PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Multi-channel Bonding effects of the IEEE 802.11ac on the WLAN performance

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Multi-channel Bonding Wpływ standardu IEEE 802.11ac na wydajność sieci WLAN
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The IEEE802.11ac standard of wireless networking operates in the 5GHz frequency range and offers higher data rates and improved performance compared to earlier standards. One of the key features of 802.11ac is channel bonding, which allows for the use of multiple channels simultaneously to increase the available bandwidth. In the 5GHz frequency range, channel bonding is typically achieved by combining adjacent 20 MHz channels into wider channels of up to 160 MHz. This provides a significant increase in available bandwidth, which can lead to faster data rates and improved overall network performance. As a result, channel bonding is an important technology for improving wireless network performance, and it is widely used in many applications, including video streaming, online gaming, and enterprise networks. In this research paper, multiple scenarios are examined, with different channel bandwidth configurations including (8x20, 4x40, 2x80, & 1x160 MHz), as well as (4x20, 2x40, & 1x80 MHz), and (2x20 & 1x40 MHz). The scenarios also vary in terms of MIMO spatial streams, with options for (1x1, 2x2, 4x4, and 8x8 SS). To simulate these scenarios, the network simulator (NS-3) version 3.37 is utilized. The simulation results show that when bonding (8x20, 4x20, and 2x20 MHz) is considered, the highest throughput and least amount of delay values are acquired. Specifically, for MIMO (8x8) SS and with respect to the Static Channel Bonding (SCB) (1x160, 1x80, and 1x40 MHz), the effect of DCB is more clarified specially when high number of nodes scenario (48) is used. The throughput values for the bondings (8x20, 4x20, & 2x20 MHz) are (4365, 1840, & 720 Mbps) respectively, compared to (3055, 982.4, and 378.5 Mbps) for 1x160, 1x80, and 1x40 MHz, and the delay values for (8x20, 4x20, & 2x20 MHz) are (0.0019, 0.0046, & 0.0117 Sec), compared to (0.0028, 0.0085, and 0.0222 Sec) for 1x160, 1x80, and 1x40 MHz.
PL
Standard sieci bezprzewodowych IEEE802.11ac działa w zakresie czstotliwości 5 GHz i zapewnia wyższą szybkość transmisji danych oraz lepszą wydajność w porównaniu z wcześniejszymi standardami. Jedną z kluczowych cech standardu 802.11ac jest łączenie kanałów, które umożliwia jednoczesne korzystanie z wielu kanałów w celu zwiększenia dostępnej przepustowości. W zakresie częstotliwości 5 GHz łączenie kanałów jest zwykle osiągane poprzez łączenie sąsiednich kanałów 20 MHz w szersze kanały o szerokości do 160 MHz. Zapewnia to znaczny wzrost dostępnej przepustowości, co może prowadzić do wyższych szybkości przesyłania danych i poprawy ogólnej wydajności sieci. W rezultacie łączenie kanałów jest wazną technologią poprawiającą wydajność sieci bezprzewodowej i jest szeroko stosowane w wielu aplikacjach, w tym w strumieniowym przesyłaniu wideo, grach online i sieciach korporacyjnych. W tym artykule badawczym zbadano wiele scenariuszy z różnymi konfiguracjami przepustowości kanału, w tym (8x20, 4x40, 2x80, & 1x160 MHz), a tak że (4x20, 2x40, & 1x80 MHz) i (2x20 & 1x40 MHz) ). Scenariusze różnią się również pod względem strumieni przestrzennych MIMO, z opcjami dla (1x1, 2x2, 4x4 i 8x8 SS). Do symulacji tych scenariuszy wykorzystywany jest symulator sieci (NS-3) w wersji 3.37. Wyniki symulacji pokazują, ze przy uwzględnieniu łączenia (8x20, 4x20 i 2x20 MHz) uzyskuje się najwyższą przepustowość i najmniejsze wartości opóźnień. W szczególności dla MIMO (8x8) SS i w odniesieniu do Static Channel Bonding (SCB) (1x160, 1x80 i 1x40 MHz), efekt DCB jest bardziej klarowny, zwłaszcza gdy stosowany jest scenariusz dużej liczby węzłów (48). Wartości przepustowości dla wiązań (8x20, 4x20, & 2x20 MHz) wynoszą odpowiednio (4365, 1840, & 720 Mb/s) w porównaniu z (3055, 982.4 i 378.5 Mb/s) dla 1x160, 1x80 i 1x40 MHz oraz warto´ sci opóźnienia dla (8x20, 4x20, & 2x20 MHz) wynoszą (0.0019, 0.0046, & 0.0117 s), w porównaniu do (0.0028, 0.0085 i 0.0222 s) dla 1x160, 1x80 i 1x40 MHz.
