ЗАСТОСУВАННЯ МЕХАНІЗМУ ПОВІЛЬНОГО СТАРТУ В ЗАШУМЛЕНИХ КАНАЛАХ БЕЗДРОТОВИХ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ ІЕЕЕ 802.11
DOI:
https://doi.org/10.32782/IT/2025-1-28Ключові слова:
бездротова мережа ІЕЕЕ 802.11, зашумлені канали, блоки фреймів, повільний старт, пропускна здатність.Анотація
Мета роботи. Метою роботи є модифікація алгоритму повільного старту, який застосовується в оптоволоконних комп’ютерних мережах, що працюють під управлінням транспортного протоколу ТСР в умовах передачі без шуму або при наявності незначного шуму, з метою ефективного застосування модифікованого алгоритму в бездротових ІЕЕЕ 802.11 мережах в умовах дії шуму значної інтенсивності. Методологія. Для зменшення накладніх витрат при передачі інформації в бездротових мережах ІЕЕЕ 802.11 використовується передача фреймів блоками. В оптоволоконних мережах, що працюють під керуванням протоколу ТСР, для боротьби з втратами пакетів використовується механізм, який об’єднує мультипликативне і лінійне збільшення розміру вікна перевантаження. Після експоненційного збільшення кількості пакетів на якомусь етапі відбувається перевищення порогу повільного старту. Додаткові пакети, які потрапляють у мережу, попадають в затори, виника втрата пакетів. Тому після перевищення порогу вікно зменшується вдвічі і ТСР переключається на адитивне збільшення вікна. Загальна ідея полягає в тому, щоб ТСР з’єднання максимально довго працювало з розміром вікна, близьким до оптимального – не маленьким, щоб пропускна здатність не була малою, і не дуже великим, щоб не виникало заторів. Наукова новизна. В пропонуємій роботі в якості канала для передачі блоків фреймів від станції до точки доступу ми використовуємо дискретний у часі Гаусовий канал без пам’яті. В такому каналі бітові помилки є незалежними і однаково розподіленими по бітах інформації передаваємого блоку. Для забезпечення ефективної роботи алгоритму повільного старту в бездротових ІЕЕЕ 802.11 мережах в умовах дії шуму значної інтенсивності запропоновано принцип визначення величини порогу в залежності від кількості фреймів заданого розміру в блоках передачі та рівня зовнішнього шуму, який визначається швідкістю бітових помилок в блоках. Забезпечена властивість алгоритму адаптуватися до рівня шуму, при цьому кількість фреймів в передаваємих блоках регулюється алгоритмом автоматично в залежності від інтенсивності шуму в середовищі передачі інформації. Висновки. Формалізовано модифікований динамічний алгоритм роботи інфраструктурного домену бездротової мережі з використанням імовірнісних характеристик процесу передачі блоків. Здійснено оцінку пропускної здатності домену в залежності від інтенсивності шуму і довжини фреймів в блоках. Показано, що пропускна здатність зменшується при збільшенні інтенсивності шуму і зменшенні довжини фреймів в блоках. Кількість фреймів в блоках регулюється алгоритмом автоматично в залежності від інтенсивності шуму.
Посилання
Giordani M. Toward 6G networks: Use cases and technologies. IEEE Communication Magazine. 2020. Vol. 58. No. 3. P. 56–61.
Chien T. V., Ngo H. Q., Chatzinotes S., Renzo M. D., Ottersten B. Reconfigurable intelligence surfaceassisted cell-free massive MIMO systems over spatially correlated channels. IEEE Transactions of Wireless Communications. 2022. Vol. 21. No. 7. P. 5106–5128.
Dianne S. V. M. A survey on data analysis on large scale wireless networks: online stream processing, trends, and challenges. Journal of Internet Services and Applications. 2020. No. 11. Article number 6. 22 p.
Tinnirello I., Bianchi G., Xiao Y. Refinements of IEEE 802.11 distributed coordination function modeling approaches. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2010. Vol. 59. No. 3. Р. 1055–1067.
Kim T. O., Kim J. K., Choj B. D. Performance analysis of IEEE 802.11 DCF and IEEE 802.11 EDCA in nonsaturation conditions. IEICE Transactions and Communications. 2008. Vol.91. No 4. P. 1122–1131.
Li T., Ni Q., Turletti T., Xiao J. Performance analysis of the IEEEE 802.11e block ACK scheme in a noisy channel. Proc. of Broadnet IEEE International Conference, Boston, USA, Oct. 2005. Vol.1. P. 511–517.
Kurose James F., Ross Keith W. Computer Networking. A Top – Down Approach, 6th edition. New Jersey, Pearson Education, Inc. 2013. 889 P.
Engelstad P. E., Osterbo O. N. Analysis of total delay of the IEEE 802.11e EDCA and 802.11 DCF. Proc. of IEEE International Conference on Communications (ICC’06). 2006. Vol. 2. P. 553–559.
Banchs Albert, Vollero Luco. Throughput analysis and optimal configuration of 802.11e EDCA. Computer Networks. 2006. Vol. 50. Iss.11. P. 1749–1768.
Chen X., Chai H., Tian X., Fang Y. Supporting QoS in IEEE 802.11e wireless LANs. IEEE Transactions on Wireless Communications. 2006. Vol. 5. No.8. P. 2217–2227.
Lee H., Tinnirello I., Yu J., Choi S. Throughput and delay analysis of IEEE 802.11e Block ACK with channel errors. Proc. of 2 nd International Conference on Communication Systems Software and Middleware. Jan. 2007. P. 406–414.
Jacobson V. Congestion avoidance and control. Proc. SIGCOMM “88 Conf. ACM”. 1988. P. 314–329.
Tanenbaum A., Wetherall D. Computer Networks, 5th edition. New Jersey, Pearson Prentice Hall, 2011. 960 P.
Khandetskyi V. S., Karpenko N. V. Modeling of IEEE 802.11 Computer Networks at Increased Interference Intensity. Radio Electronics, Computer Science, Control. 2022. No. 2. P. 132–139.
Chang Z. Alanen O., Huovinen T., Nihtila T., Ong E., Kneckt J. Ristaniemi T. Performance analysis of IEEE 802.11ac DCF with hidden nodes. IEEE 978-1-4673-0990-5/12/2012. 2012. 5 p.
