Uni-MUMAC：一种用于 IEEE 802.11ac WLAN 的统一上下行多用户 MIMO MAC 协议

由于无线局域网（WLAN）中下行流量占主导地位，大量的研究工作致力于增强从接入点（AP）到站点（STA）的传输。最新 IEEE 修正案 802.11ac 支持的下行多用户多输入多输出（MU-MIMO）技术被视为推动 WLAN 进入千兆时代的关键增强技术之一。然而，随着云上传服务、点对点（P2P）和远程呈现应用的普及，对更高上行容量的需求变得不可避免。在本文中，提出了一种名为 Uni-MUMAC 的统一上下行介质访问控制（MAC）协议，通过探索多用户空间复用技术来提升 IEEE 802.11ac WLAN 的性能。具体而言，在下行链路中，我们实施了一种符合 IEEE 802.11ac 标准的 MU-MIMO 传输方案，允许 AP 同时向一组 STA 发送帧。在上行链路中，我们将传统的一轮信道接入竞争扩展为两轮，以协调多个 STA 同时向 AP 发送帧。我们引入了第二轮竞争窗口（CW2nd），这是一个根据流量状况使第二轮竞争长度具有弹性的参数。我们在系统同时存在下行和上行流量的饱和与非饱和条件下，通过仿真评估了 Uni-MUMAC。我们还提出了一种解析饱和模型来验证仿真结果。通过适当设置 CW2nd 和其他参数，将 Uni-MUMAC 与文献中一种著名的多用户传输方案进行了比较。结果表明，Uni-MUMAC 不仅在下行主导的场景中表现良好，而且在新兴的上行带宽密集型场景中也能平衡下行和上行吞吐量。