Słowa kluczowe
PL
WLAN   DCB   MIMO  
Rocznik
Strony
277--283
Opis fizyczny
Bibliogr. 28 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Department of Computer Techniques Engineering, Technical Engineering College, Northern Technical University, Mosul, Iraq
  • Department of Computer Techniques Engineering, Technical Engineering College, Northern Technical University, Mosul, Iraq
Bibliografia
  • [1] Cisco, “ Cisco Annual Internet Report (2018–2023) White Paper,"Cisco. 2020.
  • [2] R. Karmakar, S. Chattopadhyay, and S. Chakraborty, “Impact of IEEE 802.11n/ac PHY/MAC high Throughput Enhancements on Transport and Application Protocols—A Survey,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 19, no. 4, pp. 2050–2091, 2017.
  • [3] O. Bejarano, E. W. Knightly, and M. Park, “IEEE 802.11ac: From channelization to multi-user MIMO,” IEEE Communications Magazine, vol. 51, no. 10, pp. 84–90, 2013.
  • [4] B. S. Kim, H. Y. Hwang, and D. K. Sung, “Effect of frame ag-gregation on the throughput performance of IEEE 802.11n,” in 2008 IEEE Wireless Communications and Networking Conference, pp. 1740–1744, 2008.
  • [5] Z. K. Farej and M. M. Jasim, “Investigation on the performance of the iee802.11n based wireless networks for multimedia services,” in 2018 2nd International Conference for Engineering, Technology and Sciences of Al-Kitab (ICETS), pp. 48–53, 2018.
  • [6] T. Nitsche, C. Cordeiro, A. B. Flores, E. W. Knightly, E. Perahia, and J. C. Widmer, “IEEE 802.11ad: directional 60 GHz communication for multi-Gigabit-per-second Wi-Fi [Invited Paper],” in IEEE Communications Magazine, vol. 52, no. 12, pp. 132– 141, 2014.
  • [7] M. S. Gast, 802.11ac: a survival guide: Wi-Fi at gigabit and beyond. 2013.
  • [8] N. Khalil and A. Najid, “Performance analysis of 802.11 ac with frame aggregation using NS3,” International Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 10, no. 5, p. 5368, 2020.
  • [9] M. S. Gast, 802.11n: A Survival Guide, no. 1. 2012.
  • [10] IEEE Standards Association, part 11: Wireless lan medium access control (mac) and physical layer (phy) specifications–amendment 4: Enhancements for very high throughput for operation in bands below 6 ghz. 2013.
  • [11] V. Parashar, R. Kashyap, A. Rizwan, D. Karras, G. Cieza Altamirano, E. Dixit, and F. Ahmadi, “Aggregation-based dynamic channel bonding to maximise the performance of wireless local area networks (WLAN),” Wireless Communications and Mobile Computing, vol. 2022, 06 2022.
  • [12] H. Qi, H. Huang, Z. Hu, X. Wen, and Z. Lu, “On-demand channel bonding in heterogeneous WLANs: A multi-agent deep reinforcement learning approach,” Sensors, vol. 20, no. 10, 2020.
