Wi-Fi QoS中AIFSN/CWmin/CWmax/TxOP参数是怎样计算的？

802.11e/WMM的EDCA机制通过AIFS、CWmin/CWmax和TxOP三组参数实现业务优先级控制。AIFS决定最短等待时间（AIFS=SIFS+AIFSN×SlotTime），CWmin/CWmax定义退避范围（2^ECW-1），TxOP设置最大占用时长（32µs单位）。默认配置中，语音业务（VO）优先级最高，其AIFSN最小（2）、CW范围最小（3-7）、TxOP适中（1.504ms

Qingzong_Ma

1079人浏览 · 2025-06-25 08:00:00

Qingzong_Ma · 2025-06-25 08:00:00 发布

我们先给出一段总览：
在 802.11e/WMM 的 EDCA 机制里，AIFS 决定“听空”后最短等待时间，CWmin/CWmax 决定退避随机数范围，TxOP 决定一旦赢得信道后可连续占用的最长时间。这三组参数通过简单公式与物理时隙（SlotTime）关联，并按业务优先级（AC VO/VI/BE/BK）采用不同默认值：

AIFS＝SIFS + AIFSN × SlotTime；
CWmin = 2^ECWmin − 1，CWmax = 2^ECWmax − 1；
TxOP 以 32 µs 为单位；不同流量给出 0 – 3 ms 不等的窗口。
合理取值的核心是让高优业务拥有更短的 AIFS、更小的 CW、合适的 TxOP，在低延迟与信道公平之间取得平衡。以下分块说明计算方法、行业默认值、调优思路并给出示例计算。

1 关键公式与物理含义

名称	公式 / 单位	含义与作用
AIFS	AIFS = SIFS + AIFSN × SlotTime	SIFS 是固定短间隔 (16 µs, 11ax/11be)，AIFSN 为 0–15 的整数。AIFSN 越小，信道监听期越短，高优业务更快进入退避阶段。
CWmin / CWmax	CW = 2^ECW − 1	节点在区间 [0,CW]×SlotTime 内随机退避。CWmin 初值越小，平均等待越短；冲突后指数回退直至 CWmax。
TxOP	TxOPlimit × 32 µs	占到信道后一次能连续发帧的时间上限。0 表示只发 1 帧；1 ms≈31 单位。

2 默认/推荐参数表（OFDM/HE PHY，Wi-Fi 6/7 常用）

AC	用途	AIFSN	CWmin	CWmax	TxOP (32 µs)	计算示例
VO	语音	2	3	7	47 (1.504 ms)	CWmin=2^1−1=1? → 标准改为固定 3；CWmax=2^2−1=3? → 固定 7；来自 IEEE 表格
VI	视频	2	7	15	94 (3.008 ms)	CWmin=2^2−1=3?→提升到 7；TxOP≈3 ms
BE	普通数据	3	15	1023	0	CWmin=2^4−1=15；CWmax=2^10−1=1023
BK	后台	7	15	1023	0	同 BE，但 AIFSN 拉大优先级最低

说明：不同厂商固件可在此基础上再微调 1–2 级；Wi-Fi 7 的 MU-EDCA 允许 AP 动态调整这些值并通过 Beacon 通告。

3 计算与调优步骤

3.1 先确定物理参数

SlotTime：11ax/11be OFDM = 9 µs；11n HT = 9 µs；遗留 DSSS = 20 µs。
SIFS：11ax/11be = 16 µs。

3.2 AIFS

AIFS_VO = 16 µs + 2 × 9 µs = 34 µs
AIFS_BK = 16 µs + 7 × 9 µs = 79 µs

AIFS 差距即优先级差距。

3.3 CWmin / CWmax

取指数 ECWmin/ECWmax，再计算 CW = 2^ECW − 1。
Voice 小至 3 能显著降低退避；但 ECW 过小易碰撞，需配合 TxOP。

3.4 TxOP

建议把 Voice 控制 ≤ 1.504 ms（47 单位）；
Video 可放宽到 3.008 ms；
BE/BK 设 0，避免长时间霸占信道。
若网络多语音客户端，可适当 下调视频 TxOP（如 2 ms）保证公平。

4 应用情景与常见调整

场景	调优策略	依据
VoIP 超时延	减小 VO AIFSN→1 或 CWmin→1；保持 TxOP ≤ 1.5 ms	减少首次争用等待，并缩短占用
4K 视频卡顿	提高 VI TxOP (3 → 4 ms) 或 CWmax 15 → 31	允许视频流一次打更大 AMPDU，提升 PHY 利用率
数据吞吐低	BE TxOP 仍为 0，但可微降 VO/VI TxOP → 1/2 ms	给 BE 更多争用机会
高密 AP 并发	所有 AC 增大 AIFSN + CWmin（整体退避增加）	减少碰撞，牺牲延迟换容量

5 设置与验证示例（Linux+ath11k/12k）

# Voice AC：AIFSN=1，CWmin=1(0x1->1), CWmax=3(0x3->7), TxOP=30*32µs≈960µs
iw phy0 set txq-params ac 3 aifs 1 cwmin 1 cwmax 3 txop 30

# 验证 WMI 日志
dmesg | grep WMI_VDEV_SET_WMM_PARAMS_CMDID

驱动会把四元组打包后送固件；用 iw wlan0 dump txqstats 或 ath11k/fw_stats 观察各 AC 的队列与 airtime 占用。