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Novel Access Control Scheme with Collision Detection Utilizing MIMO Transmission Procedure in WLAN Systems Nouveau schéma de contrôle d'accès avec détection de collision utilisant la procédure de transmission MIMO dans les systèmes WLAN

Takefumi HIRAGURI, Kentaro NISHIMORI, Yoshiaki MORINO, Mamoru UGAJIN, Hideaki YOSHINO

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Résumé:

Cet article propose un nouveau schéma de contrôle d'accès avec détection de collision qui utilise la technologie MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). L'accès multiple à détection de porteuse avec détection de collision (CSMA/CD) est utilisé dans les réseaux locaux (LAN) câblés Ethernet pour le contrôle d'accès aux médias (MAC). CSMA/CD peut immédiatement interrompre une transmission si une collision est détectée et est ainsi capable de passer à un état de retransmission. En Ethernet, CSMA/CD entraîne une efficacité de transmission d'environ 90 % car le protocole rend la bande de transmission disponible pour une communication utile par cette fonction de retransmission. À l’inverse, dans les réseaux locaux sans fil (WLAN) conventionnels, les collisions de paquets dues aux signaux interférents et la retransmission due aux collisions constituent des problèmes importants. Étant donné que les WLAN conventionnels ne peuvent pas détecter les collisions de paquets pendant la transmission du signal, le succès d'une transmission ne peut être déterminé que par la réception ou non d'une trame d'accusé de réception (ACK). Par conséquent, l’efficacité de la transmission est faible – environ 60 %. L'objectif de notre étude est d'augmenter l'efficacité de transmission des WLAN pour la rendre au moins égale à celle d'Ethernet. Ainsi, nous proposons un nouveau schéma de contrôle d’accès avec détection de collision qui utilise la technologie MIMO. Lorsque les signaux de préambule sont transmis avant la transmission des paquets de données depuis une antenne, le système proposé peut détecter les collisions de paquets pendant la transmission du signal au niveau d'une autre antenne ; ensuite, les paquets concernés sont retransmis immédiatement. Deux technologies fondamentales sont utilisées pour réaliser notre schéma proposé. La première technologie est le protocole de contrôle d'accès dans la couche MAC sous la forme du protocole de séquence de trames MIMO, utilisé pour détecter les interférences de signal. L’autre technologie est le traitement du signal dans la couche physique (PHY) qui actualise la détection des collisions. Cet article traite principalement du schéma de couches MAC proposé, qui est évalué par des analyses théoriques et des simulations informatiques. L'évaluation par simulations informatiques indique que le schéma proposé a une efficacité de transmission supérieure à 90 %.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E101-B No.7 pp.1561-1574
Date de publication
2018/07/01
Publicisé
2018/01/22
ISSN en ligne
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2017CQT0001
Type de manuscrit
Special Section PAPER (Special Section on Communication Quality in Wireless Networks)
Catégories

Auteurs

Takefumi HIRAGURI
  Nippon Institute of Technology
Kentaro NISHIMORI
  Niigata University
Yoshiaki MORINO
  Nippon Institute of Technology
Mamoru UGAJIN
  Nippon Institute of Technology
Hideaki YOSHINO
  Nippon Institute of Technology

Mots-clés

Table des matières