IEEE 802.11e网络无线红外的停止等待

和返回N ARQ协议的对比

摘要：

在即将运用的IEEE标准802.11e添加一个新的可选确认方案,即所谓的为了支持服务质量(QoS)和更好的利用无线介质(WM)的 (BurstAck爆发)。在本文中著名的Stop-and-Wait(SW)机制和被用作一个有滑动窗口的Go-Back-N(GBN)自动重复请求(ARQ)方案的提高确认(BurstAck破裂)的行为效率进行了的研究。链接参数如,传播MAC协议数据单元(MPDUs)的窗口大小,终端的数量(STAs) ,而且丢帧率(FER)和信噪比(SNR)也会被考虑到。在我们的分析中,其独特的特征红外遥控器的实体层以及标准802.11为红外(IR)无线局域网络而有的管理信息库(MIB)参数和复杂的标准802.11MAC协议的行为也会被考虑到。所得结果显示,在中型网络用作GBN执行得更好的纵发确认是用大的窗口而不是不很高的丢帧率。然而对于小窗口,差质量和大型网络通道并不建议GBN方案。

关键词:IEEE 802.11;SW;GBN,爆裂的肯定

1.介绍

按照IEEE标准传输协议，红外(IR)无线局域网络(WLANs)的终端的固定波长在850到950海里[1]。红外辐射在室内不暗或透明的环境表面会发生反射[2、3]。红外通过多次反射来辐射传播，结果其系统类似无线电在地区或覆盖面积得到建

立。作为一个后果是要提供灵活的终端移动性[45]、。在有较好红外(IR)无线局域网络的地方必须避免产生的干扰(例如飞机,机场、船舶、会议大厅等)。红外(IR)无线局域网络提供无线连接和支持纯粹的建筑室内中[45]、,促使它们有利覆盖大

面积室内空间。此外,光学无线通信系统可以作为候选作为无线网络家用连接(WHL),因为他们可以提供高速家之间的通信设备而且无需认证。

然而,红外光谱有几个缺点。多路的分散性,这是有关接受脉搏的时间分散传

播,是观察国米符号干扰(ISI)的传输速率高于破产10百万位元/秒[3,5-7]。在IEEE

802.11的实例中的红外光谱的链接有1和2兆的传输速率而那些现象是可以避免的。联系的另一个缺点是,周围的红外光谱光引发瞬间噪声,由于光检测过程的随

机噪声性质,而人造光由于周期性干扰光强变化而给人提供干扰[8,9]。对于低和适度的利率的情况下,IEEE 802.11环境噪声的主要因素归与无线的红外链路性能[8,9]。

通常用于中等强度调制(IM)的变送器和直接检测(DD)接受者的传输红外。当直接检测（DD）接收器的使用时,信噪比(SNR)是和光功率平方成正比，而在用无线电传送中它是和传输接受量成正比。因此,由于跟踪和周围的声音则高水平的光功率必须发出,而且是不允许的国际安全制度和终端输出功率约束的。因此,对传输信号必须经过处理以至于让它能检测尽可能低的价信噪比。标准IEEE

802.11[1]所采用的脉冲位置调制(PPM)作为传输技术,为这种类型的传输信道[9]

提供了最佳的传输特点。最近,由于多媒体应用在手机/便携式设备的需求增加,

一个增强的IEEE 802.11标准版本已被发展出来[10]来支持差异的服务和优质的服务(QoS)。其特色之一的新版本是可选的确认方案,如我们所知的纵法确认(BurstAck)。ARQ协议方案的性能以前为无线电传输[11]和红外光谱测试分析传输[12,13]所提及。在一般情况下被用作选择重复(SRP)ARQ协议的纵法确认的性能在[14]研究了发射机和接收机。更复杂的案子接收器的任意数量的在[15]被提及。在[14,15]当成功传输一个数据包通道被释放,利用子序列的爆裂(以相同或减少视窗

