Quality of service in wireless local area networks - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Quality of service in wireless local area networks

Qualité de service dans les réseaux locaux sans-fil

Résumé

IEEE 802.11 wireless networks are widely used to connect to the Internet due to their low cost, easy deployment and mobility support. In this thesis we deal with four different aspects of QoS support in these networks :
- Service differentiation : The current IEEE 802.11 protocol has no QoS support. Therefore, all terminals equally share the available data rate. We propose mechanisms for service differentiation on the MAC level. We develop several differentiation mechanisms and evaluate their performance through simulation.
- Noisy environments: IEEE 802.11 use contention windows to resolve multiple terminals access to the channel. A terminal doubles its contention window size upon each packet loss. This mechanism reduces collisions on the channel. However, it increases packet overhead, thus reducing the throughput. Packet losses can be due to collisions or to noise on the channel as well. In the latter case, increasing the contention window size decreases the system performance; contention windows should be decreased upon packet collisions only. We propose a mechanism to adapt contention window sizes according to the estimation of the packet loss cause.
- Congested environments: After each successful packet transmission, IEEE 802.11 resets its contention window size. However, in congested environments, the channel load may vary so fast, and a terminal takes the risk of observing the same collisions and retransmissions rate for each packet. We propose a mechanism to decrease contention windows slowly, avoiding further collisions and retransmissions. This showed considerable throughput enhancements and reduced energy consumption.
- Ad-hoc networks: In ad-hoc networks, packets are routed on multi-hop path routes. Routing is therefore a cooperative work between nodes, and the average available data rate to each node depends on the number of nodes, on interference and on collisions. We propose a mechanism to control data rates at the sources, based on estimations of the throughputs and delays, aiming to optimize the useful throughputs and to reduce battery power consumption.
Les réseaux IEEE 802.11 sont, entre autres, très souvent utilisés pour se connecter à l'Internet car ils proposent une solution bon marché, facile à déployer et qui supporte la mobilité. Dans cette thèse nous considérons quatre différents aspects de la qualité de service (QoS) dans ces réseaux :
- Différentiation de service : Le protocole IEEE 802.11 actuel n'a aucun support de la QoS. Ainsi, tous les terminaux partagent équitablement le débit disponible. Nous proposons des mécanismes de différentiation de services au niveau MAC. Nous développons et simulons plusieurs mécanismes de différentiation pour IEEE 802.11.
- Environnements bruités : IEEE 802.11 utilise des fenêtres de contention pour résoudre l'accès multiple des terminaux au canal. Un terminal double la taille de sa fenêtre de contention à chaque perte de paquet.
Cette stratégie diminue les collisions au canal, mais augmente le surcoût des paquets, diminuant ainsi le débit. Cependant, les pertes peuvent également être dues à du bruit sur le canal. L'augmentation de la fenêtre de contention peut alors être très néfaste en termes de performance. Il convient d'augmenter la fenêtre de contention uniquement si la perte à été produite par une collision. Nous proposons une stratégie d'adaptation de la fenêtre de contention qui varie selon l'estimation de la cause de perte des paquets.
- Environnements congestionnés : Après chaque bonne transmission de paquet, IEEE 802.11 remet la taille de la fenêtre de contention à zéro. Cependant, dans un environnement congestionné la charge sur le canal varie lentement, et un terminal risque d'avoir le même taux de collisions et de retransmissions. Nous proposons un mécanisme basé sur une réduction de la taille de la fenêtre de contention plus lente, pouvant mieux éviter les collisions et les retransmissions. Ceci présente un gain considérable en terme de débits et de consommation d'énergie.
- Réseaux ad-hoc: Dans un réseau ad-hoc les paquets sont routés suivant des chemins multi-saut. Ainsi le routage est coopératif entre les différents nœuds, et le débit utile moyen disponible à chaque nœud dépend du nombre total des nœuds, des interférences et des collisions. Nous proposons un mécanisme de contrôle de débits aux sources, basé sur l'estimation des débits et des délais, pouvant optimiser les débits utiles ainsi que la consommation d'énergie.
Fichier principal
Vignette du fichier
aad.pdf (1.76 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

tel-00406507 , version 1 (22-07-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00406507 , version 1

Citer

Imad Aad. Quality of service in wireless local area networks. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2002. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00406507⟩
671 Consultations
1178 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More