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Service differentiation in IEEE 802.11ah WLAN under restricted access window based MAC protocol
Computer Communications ( IF 6 ) Pub Date : 2021-03-30 , DOI: 10.1016/j.comcom.2021.03.017
U. Sangeetha , A.V. Babu

The restricted access window (RAW) based channel access scheme proposed for IEEE 802.11ah wireless LAN (WLAN) divides the stations (STAs) in the network into groups and allocates RAW slots for each group of STAs. In this way, the STAs belonging to each group can attempt to access the medium during their designated RAW slot by invoking the enhanced distributed channel access (EDCA) protocol. This paper describes an analytical model to evaluate the saturation throughput of IEEE 802.11ah WLAN under the RAW based scheme, when STAs carry traffic of distinct access categories (ACs) and use the EDCA protocol for medium sharing. However, when groups are formed by randomly selecting the STAs, i.e., if random grouping (RG) scheme is employed, each group will contain STAs carrying traffic of distinct ACs. This will lead to starvation and degraded throughput performance for the low priority class STAs, since they have to contend with high priority class STAs within the same group during the RAW slot assigned. To resolve this issue, we propose an algorithm to realize priority class based grouping (PCG), in which the STAs belonging to the same ACs are grouped together. We also describe an analytical model to evaluate the saturation throughput of the network under the proposed PCG scheme. We establish that saturation throughput of the network and the relative service differentiation ratio of the lower priority class STAs can be significantly improved under the proposed PCG scheme compared to the conventional RG scheme.



中文翻译:

基于受限访问窗口的MAC协议下IEEE 802.11ah WLAN中的服务区分

针对IEEE 802.11ah无线LAN(WLAN)提出的基于受限访问窗口(RAW)的信道访问方案,将网络中的站点(STA)分为几组,并为每组STA分配RAW时隙。以这种方式,属于每个组的STA可以通过调用增强型分布式信道访问(EDCA)协议来尝试在其指定的RAW时隙期间访问媒体。本文描述了一种分析模型,用于评估基于RAW的方案下STA承载不同访问类别(AC)的流量并使用EDCA协议进行媒体共享时IEEE 802.11ah WLAN的饱和吞吐量。然而,当通过随机选择STA而形成组时,即,如果采用随机分组(RG)方案,则每个组将包含携带不同AC的业务的STA。对于低优先级的STA,这将导致饥饿并降低吞吐量性能,因为在分配的RAW时隙期间,它们必须与同一组内的高优先级的STA竞争。为了解决此问题,我们提出了一种算法,用于实现基于优先级的分组(PCG),其中将属于同一AC的STA分组在一起。我们还描述了一种分析模型,用于评估在提出的PCG方案下网络的饱和吞吐量。我们确定,与传统的RG方案相比,在提出的PCG方案下可以显着提高网络的饱和吞吐量和较低优先级的STA的相对服务区分率。因为在分配的RAW时隙期间,它们必须与同一组内的高优先级STA竞争。为了解决此问题,我们提出了一种算法,用于实现基于优先级的分组(PCG),其中将属于同一AC的STA分组在一起。我们还描述了一种分析模型,用于评估在提出的PCG方案下网络的饱和吞吐量。我们确定,与传统的RG方案相比,在提出的PCG方案下可以显着提高网络的饱和吞吐量和较低优先级的STA的相对服务区分率。因为在分配的RAW时隙期间,它们必须与同一组内的高优先级STA竞争。为了解决此问题,我们提出了一种算法,用于实现基于优先级的分组(PCG),其中将属于同一AC的STA分组在一起。我们还描述了一种分析模型,用于评估在提出的PCG方案下网络的饱和吞吐量。我们确定,与传统的RG方案相比,在提出的PCG方案下可以显着提高网络的饱和吞吐量和较低优先级的STA的相对服务区分率。我们还描述了一种分析模型,用于评估在提出的PCG方案下网络的饱和吞吐量。我们确定,与传统的RG方案相比,在提出的PCG方案下可以显着提高网络的饱和吞吐量和较低优先级的STA的相对服务区分率。我们还描述了一种分析模型,用于评估在提出的PCG方案下网络的饱和吞吐量。我们确定,与传统的RG方案相比,在提出的PCG方案下可以显着提高网络的饱和吞吐量和较低优先级的STA的相对服务区分率。

更新日期:2021-03-30
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