  • [13] M. Han, S. Khairy, L. X. Cai, Y. Cheng, and F. Hou, “Capacity Analysis of Opportunistic Channel Bonding Over Multi-Channel WLANs Under Unsaturated Traffic,” in IEEE Transactions on Communications, vol. 68, no. 3, pp. 1552–1566, 2020.
  • [14] A. Zakrzewska and L. Ho, “Dynamic Channel Bandwidth Use through Efficient Channel Assignment in IEEE 802.11ac Networks,” 2019 IEEE 90th Vehicular Technology Conference (VTC2019-Fall), pp. 1–6, 2019.
  • [15] S. Khairy, M. Han, L. X. Cai, Y. Cheng, and Z. Han, “Enabling efficient multi-channel bonding for IEEE 802.11ac WLANs,” in 2017 IEEE International Conference on Communications (ICC), pp. 1–6, 2017.
  • [16] S. Barrachina-Muñoz, F. Wilhelmi, and B. Bellalta, “Dynamic Channel Bonding in Spatially Distributed High-Density WLANs,” in IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 19, no. 4, pp. 821–835, 2020.
  • [17] Y.-D. Chen, D.-R. Wu, T.-C. Sung, and K.-P. Shih, “DBS: A dynamic bandwidth selection MAC protocol for channel bonding in IEEE 802.11ac WLANs,” 2018 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), pp. 1–6, 2018.
  • [18] P. Huang, X. Yang, and L. Xiao, “Dynamic Channel Bonding: Enabling Flexible Spectrum Aggregation,” in IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 15, no. 12, pp. 3042–3056, 2016.
  • [19] S. Byeon, C. Yang, O. Lee, K. Yoon, and S. Choi, “Enhancement of wide bandwidth operation in IEEE 802.11ac networks,” 2015 IEEE International Conference on Communications (ICC), pp. 1547–1552, 2015.
  • [20] O. Aboul-Magd, U. Kwon, Y. Kim, and C. Zhu, “Managing downlink multi-user MIMO transmission using group member ship,” in 2013 IEEE 10th Consumer Communications and Networking Conference (CCNC), pp. 370–375, 2013.
  • [21] S. R. Chaudhary, A. J. Patil, and A. V. Yadao, “Wlan-ieee 802.11ac: Simulation and performance evaluation with MIMO-OFDM,” in 2016 Conference on Advances in Signal Processing (CASP), pp. 440–445, 2016.
  • [22] E. Ghayoula, M. H. Taieb, J.-Y. Chouinard, R. Ghayoula, and A. Bouallegue, “Improving MIMO systems performances by concatenating LDBC decoder to the STBC and MRC receivers,” in 2015 World Symposium on Computer Networks and Information Security (WSCNIS), pp. 1–6, 2015.
  • [23] Z. Farej and A. Al-Najafi, “Modeling of MIMO-OFDM Channel with STBC and Directivity to Combat Fading and Co-Channel Interference,” OALib, vol. 07, pp. 1–15, 01 2020.
  • [24] O. Sharon and Y. Alpert, “MAC level Throughput comparison: 802.11ac vs. 802.11n,” Physical Communication, vol. 12, pp. 33–49, 2014.
  • [25] B. T. Vijay and B. Malarkodi, “MAC improvements for very high throughput WLANs,” International Journal of Communication Networks and Distributed Systems, vol. 22, pp. 74–97, 01 2019.
  • [26] E. Charfi, L. Chaari, and L. Kamoun, “PHY/MAC Enhancements and QoS Mechanisms for Very High Throughput WLANs: A Survey,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 15, no. 4, pp. 1714–1735, 2013.
  • [27] Z. Farej and O. Ali, “On the evaluation of the IEEE 802.11ac wlan performance with QoS deployment,” Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, vol. 24, p. 1618, 12 2021.
  • [28] Z. Farej and M. Jasim, “Performance evaluation of the IEEE 802.11n random topology WLAN with QoS application,” International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), vol. 10, p. 1924, 04 2020.
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-78ae7e34-4b3f-4941-8236-2e4d16d5d21e
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.