大小),则完成。

在这篇文章中,我们假设一个固定的媒体接入控制协议数据单元（MPDU）大小的窗口,在最后一个单一的破裂后，无线介质(WM)立即被释放后,无论信息包传播成功与否但很容易实施GBN ARQ协议方案和滑动窗口技术。这项对分析利用作为一个GBN自动重复请求(ARQ)与滑动窗口的性质的工作是我的目标。更多的具体地说,我们比较GBN ARQ方案和著名的SW ARQ利用到目前为止IEEE802.11标准。在我们的分析中,我们采取了考虑到这个红外物理层,但是很容易转换到其他要被考虑他们的特定特征的物质层。我们假定饱和条件(如下，这最大载荷, 在没有丢失稳定性可以处理)和有限数目的终端,在网络,这是使访问红外错误通道传送

一个具体数量(N)的MAC协议数据单元(MPDUs)。当饱和总则适用于[17,18]，网络使用的存取方法EDCF[16]和请求发送/清楚发送(RTS/CTS)协议制度是更加高效的

(和基本访问方案相比)。数值计算结果给出了两种不同的情况下:(a)所有STAs 使用SW确认方案和(b)所有的STAs使用BurstAck机制。还有确认方案的效率和操作条件进行了研究。

文章组织如下:第二部分的SW和BurstAck机制的研究进展进行了简单阐述。这个红外丢帧率(FER) 的分析和推导在第3节呈现。在第四节,MPDU访问延迟推导出使用典型的MAC协议802.11 IR表征的MIB参数。在部分5和6为依据,分析停止等待协议与有滑动窗口的GBN协议的平均传输时延。SW和GBN性能比较与数值结果在第7节提出。在第8部分,分析的优势和局限性我们的进行了介绍。

2．IEEE 802.11e确认方案

通过修改MAC协议结构,这802.11e MAC协议[16]支持三种类型的确认(见表1)。

一个被称为服务质量(QoS)的新领域使用一个分支称为确认字符(ACK)的政策子域场(图1)。这一领域可以被定义的位的值表1给出。有可能使用或者SW或BurstAck甚至没有确认机制。后者是用于当信道质量极高和不能传递的一些MPDUs,如在声音传输是不重要的,到数据包延迟不存在超过一些预定义延迟的约束。

2.1．停下等待协议

在著名的SW ARQ方案, 最初发射机,他们竞争于其余在成功保留发送远程终端系统（RTS）框架后和捕获无线介质的STAs网络区域。一旦RTS框架被收到,经过短暂的SIFS 时间，接收器相应CTS。然后,发射机发出一个单身MPDU，如果在没有错误时MPDU已经收到接收器，在SIFS 时间后接收方以ACK框架来确认。

表格1

图一增加的MAC帧

如果被毁坏的MPDU那就是缺乏预期ACK框架(等待超过SIFS发射机),并指明了传送器传送时发生了一个错误。注意,接收者可能已经收到了正确的框架，这种错误在ACK帧的接收时可能已经被丢掉。然而,对于变送器帧的交流,这种情况发生在与一个最初的错误忽视框架是不能辨别的(图2)。

图2 802.11和802.11e MAC协议中的停止等待自动重发请求机制在被毁坏的MPDU后发射机在发射MPDU遵循了同样的程序。同样的MPDU的失败传输增加关联MPDU的重试限制,这种关联MPDU是当MPDU成功地传送时的MPDU重置。如果重试限制达成共识,MPDU会被丢弃的,并且它的损失被报道放到新层中协议。在802.11a MAC协议,终端有两个重试计数,短重试次数和长重试次数。

根据帧的长度,MPDU框架要么是短或长的重试计数器。的确,比RTS阈值短的帧就会被认为是短帧，而帧超过了阈值被认为是长帧。当一个帧传输失败时，帧的重试计数开始于在0和1。短重试次数复位到0时:

CTS帧是接受传送RTS的回应。

在无碎片传输之后，一个MAC-layer确认则被收到。

多而复杂的帧被接受。

长包重试最大次数复位到0时:

一个MAC-layer确认被收到得来的一个比RTS阈值长的帧。

多而复杂的帧被接受。