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IEEE802.11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IEEE802.11[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。
短包重试计数器和长包重试计数器在标准相对应无碎片或有碎片输出的802.11e中分别在裁判[]10详细描述。
2.2.用作GBN与滑动窗口协议的纵发确认在GBN中有滑动窗口协议ARQ方案,这发射机继续发送数据包却保持着一份一个缓冲区,这就叫做传输窗口。
这几个数据包在缓冲区或窗口,数量是N它等于在一个往返时间送的数据包的数量。
如果被毁坏的MPDU到达了接收机(假定它有一个序列号i),这接收器废弃MPDU和MPDUS序列号,i+1，i+2,…N。
后来,它通知接收器直到那时MPDUs序列号收到成功。
然后,发射机形成新的由丢弃的MPDUS序列号i,i+1, i+2,… N,再加上一些i-1新的序列号所组成的N MPDUs窗口(图3)。
图三具有滑动窗口(窗口尺寸= 5)的GBN ARQ协议方案的原理图标准802.11e[]10的BurstAck机制被利用作为一个有滑动窗口协议的GBN ARQ方案,且遵循RTS/CTS协议的帧交换技术(图4)作为停止等待协议。
然而,标准802.11e数据传输的完成有三个时期:(a)启动阶段,(b)数据和纵发彩色同步信号载波相位阶段,(c)拆除阶段。
启动阶段是初始在接收方和发射方之间规定BurstAck通过请求(DFBARQ)和规定BurstAck通过相应(DFBARS之间)的交换。
一旦初始化是完成则数据则和破裂相位阶段开始。
在这一阶段,发射机允许一个服务质量的MPDUs破裂(窗口N)传送被在SIFS时间内分隔开。
当发射机希望得到已发MPDUs的确认,它都传达了BurstAck请求(BARQ)和等待BurstAck相应(BACK)。
存在两种类型的BurstAck机制:(a)立即(低延迟流量也在本文采用),(b)延迟(中等延迟流量)。
拆除阶段的定义了传输结束,这是可以做到使用删除Burstack请求(DLBARQ)和ACK帧的的传输交换。
图四纵发确认机制接收器抛弃第一个被毁坏的MPDU和接下来的纵发边沿MPDUs。
接收器发送BurstAck相应(BACK)帧通知发射机：在接下来的纵发边沿期间已经成功接待过MPDU和被毁坏的MPDUs连同新的改变(形成窗口N)。
如果重试极限与特定的MPDU或者纵发边沿达成共识,特定的MPDU 或者纵发边沿会被丢弃的,并且它的损失被报道放到更高层中协议。
更确切地说,在标准802.11eMAC 协议中每一个服务质量终端(QSTA)都保持短重试计数器和一长的重试计数器，这是因为为属于需要认可流量目录(TC)每一个MAC 服务的数据单元（MSDU ）或MAC 管理协议数据单元(MMPDU)。
最初短包重试计数器和长包重试计数器的值必须为零。
在MSDU 或MAC 管理协议数据单元(MMPDU)的短包重试计数器每增加一次，则传递一个长度小于或等于RTS 阈值的MAC 帧，而失败于MSDU 或MMPDU 。
有一个长度小于或等于RTS 阈值的MAC 帧时,这短重试计数器必须重置,当然阈值成功于MSDU 或MMPDU 。
在MSDU 或MMPDU 协议的长重试计数器增加在每个时间传递的一个长度大于RTS 阈值MAC 的帧，失败于MSDU 或MMPDU 。