Perfectionnement des mécanismes d’accès au médium du standard IEEE802.11 pour la gestion de la qualité de service
Loading...
Date
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universite ferhat ABBAS Setif 1 , Faculté des sciences de l’ingénieur département d’informatique
Abstract
This thesis focuses on the study of the IEEE 802.11b DCF protocol, specifically analyzing the problem of frame loss due to channel noise, which has a direct impact on IEEE 802.11 network performance. To address this problem, we propose a new analytical model based on a three-dimensional Markov chain, which integrates two key mechanisms: packet fragmentation (PFM) and fragment retransmission (DFR/RCRM) without channel reservation renewal. Our model has several assumptions that make it more realistic: we assume that the backoff counter is blocked when the channel is busy, and retransmissions for control frames (RTS and CTS) and data frames are limited according to the SSRC and SLRC thresholds, respectively. In addition, we make a fundamental distinction between the reasons for the loss of various types of frames during the transmission process. Control frames (RTS and CTS) can be lost due to both collisions and channel noise, while data and acknowledgment frames are affected only by noise. The results of our analysis demonstrate that implementing the DFR/RCRM mechanism significantly improves saturation throughput, especially in a highly noisy environment. We also demonstrated that fragment length is a key factor directly affecting protocol performance: long fragments are more efficient in a low-noise environment, while short fragments, combined with repeated retransmissions, perform better in a very noisy environment. In conclusion, our contribution provides a more realistic model and highlights the importance of properly combining fragmentation and optimized fragment retransmission to enhance the robustness and performance of the IEEE 802.11b DCF protocol against channel disturbances.
Description
تُركز هذه الأطروحة على دراسة بروتوكول IEEE 802.11b DCF، وتحديدًا تحليل مشكلة فقدان الإطارات بسبب ضوضاء القناة، والتي تؤثر بشكل مباشر على أداء شبكة IEEE 802.11. لمعالجة هذه المشكلة، نقترح نموذجًا تحليليًا جديدًا قائمًا على سلسلة ماركوف ثلاثية الأبعاد، يدمج آليتين رئيسيتين: تجزئة الحزم (PFM) وإعادة إرسال الأجزاء (DFR/RCRM) دون تجديد حجز القناة. يعتمد نموذجنا على عدة افتراضات تجعله أكثر واقعية: نفترض أن عداد التراجع يُعلق عندما تكون القناة مشغولة، وأن عمليات إعادة الإرسال محدودة بالنسبة لإطارات التحكم (RTS و CTS) وإطارات البيانات، وفقًا لحدود SSRC و SLRC على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، يمكننا التميز بشكل أساسي بين أسباب فقدان أنواع مختلفة من الإطارات أثناء عملية الإرسال. يمكن أن تُفقد إطارات التحكم (RTS و CTS) بسبب كل من التصادمات وضوضاء القناة، بينما تتأثر إطارات البيانات(DATA) والإقرار(Ack) بالضوضاء فقط. تُظهر نتائج تحليلنا أن تطبيق آلية DFR/RCRM يُحسّن بشكل ملحوظ معدل نقل البيانات المُشبع، خاصةً في البيئات عالية الضوضاء. كما أثبتنا أن طول القطعة عامل رئيسي يؤثر بشكل مباشر على أداء البروتوكول: فالأجزاء الطويلة تكون أكثر كفاءة في البيئات منخفضة الضوضاء، بينما الأجزاء القصيرة، مع عمليات إعادة الإرسال المتكررة، تُحسّن الأداء في البيئات عالية الضوضاء. ختامًا، تُقدم مساهمتنا نموذجًا أكثر واقعية، وتُبرز أهمية الجمع الصحيح بين التجزئة وإعادة إرسال مُحسّنة للأجزاء تعزز من متانة وأداء بروتوكول IEEE 802.11b DCF في مواجهة اضطرابات القناة.
