Розроблення вдосконаленого алгоритму контролю чутливості зони обслуговування точок доступу стандарту IEEE 802.11ах
DOI: 10.31673/2412-9070.2020.045056
Анотація
Досліджено технічні особливості нового стандарту 802.11ax, якому для зручності надано абревіатуру Wi-Fi 6. До них належать: підтримання діапазонів 2,4 і 5 ГГц; підтримання OFDMA; спільна робота MU-MIMO і OFDMA; функція Target Wake Time. Технологія OFDM розділяє канали передавання даних на кілька піднесучих, забезпечуючи більш високу надійність з'єднання і покриття мережі. У 802.11ax кількість піднесучих зростає вчетверо через довший захисний інтервал OFDM, що посприяє збільшенню покриття мережі і, відповідно, швидкості Wi-Fi 6 на 11%. Завдяки ширині каналу до 160 МГц стандарт 802.11ax забезпечить неймовірну швидкість з'єднання. Таким чином, 802.11ax збільшує продуктивність завдяки одночасному передаванню до восьми потоків даних кільком клієнтам одночасно. Крім цього, Wі-Fi 6 підтримує опцію MU-MIMO для вихідного каналу, коли одна антена передає дані одному абоненту. Проведено дослідження ефективності стандарту IEEE 802.11ax, тобто BSS Color, і впливу порога перекриття зон обслуговування в різних випадках. Запропоновано удосконалений алгоритм контролю чутливості налаштування порога перекриття зон обслуговування як на точки доступу, так і на мобільні станції, який не потребує значних змін на MAC-рівні. Удосконалений алгоритм контролю чутливості регулює перекриття зон обслуговування на основі спостережуваного рівня завад і показника рівня сигналу, що приймається від відповідного одержувача. Удосконалений алгоритм контролю чутливості порівнювався з динамічним контролем чутливості — алгоритмом, який спочатку було запропоновано для очищення каналу і також використано у Wi-Fi 6 для настроювання порогового значення перекриття зон обслуговування. Показано, що вдосконалений алгоритм контролю чутливості перевершує зазначені схеми (до 47% стосовно зростання пропускної здатності) у більшості змодельованих випадків, зберігаючи при цьому справедливість серед користувачів. Водночас удосконалений алгоритм контролю чутливості розширює можливості передавання для мобільних станцій (майже однакова ймовірність для всіх користувачів у зоні обслуговування), що також зумовлює більш високий рівень конкуренції. Однак конкуренцією користувачів можна керувати за допомогою інших засобів, спеціально розроблених для її вирішення, таких як поріг очищення каналу і розмір вікна конкуренції.
Ключові слова: Wi-Fi 6; OFDM; MU-MIMO; BSS Color; IEEE 802.11ax; безпроводові локальні мережі; динамічний контроль чутливості; удосконалений алгоритм контролю чутливості.
Список використаної літератури
1. Maniewicz M. The importance of terrestrial wireless communications [Електронний ресурс] // ITU. URL: https://www.itu.int/en/itunews/Documents/2019/2019-04/2019_ITUNews04-en.pdf
2. Wi-Fi 6: The Next Generation of Wireless [Електронний ресурс] // Cisco. URL: https://meraki.cisco.com/lib/pdf/meraki_whitepaper_wifi6.pdf
3. Скрипин В. Новая эра Wi-Fi началась. Сертифицированы первые устройства с поддержкой новейшего стандарта Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) [Електронний ресурс] // ITC. URL: https://itc.ua/news/novaya-era-wi-fi-nachalassertificzirovany-pervye-ustrojstva-s-podderzhkoj-novejshego-СТndarta-wi-fi-6-ieee-802-11ax/
4. Wi-Fi certified 6 [Електронний ресурс] // Wi-Fi Alliance. URL: https://wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-6
5. Шосте покоління Wi-Fi [Електронний ресурс] // Wi-Fi Alliance. URL: https://www.tp-link.com/uk-ua/wifi6/
6. Kyu-Haeng Lee. Using OFDMA for MU-MIMO User Selection in 802.11ax-Based Wi-Fi Networks [Електронний ресурс] // IEEE Xplore. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8936379
7. Chapter: Transmit Power Control (TPC) Algorithm [Електронний ресурс] // Cisco. URL: https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/controller/technotes/8-1/mobility_express/b_RRM_White_Paper/b_RRM_White_Paper_chapter_0101.html
8. Next-generation Standards Deliver More Efficient Wi-Fi [Електронний ресурс] // Fortinet. URL: https://www.fortinet.com/content/dam/fortinet/assets/white-papers/wp-next-generation-standardsdeliver-more-efficient-wifi.pdf
9. Mangold S. IEEE 802.11k: improving confidence in radio resource measurements [Електронний ресурс] // IEEE Xplore. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/1651593
10. 802.11v-2011 – IEEE Standard for Information technology [Електронний ресурс] // IEEE Xplore. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8936379
11. Parag Kulkarni. Taming the densification challenge in next generation wireless LANs: An investigation into the use of dynamic sensitivity control [Електронний ресурс] // IEEE Xplore. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7348052
12. Shahwaiz Afaqui M. Evaluation of dynamic sensitivity control algorithm for IEEE 802.11ax [Електронний ресурс] // IEEE Xplore. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7127616
13. A Practical IEEE 802.11ax BSS Color Aware Rate Control Algorithm [Електронний ресурс] // Springer Nature. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10776-019-00439-6
14. Introduction to Mathcad for Engineers [Електронний ресурс] // Learn Programming. URL: http://apmonitor.com/che263/index.php/Main/MathcadIntroduction
15. PTC Mathcad 15.0 [Електронний ресурс] // PTC. URL: https://www.mathcad.com/ru/try-and-buy/freetrial
16. High Efficiency (HE) Wireless LAN Task Group [Електронний ресурс] // IEEE P802.11. URL: https://www.ieee802.org/11/Reports/tgax_update.htm
17. 802.11ax Parameterization for Waveform Generation and Simulation [Електронний ресурс] // MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/wlan/examples/802-11ax-parameterization-for-waveformgeneration-and-simulation.html
18. Barrachina-Munoz S. Wireless Network Simulator for Next-Generation High-Density WLANs [Електронний ресурс] // IEEE Xplore. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8734225
