EDCA와 QoS¶
규격 · 개정판
802.11e-2005 → 802.11-2024 Clause 10 (HCF·EDCA 채널 접근) · EDCA Parameter Set 요소 (Clause 9) · Wi-Fi Alliance WMM, Wi-Fi QoS Management (DSCP 정책, SCS, MSCS)
한눈에 보기
DCF는 모든 트래픽을 똑같이 취급합니다. 화상 통화의 음성 패킷과 백그라운드 업데이트 다운로드가 같은 규칙으로 경쟁하면 통화가 끊깁니다.
EDCA는 트래픽을 네 개의 **접근 범주(AC)**로 나눠 각각 다른 경쟁 규칙을 줍니다.
| AC | 용도 | 규칙 |
|---|---|---|
| AC_VO | 음성 | 가장 짧게 기다리고, 가장 작은 주사위 |
| AC_VI | 영상 | 짧게 기다림 |
| AC_BE | 일반 (웹, 대부분 앱) | 기본 |
| AC_BK | 백그라운드 | 가장 오래 기다림 |
한 기기 안에도 AC별로 큐가 따로 있어서, 음성 큐와 백그라운드 큐가 기기 안에서 먼저 경쟁하고(내부 충돌은 높은 AC가 이김), 이긴 쪽이 밖의 다른 기기와 경쟁합니다.
기본 EDCA 파라미터¶
aCWmin = 15, aCWmax = 1023 (OFDM PHY) 기준입니다.
| AC | CWmin | CWmax | AIFSN (STA) | AIFSN (AP) | TXOP Limit (OFDM) |
|---|---|---|---|---|---|
| AC_BK | 15 | 1023 | 7 | 7 | 0 (프레임 하나 또는 BA 교환) |
| AC_BE | 15 | 1023 | 3 | 3 | 0 |
| AC_VI | 7 | 15 | 2 | 1 | 3.008 ms |
| AC_VO | 3 | 7 | 2 | 1 | 1.504 ms |
- AIFS = SIFS + AIFSN × slot. 5 GHz STA 기준 AC_VO/VI 34 µs, AC_BE 43 µs, AC_BK 79 µs.
- AP는 비콘의 EDCA Parameter Set(또는 WMM) 요소로 BSS 안 STA들의 값을 바꿀 수 있습니다. AP 자신은 VO/VI에 AIFSN 1(= PIFS)을 써서 하향에 약간 우선권을 둡니다.
- TXOP Limit: 경쟁에서 이긴 뒤 이 시간 안에서는 SIFS 간격으로 프레임을 연달아 보낼 수 있습니다. 0은 "한 번의 교환만"을 뜻하지만, 대부분 구현은 A-MPDU 하나 + BA를 한 번의 교환으로 봅니다.
사용자 우선순위(UP)와 AC 매핑¶
| UP (802.1D) | 이름 | AC |
|---|---|---|
| 1 | Background (BK) | AC_BK |
| 2 | (spare) | AC_BK |
| 0 | Best Effort (BE) | AC_BE |
| 3 | Excellent Effort (EE) | AC_BE |
| 4 | Controlled Load (CL) | AC_VI |
| 5 | Video (VI) | AC_VI |
| 6 | Voice (VO) | AC_VO |
| 7 | Network Control (NC) | AC_VO |
QoS 데이터 프레임의 TID(0–7)가 곧 UP입니다. 운영체제는 보통 IP 헤더의 DSCP 상위 3비트로 UP를 정합니다(예: DSCP 46 EF → UP 5 또는 6, 구현마다 다름). RFC 8325는 Wi-Fi용 DSCP → UP 매핑을 권고하며(EF 46 → UP 6), Wi-Fi Alliance QoS Management는 AP가 이 매핑 정책을 단말에 내려 줄 수 있게 합니다.
TXOP와 프레임 교환¶
sequenceDiagram
participant AP
participant STA
Note over AP: AC_VI 경쟁 승리 → TXOP 3.008 ms 시작
AP->>STA: A-MPDU #1
STA->>AP: Block Ack
AP->>STA: A-MPDU #2 (SIFS 후 바로)
STA->>AP: Block Ack
Note over AP: TXOP 한도 안에서 반복, 남으면 CF-End로 반환 가능승인 제어 (Admission Control)¶
AP는 특정 AC(보통 VO/VI)에 ACM(Admission Control Mandatory) 비트를 켜서, STA가 ADDTS(TSPEC: 평균 속도, 패킷 크기, 지연 한도)로 미리 허락을 받아야만 그 AC를 쓰게 할 수 있습니다. 엔터프라이즈 음성망에서 쓰였지만, 가정·일반 환경에서는 거의 쓰지 않습니다.
전문가 노트 — EDCA 세부와 최신 QoS 기능
내부 충돌. 한 STA 안의 두 AC 백오프가 같은 슬롯에 0이 되면 높은 AC가 전송하고, 낮은 AC는 외부 충돌과 똑같이 CW를 두 배로 늘리고 재시도합니다.
11ax MU EDCA. UL OFDMA로 트리거를 받는 STA가 자기 EDCA로도 계속 경쟁하면 AP의 스케줄링 의도가 깨집니다. 11ax는 STA가 트리거 기반 전송에 참여한 직후 일정 시간(MU EDCA Timer) 동안 더 불리한 EDCA 파라미터(MU EDCA Parameter Set 요소)를 쓰게 해서, 상향을 트리거로 유도합니다.
SCS와 MSCS. 802.11-2020에 들어온 MSCS(Mirrored Stream Classification Service)는 STA가 "상향으로 보내는 이 흐름과 같은 5-튜플의 하향에 같은 UP를 써 달라"고 요청하는 기능이고, 11be 무렵의 SCS(Stream Classification Service) 확장은 흐름별 지연·속도 요구(QoS Characteristics)를 AP에 전달합니다. 저지연 서비스는 저지연 (R-TWT·우선 접속)에서 이어집니다.
TXOP와 공정성. 큰 TXOP는 처리량을 올리지만 다른 STA의 지연을 늘립니다. EDCA의 공정성은 "접근 기회"에 대한 것이라, 느린 MCS의 STA가 같은 TXOP를 쓰면 공중 시간을 더 많이 차지합니다(성능 이상 현상, rate anomaly). 그래서 AP 구현은 보통 공중 시간 공정성(airtime fairness) 스케줄링을 별도로 둡니다.