無線區域網路結合速率調整與功率控制於廣義多路徑衰減通道之研究

Abstract

本論文旨在針對無線區域網路 (wireless local area networks, WLANs) 於廣義多路徑衰減通道的環境，提出一個快速的結合速率調整與功率控制的機制。並且也提出一個分析的方法，藉由媒介存取控制層與實體層的觀點分析IEEE 802.11a無線區域網路在廣義多路徑衰減通道下的實際資料吞吐量 (goodput) 與能量效能 (energy efficiency)。 對於無線區域網路的速率調整與功率控制設計，最主要的挑戰在於實際資料吞吐量與能量效能是兩個互相對立的目標。為了達到較高的實際資料吞吐量，須調整使用較高階的調變技術與較少的編碼冗餘位元，因此要求以較高的傳送功率去維持其位元錯誤率 (bit error rate)。所以如何在實際資料吞吐量與能量效能這兩個互相對立的目標下，使IEEE 802.11a 無線區域網路決定適當的調變編碼機制與傳輸功率以期達到最佳的系統效能是一件值得的研究課題。 我們為無線區域網路系統發展了一套快速的通道驅策傳輸速率與功率調適 (channel-driven rate and power adaptation, CDRPA) 技術。同時考量實際資料吞吐量與能量效能這兩個互相對立的目標，我們提出了兩個速率調整與功率控制的機制。功率優先的通道驅策傳輸速率與功率調適技術會先控制傳輸功率來提高能量效能，再調整傳輸速率來增加實際資料吞吐量。而速率優先的通道驅策傳輸速率與功率調適技術會先調整傳輸速率還增加實際資料吞吐量，再控制傳輸功率來提高能量效能。之後我們會在進一步考慮到以 RTS/CTS 機制設計的通道驅策傳輸速率與功率調適技術並結合權重移動平均通道品質預測機制 (weighted moving averaged channel quality prediction) 來改進系統效能。最後由我們的分析結果發現，速率優先的通道驅策傳輸速率與功率調適技術能提供較佳的實際資料吞吐量，並且維持和功率優先的技術相當的能量效能。因此，我們建議以速率優先的通道驅策傳輸速率與功率調適技術當作無線區域網路的結合速率調整與功率控制的機制，可以兼顧到實際資料吞吐量與能量效能這兩個互相對立的目標。