Goodput-Analyse und Linkanpassung für IEEE 802.11a drahtlose LANs

Die Linkanpassung zur dynamischen Auswahl der Datenübertragungsrate zu einem bestimmten Zeitpunkt hat sich als effektiver Weg zur Verbesserung der Goodput-Leistung der IEEE 802.11 drahtlosen lokalen Netzwerke (WLANs) herausgestellt. Mit der Einführung der neuen Hochgeschwindigkeits-802.11a physikalischen Schicht (PHY) ist es noch wichtiger, dass ein gut gestaltetes Linkanpassungsschema mit der 802.11a PHY funktioniert, damit dessen mehrfachen Übertragungsraten genutzt werden können. In diesem Papier präsentieren wir zunächst eine generische Methode zur Analyse der Goodput-Leistung eines 802.11a-Systems unter der verteilten Koordinationsfunktion (DCF) und drücken den erwarteten effektiven Goodput als geschlossene Funktion der Datenlastlänge, der Anzahl der Rahmenwiederholungen, der Bedingungen des drahtlosen Kanals und der ausgewählten Datenübertragungsrate aus. Dann schlagen wir basierend auf der theoretischen Analyse ein neuartiges MPDU (MAC-Protokolldateneinheit)-basiertes Linkanpassungsschema für die 802.11a-Systeme vor. Es handelt sich um einen einfachen tabellenbasierten Ansatz, und die Grundidee besteht darin, eine beste PHY-Modustabelle durch Anwendung der dynamischen Programmiertechnik vorab zu erstellen. Die beste PHY-Modustabelle wird durch das Systemstatus-Triplett indiziert, das aus der Datenlastlänge, den Bedingungen des drahtlosen Kanals und der Anzahl der Rahmenwiederholungen besteht. Zur Laufzeit bestimmt eine drahtlose Station den am besten geeigneten PHY-Modus für den nächsten Übertragungsversuch durch einen einfachen Tabellenlookup, wobei der aktuellste Systemstatus als Index verwendet wird. Unsere eingehende Simulation zeigt, dass das vorgeschlagene MPDU-basierte Linkanpassungsschema die Einzelmodusschemata und das Autorate-Fallback (ARF)-Schema, das in den WaveLAN-II-Netzwerkgeräten von Lucent Technologies verwendet wird, hinsichtlich des durchschnittlichen Goodput, der Rahmenverlustquote und der durchschnittlichen Anzahl von Übertragungsversuchen pro Datenrahmenlieferung erheblich übertrifft.