Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Сглаживание аномалий производительности сетей Wi-Fi на уровне MAC путем адаптивного выделения каналов

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2019-31(2)-5

Полный текст:

Аннотация

Беспроводные локальные сети (WLAN) 802.11 могут поддерживать несколько скоростей передачи данных на физическом уровне с использованием схемы адаптивной модуляции и кодирования (AMC). Однако эта возможность поддержки разных скоростей передачи данных вызывает в WLAN серьезную аномалию производительности. В сети, состоящей из нескольких узлов с разными скоростями передачи, узлы с более низкой скоростью передачи данных (медленные узлы) ухудшают пропускную способность узлов с более высокими скоростями передачи (быстрые узлы). Основным источником этой аномалии является механизм доступа к каналу WLAN, который обеспечивает долгосрочную равную вероятность доступа к каналу для всех узлов независимо от их скоростей передачи. В этой работе мы исследуем использование адаптируемого разделения на каналы по ширине, чтобы минимизировать влияние этого явления на производительность. Отмечается, что ширина канала, избыточная из-за более низкой скорости передачи медленных узлов, может быть назначена быстрым узлам, подключенным к другим точкам доступа (AP), что может существенно увеличить общую пропускную способность всей сети. Мы предлагаем алгоритм предотвращения аномалий на уровне управления доступом к среде (MAC), который назначает ширину канала узлам, связанным с различными точками доступа, на основе их скорости передачи. Мы смоделировали эффект адаптивного разделения на каналы и установили нижнюю и верхнюю границы пропускной способности в различных сетевых сценариях. Наши эмпирические результаты указывают на возможное увеличение пропускной способности сети более чем на 20% при использовании предложенного алгоритма MIAP.

Об авторах

Абид Хуссейн
Национальный университет наук и технологий, Исламабад
Пакистан


Мухаммад Сафьян
Правительственный университет колледжа, Лахор
Пакистан


Сохаил Сарвар
Университет Гуджарата
Пакистан


Зия Уль Кайум
Университет Гуджарата
Пакистан
Профессор в университете Гуджарата


Муддессар Икбал
Лондонский университет Саут Бэнк; университет Эссекса
Великобритания
Старший преподаватель в Лондонском университете Саут Бэнк и в университете Эссекса


Назар Аббас Сакиб
Национальный университет наук и технологий
Пакистан


Список литературы

1. 802.11-2012 - IEEE Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks--Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. IEEE Std 802.11-2007 (Revision of IEEE Std 802.11-1999), 2007.

2. O.C. Branquinho, N. Reggiani, and D.M. Ferreira. Mitigating 802.11 mac anomaly using snr to control back-off contention window. In Proc. of the International Conference Wireless and Mobile Communications, 2006,

3. The Comprehensive GNU Radio Archive Network (CGRAN). IEEE 802.11a/g/p ofdm transceiver. Available at: http://cgran.hopto.org/3000/, accessed 30.01.2019

4. Deepti Chafekar, V. S. Anil Kumar, Madhav V. Marathe, Srinivasan Parthasarathy, and Aravind Srinivasan. Capacity of wireless networks under sinr interference constraints. Wireless Network, vol. 17, no. 7, 2011 pp. 1605-1635.

5. Ranveer Chandra, Ratul Mahajan, Thomas Moscibroda, Ramya Raghavendra, and Paramvir Bahl. A case for adapting channel width in wireless networks. In Proc. of the ACM SIGCOMM 2008 Conference on Data Communication, 2008, pp. 135-146.

6. Andrea COSTANTINI. Implementation of an IEEE 802.11p transmitter in open-source Software Defined Radio. Master's thesis, Universit`a del Salento, Piazza Tancredi, 2009.

7. Ettus Research, Universal Software Radio Peripheral and Daughter Boards, Available at: http://www.ettus.com/product/details/UN210-KIT, accessed 30.01.2019.

8. M. Heusse, F. Rousseau, G. Berger-Sabbatel, and A. Duda. Performance anomaly of 802.11b. In Proc. of the Twenty-Second Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications, vol. 2, 2003, pp. 836-843.

9. Abid Hussain and Nazar A. Saqib. Effects of implementing adaptable channelization in wifi networks. Mobile Information Systems, 2016, 15 p.

10. Abid Hussain, Nazar A. Saqib, Usman Qamar, Muhammad Zia, and Hassan Mahmood. Protocol-aware radio frequency jamming in wifi and commercial wireless networks. Journal of Communications and Networks, vol. 16, no. 4, 2014, pp. 397-406.

11. Seong il Hahm and Chong-Kwon Kim. Time-correlated fading can mitigate rate anomaly in ieee 802.11 wlans. In Proc. of the 9th International Symposium on Communications and Information Technology, 2009, pp. 560-561.

12. K. Kashibuchi, Y. Nemoto, and N. Kato. Mitigating performance anomaly of tfrc in multi-rate ieee 802.11 wireless lans. In Proc. of the Global Telecommunications Conference, 2009, pp. 1-6.

13. Won-Suk Kim, Sang-Hwa Chung, Chang-Woo Ahn, and Mi-Rim Do. Seamless handof and performance anomaly reduction schemes based on openow access points. In Proc. of the 28th International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops, 2014, pages 316-321.

14. E. Larsson, O. Edfors, F. Tufvesson, and T. Marzetta. Massive mimo for next generation wireless systems. IEEE Communications Magazine, vol. 52, no. 2, 2014, pp. 186-195.

15. Yumei Liu, Bo Lv, and Yan Li. A new mac mechanism to resolve 802.11b performance anomaly. In Proc. of the 2nd International Conference on Signal Processing Systems, vol. 3, 2010, pp. 134-138.

16. Shravan Rayanchu, Vivek Shrivastava, Suman Banerjee, and Ranveer Chandra. Fluid: Improving throughputs in enterprise wireless lans through exible channelization. IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 11, no. 9, 2012, pp. 1455-1469.

17. Herbert Taub and Donald L. Schilling. Principles of Communication Systems. McGraw-Hill Higher Education, 2nd edition, 1986.


Для цитирования:


Хуссейн А., Сафьян М., Сарвар С., Уль Кайум З., Икбал М., Сакиб Н. Сглаживание аномалий производительности сетей Wi-Fi на уровне MAC путем адаптивного выделения каналов. Труды Института системного программирования РАН. 2019;31(2):53-66. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2019-31(2)-5

For citation:


Hussain A., Safyan M., Sarvar S., Ul Qayyum Z., Iqbal M., Saqib N. Mitigating MAC Layer Performance Anomaly of Wi-Fi Networks through Adaptable Channelization. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2019;31(2):53-66. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2019-31(2)-5

Просмотров: 198


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)