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The Collision Avoidance and Situation-Aware Media Access Scheme Using the Registered-Backoff-Time Method for the IEEE 802.11ah-Based IoT Wireless Networks
The Computer Journal ( IF 1.077 ) Pub Date : 2021-05-03 , DOI: 10.1093/comjnl/bxab036
Cheng R, Li Y, Huang C.

Abstract
IEEE 802.11ah is a new protocol designed for Internet of Things (IoT). IEEE 802.11ah uses a hierarchical ID assignment schema and designs the corresponding channel access method such that stations can access channel alternatively through the four-level’s hierarchical channel access structure. Nevertheless, collisions still cannot be effectively avoided in a dense IOT networking environment using the legacy IEEE 802.11ah. The work proposed the registration-based situation-aware access extension (RSAE) control scheme to avoid collisions, decrease backoff’s waiting time and improve slot utilization through the following two ways: (i) in contrast to the traditional CSMA/CA protocol that generates the backoff time for the next channel access after the collision happened, registering the backoff time to AP for scheduling the next channel access before the collision happens; (ii) extending the channel accessing’s privilege of those stations that did not complete the data transmission/receiving in the current slot to the available time of the next slot. Comparing with the legacy IEEE 802.11ah, the performance evaluation of the proposed RSAE scheme shown that it still can have a better throughput and a lower collision rate when there is a bigger number of stations in a slot.


中文翻译:

基于IEEE 802.11ah的IoT无线网络使用注册后退时间方法的冲突避免和情境感知媒体访问方案

摘要
IEEE 802.11ah是为物联网(IoT)设计的新协议。IEEE 802.11ah使用分层ID分配方案并设计相应的信道访问方法,以便站点可以通过四级的分层信道访问结构来替代访问信道。但是,在使用传统IEEE 802.11ah的密集物联网网络环境中,仍然无法有效避免冲突。这项工作提出了基于注册的基于情境的访问扩展(RSAE)控制方案,它可以通过以下两种方式来避免冲突,减少退避的等待时间并提高时隙利用率:(i)与传统的CSMA / CA协议不同。发生冲突后,下一个频道访问的退避时间,在冲突发生之前向AP注册退避时间以调度下一个信道接入;(ii)将当前时隙中尚未完成数据发送/接收的那些站的信道访问权限扩展到下一个时隙的可用时间。与传统的IEEE 802.11ah相比,对建议的RSAE方案的性能评估表明,当插槽中的站台数量较大时,它仍然可以具有更好的吞吐量和更低的冲突率。
更新日期:2021-05-04
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