IEEEIEEE 802.11e802.11e 网络无线红外的停止等待网络无线红外的停止等待和返回和返回 N N ARQARQ 协议的对比协议的对比摘要：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 关键词关键词:IEEE 802.11;SW;GBN,爆裂的肯定1.1.介绍介绍按照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在有较好红外(IR)无线局[4 5]、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,促使它们有利覆[4 5]、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/秒在[ 3, 5-7]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对[ 8, 9]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提供了最佳的传输特点最近,由于多媒体应用在/便携式设备的需求增[ 9]加,一个增强的IEEE 802.11标准版本已被发展出来来支持差异的服务和优质[ 10]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和红外光谱测试分析传[ 11]输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[ 12, 13]在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被提及[ 14][ 15]在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[ 14, 15]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和请求发送/清楚发送(RTS/CTS)协议制度是更加高[ 16]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 2．．IEEEIEEE 802.11e802.11e 确认方案确认方案通过修改MAC协议结构,这802.11e MAC协议支持三种类型的确认(见表1)[ 16]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2.12.1．停下等待协议．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 服务质量领域的确认政策的子分区领域位 10 位 11 含义0 0 IEEE 802.11 确认正常 0 1 保留1 0 无确认1 1 纵发确认图一图一 增加的增加的 MACMAC 帧帧 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)图图2 2 802.11802.11和和802.11e802.11e MACMAC协议中的停止等待自动重发请求机制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中分别在裁判详细描述 102.2.2.2.用作用作 GBNGBN 与滑动窗口协议的纵发确认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)图三图三 具有具有滑动窗口滑动窗口( (窗口尺寸窗口尺寸= = 5)5)的的GBNGBN ARQARQ协议方案协议方案的原理图的原理图 标准802.11e的BurstAck机制被利用作为一个有滑动窗口协议的GBN ARQ 10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图四 纵发确认机制纵发确认机制 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有一个长度长度大于dot11RTS阈值的MAC帧时,这长重 试计数器必须重置,当然阈值成功于MSDU或MMPDU短包重试计数器和长包重试 计数器在标。