 量即超越 10ms。為了分析 MTU 效能優勢的原因，我們將各速率串流的每個訊框延遲量 做更細部地檢視發現原因來自於當搭配動態 CW 值調整機制時，某些語音封包的延遲量 會突然急遽增加，推測原因來自於儘管來搭配動態 CW 值調整機制降低了低速 AC_BE 使用者的通道存取機會，但是低速 AC_BE 使用者通道佔用時間過長的情形依舊，會造 成當下網路內的其他使用者語音佇列中的封包延遲量急遽增加；反觀搭配動態 MTU 調 整機制時，即便在傳輸低速率的 AC_BE 串流，通道的使用時間已經被 MTU 所控制，

並不會造成額外的延遲量上升，兩者相較之下，搭配動態 MTU 調整法則對於高優先權 通道存取種類服務品質的維持上有些許的優勢。

最後在新公平應對機制的模擬圖當中會發現，當額外增加的語音串流數目達到 14 個以上時，高低速率的使用者間會產生延遲量的交叉，高速率使用者的延遲量將會超越 低速率使用者，推測這是由於通道在高負載狀態下，佇列中等待的封包量上升，因此各 速率語音使用者在每次得到通道的傳輸機會時，所需要傳送的訊框數目上升，接收端回 傳 ACK 訊框的數目當然也會隨之上升。但是由於傳送 ACK 訊框所使用的傳輸速率為最 低基本速率，因此各速率站點間的傳輸時間皆為定值，這會造成高速率使用者因 ACK 訊框量增加所帶來的 TXOP 時間消耗比例上升，因此隨著系統負載逐漸上升，高低速語 言使用者的延遲差異性會慢慢顯現。