下一代WLAN多链路聚合技术研究

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下一代无线局域网(802.11be)旨在降低数据传输的时延、提高系统吞吐量以及增强数据传输的可靠性,为用户提供稳定可靠低时延的高速数据传输服务,其将为大数据量突发业务数据传输提供保障,其主要特点包括低延迟、高吞吐量以及高可靠性,而多链路聚合方式是实现具备上述特点局域网数据传输的关键技术。然而,由于多链路设备本身性能的限制以及现有协议机制应用到多链路设备中的局限性,导致多链路设备频谱利用率以及多链路聚合成功率较低,因此有效的多链路聚合技术尤为重要。本文针对以上需求,对非同时收发(Non-STR,NSTR)多链路设备中多链路聚合问题和退避计数器递减到零后等待时隙选择问题进行了深入研究,具体的研究成果和贡献概括如下:针对NSTR设备在发送数据时无法同时接收或者侦听信道,造成了多链路资源不能被充分利用的问题,提出了AP辅助的多链路聚合方案。首先,正在一条链路上传输的NSTR设备,通过指示信息将需要进行多链路聚合但此时处于忙碌状态的链路信息告知关联AP;其次,关联AP接收到指示信息后负责侦听链路状态信息;当侦听链路变为空闲状态时,关联AP通过反馈信息告知NSTR设备,从而使得NSTR设备获得另外一条链路的信道占有权,并与第一条链路进行同步传输。最后,仿真验证表明所提方案能够有效提升多链路聚合的成功率以及网络吞吐量。其次,考虑了NSTR多链路设备多个附属站点同步接入信道时选择等待时隙的问题,并借助强化学习理论设计了一种选择等待时隙多链路聚合机制。NSTR设备中一个附属站点的退避计数器递减到零时,先不发送数据,而是等待另一个附属站点的退避计数器也递减到零之后两条链路同步发送。对于时延敏感业务若等待时间过长则无法满足时间有效性;另一方面,对于大数据量的业务若不等待直接发送则无法满足高吞吐量的要求。因此,需要针对不同业务类型的流量选择最佳的等待时隙。本文综合考虑链路的传输速率、等待时间以及链路被占用的概率,基于Q-Learning算法,提出了一种自适应的链路同步传输方案,附属站点依据算法选择等待时隙的个数。仿真实验表明所提方案可以有效地降低平均时延,提升系统吞吐量。
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