华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (7): 56-62,69.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.07.010

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MIMO-WLAN 的帧聚合优化方案

李志杰 方旭明   

  1. 西南交通大学 信息科学与技术学院,四川 成都 610031
  • 收稿日期:2010-12-06 修回日期:2011-03-07 出版日期:2011-07-25 发布日期:2011-06-03
  • 通信作者: 方旭明(1962-),男,教授,博士生导师,主要从事下一代无线网络资源管理、移动Ad hoc 网络、无线Mesh 网络和无线传感器网络研究. E-mail: xmfang@swjtu.edu.cn E-mail:sclslzj@163.com
  • 作者简介:李志杰(1968-) ,男,博士生,讲师,主要从事无线资源管理、无线Mesh 网络研究.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目( 60772085 ) ; 西南交通大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( SWJTU09ZT14)

Optimization Scheme of Frame Aggregation for MIMO-WLAN

Li Zhi-jie  Fang Xu-ming   

  1. School of Information Science and Technology,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,Sichuan,China
  • Received:2010-12-06 Revised:2011-03-07 Online:2011-07-25 Published:2011-06-03
  • Contact: 方旭明(1962-) ,男,教授,博士生导师,主要从事下一代无线网络资源管理、移动Ad hoc 网络、无线Mesh 网络和无线传感器网络研究. E-mail: xmfang@swjtu.edu.cn E-mail:sclslzj@163.com
  • About author:李志杰(1968-) ,男,博士生,讲师,主要从事无线资源管理、无线Mesh 网络研究.
  • Supported by:

    国家自然科学基金资助项目( 60772085 ) ; 西南交通大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( SWJTU09ZT14)

摘要: 针对下一代无线局域网的需求,提出了一种多输入多输出( MIMO) 系统跨层帧聚合性能优化算法.首先计算了不同空间流、调制编码方式下的信道误码率; 然后结合信道竞争接入的马尔科夫链模型分析了饱和业务下的帧聚合吞吐率,提出了在当前信道和冲突条件下动态选择聚合长度等参数的性能优化算法; 最后给出了基于链路质量判据的简化算法的实现.分析和仿真表明: 文中算法不仅能实时选择最优的控制参数,而且利用了MIMO 模式的分集性,提高了吞吐率,降低了误码率; 简化算法在保证优化性能的同时,大大降低了系统的复杂程度,能满足实时控制的需求.

关键词: 无线局域网, 多输入多输出系统, 帧聚合, 性能优化, 链路质量判据, 跨层设计

Abstract:

In order to meet the requirements of the next-generation wireless LAN,an optimization algorithm of frame aggregation is proposed for the multiple-input multiple-output ( MIMO) system. In this algorithm,first,the bit error rates ( BERs) in different spatial streams and modulation /coding schemas are calculated. Next,the frame aggregation throughput under saturated traffic is analyzed by integrating the Markov chain model that describes the
contention access process of channel. Then,the optimization algorithm which tunes the parameters such as the aggregated size dynamically under current channel and collision conditions is presented. Finally,the algorithm is implemented based on the link quality metric using a simplified method. Analytical and simulated results show that,with the help of the diversity of MIMO technology,the proposed algorithm helps to select optimal control parameters in real time,improves the network throughput,reduces the BER and greatly decreases the complexity of the system to meet the requirements of real-time control.

Key words: wireless LAN, multiple-input multiple-output system, frame aggregation, performance optimization, link quality metric, cross-layer design