KFUPM ePrints

OPTIMIZING BACKOFF PROCEDURE FOR ENHANCED THROUGHPUT AND FAIRNESS IN WIRELESS LANs

Al-Akeel, Adel (2009) OPTIMIZING BACKOFF PROCEDURE FOR ENHANCED THROUGHPUT AND FAIRNESS IN WIRELESS LANs. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
1755Kb

Arabic Abstract

عنوان الرسالة: تطوير أداء الشبكات المحلية اللاسلكية عن طريق تحسين خوارزميات التغلب على أخطاء التراسلات كثرت الدراسات في الآونة الأخيرة حول الخوارزمية المتشعبة-التحكم (DCF) في النظام القياسي IEEE 802.11 للشبكات المحلية اللاسلكية، وذلك لشعبيتها وسهولة استخدامها. لكن DCF مع ذلك فيها بعض الأخطاء والقصور. ومن ذلك، أن أدائها وكفاءتها تقل عندما يكون عدد الأجهزة (أو التراسلات) كثير في الشبكة. وهذا الشيء راجع إلى نظام التجاذب الموجود في DCF (وهو المكون الأساس لها). ومن صور تدني الأداء بطء التراسلات داخل الشبكة وكذلك تدني مستوى الاستفادة من مكونات الشبكة. لقد تم اقتراح الكثير من المحاولات لتطوير أداء الـDCF في أبحاث سابقة. هذه المحاولات تحاول تحسين أداء DCF من جانب معياري واحد دون النظر إلى المعايير الأخرى لقياس الأداء. فعلى سبيل المثال، بعض المحاولات نجحت في تطوير مستوى الأداء من ناحية كمية البيانات التي تستطيع الشبكة استيعابها ولكن كان ذلك على حساب الزيادة في بطء عمل الشبكة ونقلها للبيانات. هناك محاولات أخرى ركزت على إعطاء كل جهاز كفايته من كمية البيانات مع التوزيع المتوازن بينها ولكن مع إغفال مستوى أداء الشبكة في حالة وجود ضغط عليها (سواء بوجود عدد كبير من الأجهزة أو وجود عدد كبير من التراسلات). قمنا في هذه الدراسة بفحص عمل الـDCF من ناحية الكفاءة وسرعة نقل البيانات و العدل بين الأجهزة في استغلال مكونات الشبكة. وقد كان هذا الفحص وما تلاه من التجارب مبنياً على محاكاة عمل الشبكة باستخدام برنامج أعددناه لهذا الغرض. كذلك قمنا بفحص أداء بعض محاولات التطوير المستفادة من أبحاث أخرى. لقد كان هدفنا الأساس في هذه الدراسة هو إيجاد وتطوير خوارزميات جديدة (مبنية على الـDCF) نستطيع من خلالها تطوير أداء الـDCF. واستطعنا الحصول على هذا الهدف من خلال التحكم بنظام التغلب على أخطاء التراسلات الموجود في DCF. باستخدام هذه الخوارزميات استطعنا تطوير أداء الشبكات المحلية اللاسلكية في جميع الظروف، سواء كان عدد الأجهزة المتواجدة في الشبكة قليل أو كثير وسواء كانت كمية البيانات المتبادلة بين الأجهزة قليلة أو كثيرة. وفي نفس الوقت استطعنا الحفاظ على مستوى عال من التوزيع المتوازن بين الأجهزة من ناحية كمية البيانات المرسلة بواسطة كل جهاز والوقت المتاح لكل جهاز لإرسال البيانات.

English Abstract

The distributed coordination function (DCF) of the IEEE 802.11 standard for wireless LANs has been the subject of extensive research in recent years due to its popularity and simplicity. However, DCF is known for its low efficiency if operating in networks with high loads. This is a straightforward consequence of the contention algorithm used by the DCF function. The throughput and delay are both affected by this degradation in efficiency. Enhancements to the DCF have been proposed in the literature. These enhancements optimize one metric at the expense of others. For example, some algorithms enhance throughput at the expense of delay. Other algorithms concentrate on fairness while neglecting performance in high loaded situations. In our present study, we use simulations to evaluate the functionality of the DCF function in terms of throughput, delay and fairness. Also, we evaluate some of the enhancements to the DCF that appear in the literature. Our main objective is to develop new algorithms that enhance the contention algorithm of the DCF. This is done mainly by enhancing and controlling the backoff procedure of the DCF. Our new algorithms achieve higher utilization of the network in both low and high loaded situations. At the same time, the fairness among stations in the network is maintained at higher levels.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:16 June 2009
Date Type:Completion
Subjects:Computer
Electrical
Divisions:College Of Computer Sciences and Engineering > Computer Engineering Dept
Creators:Al-Akeel, Adel
Email:aakiel@qu.edu.sa
Committee Advisor:Mahmoud, Ashraf
Committee Members:Baroudi, Uthman and Gutub, Adnan and El-Alfy, El-Sayed and Al-Mouhamed, Mayez
ID Code:136077
Deposited By:ADEL A. ALAGIL (g199630610)
Deposited On:17 Jun 2009 14:51
Last Modified:24 Nov 2014 10:43

Repository Staff Only: item control page