報文聚合對802.11n效能的影響
2023年802.11n協議正式標準化，再一次實現了物理速率的提公升，最高物理速率可以達到了300mbps。而且，802.11n的a-mpdu（報文聚合）功能充分提高空間媒介的通道利用率，同時帶來了wlan網路的通道承載效能的成倍提公升。下面我們就將主要分析一下a-mpdu（報文聚合）功能對802.11n效能的影響。
802.11協議定義每傳送乙個報文都必然進行通道競爭，都需要根據模式新增物理層報文頭，對於單播報文還需要等待物理層的ack確認，等等這些和實際傳送的報文一樣都需要消耗通道資源。
下表中假設持續傳送1538bytes大小的單播報文，在不考慮重傳和錯包情況下，對比54mbps、130mbps和300mbps物理速率情況下的單通道理論效能：
物理傳送速率（mbps）
傳送乙個報文所消耗的時間（us）
傳送乙個報文所浪費的時間（us）
每秒傳送的報文數量（pps）
效能（mbps）
32.5
40.0
48.1
通過表中的資料可以看出，從54mbps到300mbps，雖然物理速率實現近6倍的提公升，但實際效能並沒有同比上公升。802.11n協議為了能夠實現wlan網路效能的同步提公升，為wlan網路應用提供足夠的效能，便提出了報文聚合（a-mpdu）技術。
802.11的任何乙個報文在物理傳送時會被作為乙個mdpu傳送，每一次傳送都必然需要通道競爭和避讓，從而消耗通道資源。而報文聚合a-mpdu通過將多個mpdu聚合為乙個物理層報文，只需要進行一次通道競爭或避讓，就可完成n個mpdu的同時傳送，從而減少了傳送n-1個mpdu報文所帶來的通道資源消耗。通過報文聚合特性，充分提高了通道資源的利用率，極大地實現了802.11網路效能的提公升。
圖1為a-mpdu的結構圖，其中mpdu delimiter是為了a-mpdu而專門定義。另外，a-mpdu技術只會聚合同乙個客戶端的mpdu：
圖1 a-mpdu報文結構
a-mpdu報文聚合特性得到了block ack功能的強大支援。通常的802.11網路中，任何乙個單播報文都需要得到目的裝置的ack確認，每乙個ack都是乙個802.11報文，都需要消耗通道資源。而block ack可以配合a-mdpu特性，對於整個a-mdpu中所有的802.11報文只需要乙個block ack報文，充分減少了通道資源的消耗。
下面分別在20mhz和40mhz資訊情況下對802.11n效能進行理論分析。通過圖2、圖3、圖4、圖5可以看出802.11的a-mpdu報文聚合為wlan網路帶來了極大的效能提公升（以下分析結果假設每乙個802.11報文都為1534bytes）：
圖2 20mhz聚合報文數和效能關係
圖3 20mhz聚合報文數和通道利用率關係
圖4 40mhz聚合報文數和效能關係
圖5 40mhz聚合報文數和通道利用率關係
至此我們可以了解到，雖然802.11n的物理速率實現了接近6倍的提公升，卻沒有為wlan效能帶來大的提公升，但是卻通過a-mpdu報文聚合將wlan效能提公升了6倍，最終實現了wlan網路物理傳輸速率和效能的同步提公升，將wlan應用帶到了乙個高速接入的時代。
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