Abstract-Performance analys av TCP-kontroverserade långa filöverföringar i ett WLAN i infrastrukturläge finns i litteraturen med en av de viktigaste antagandena är lika fönsterstorlek för alla TCP anslutningar. I det här dokumentet utökar vi analysen till TCP-kontrollerade långa filuppladdningar och nedladdningar med olika TCP-fönster. Vår strategi är baserad på semi Detta dokument handlar om infrastrukturläge WLAN som använder IEEE 802.11 DCF-mekanismen. Vi är intresserade av analytiska modeller för att utvärdera prestandan hos TCP-styrda samtidiga uppladdningar och nedladdningar där varje anslutning har godtycklig TCP fönsterstorlek. En detaljerad analys av den sammanlagda TCP nedladdningsgenomströmning i ett WLAN för en enda hastighet Access Point (AP) ges i [1], där det antas att alla TCP fönsterstorlekar är lika. På samma sätt utvärderas den sammanlagda TCP-genomströmningen för flerfrekvensfallet [2] och [3]. Dessa verk anses dock också endast ladda ner eller ladda upp med konstanta fönster. Här tar vi hänsyn till både uppladdningar och nedladdningar tillsammans med olika TCP-fönster. Vi är motiverade att studera en analytisk modell för detta scenario på grund av den tydliga förståelse som det ger, och de användbara insikter som det kan ge. Stängda formuttryck eller numeriska beräkningsförfaranden är användbara eftersom andra funktioner och kapacitet kan byggas på dem. En sådan tillämpning, som vi studerar nu, är att utnyttja de resultat som redovisas här för att utforma en förbättrad AP-STA föreningspolicy. Vårt tillvägagångssätt är att modellera antalet STA med ACK och datapaket i sina MAC-köer som en inbäddad Dis crete Time Markov Chain (DTMC), inbäddad i ögonblicken av framgångsrika överföringshändelser. Vi ser en lyckad överföring från AP som en belöning. Detta leder till att titta på den sammanlagda TCP-genomströmning inom ramen för Renewal Reward teori ges i [4]. Vårt bidrag: Vi tillhandahåller en enkel metod för att modellera den aggregerade genomströmningen av långlivade TCP-nedladdningar och uppladdningar med godtycklig maximal TCP får fönsterstorlek i IEEE 802.11 nätverk. Vi använder den grundläggande modellen och resultat presenteras i [ 1]. Vi visar att numeriska resultat av vår analytiska modell kan jämföras väl med simuleringsresultat. Simu lations indikerar att för uppladdning-nedladdning trafik scenariot, vår numeriska utvärdering av det analytiska uttrycket matchar exakt med maximal fel på ± 0,76%. Detta dokument är organiserat på följande sätt: Avsnitt II beskriver litteraturen i samband med detta. I Avsnitt III anger vi systemmodellen och diskuterar modelleringsantaganden. I Sektion N utvecklar vi genomströmningsanalysen. I avsnitt V presenterar vi resultat från resultatutvärderingar. I avsnitt VI diskuterar vi resultaten. Slutligen avslutas dokumentet i avsnitt VII. Analysarbetet inom detta område har betraktat mättad och enkelriktad trafik, dvs. antingen upplänk eller nedlänk; se t.ex. [5], [6] och [7]. Alla ovanstående dokument utgår från att alla STA är mättade, med andra ord har de paket att skicka till AP hela tiden. Däremot anser vi att TCP-kontrollerade överföringar, där "omättade noder antagande" inte gäller. Allt relaterat arbete som vi är medvetna om antar homoge neous TCP anslutningar i den meningen att den maximala fönsterstorleken är densamma för alla anslutningar. [1] och [8] föreslå en modell för en enda AP-STA WLAN, förutsatt att samma maximala storlek av TCP-fönster för alla TCP-anslutningar. En förlängning av detta arbete i [2] överväger två nivåer av association med långa filuppladdningar från STAs till en lokal server; multirate fallet beaktas i [3]. [9] och [10] presenterar en analys av TCP-kontrollerade uppladdningar och nedladdningar med UDP-trafik i en enda mobilinfrastruktur WLAN. De antar att TCP maximal fönsterstorlek för alla anslutningar, att TCP-mottagare använder odröjda ACK och visar att den totala TCP-genomströmningen är oberoende av antalet stas i systemet. Dessutom, ladda upp och ladda ner överföringar få lika delar av det totala dataflödet. Bokstaven [11] ger en genomsnittlig värdeanalys av TCP-prestanda med uppladdning och nedladdningstrafik. För det första ger upphovsmännen ett uttryck för det genomsnittliga antalet aktiva TCP-stationer. I [12], en ändlig buffert AP med 978-1-4244-9799-7/11/$26.00 ©2011 IEEE TCP trafik i både uppladdning och nedladdning riktning analyseras med försenade och ofördröjda ACK fall. [13] ger en analys för ett visst antal stars och maximal TCP ta emot fönsterstorlek genom att använda den välkända p-persistent modell som föreslås i [7]. [13] avser emellertid endast nedladdning av trafik eller uppladdning av trafik, inte båda tillsammans. HTTP-trafik analyseras i [14]. En kömodell föreslås för att beräkna den genomsnittliga sessionsfördröjningen i närvaro av kortlivade TCP-flöden. Effekten av TCP:s maximala fönsterstorlek på denna fördröjning studeras. Analysen utvidgades också till att omfatta den försenade ACK-tekniken. Vi anser att en WLAN som har M STAs associerade med en AP som visas i figur 1, och alla M STAs är associerade i samma takt. Vi anser bara TCP-trafik. Mu stas är "senders" i uppladdningar och Md stas är "mottagare" i nedladdningar. Därför skickar AP antingen TCP ACK paket till Mu uppladdning STAs eller TCP datapaket till Md nedladdning STAs. Pilarna i figur 1 visar riktningen för datapaketen i nätverket. Det finns också feedbacktrafik bestående av TCP-ACK-paket. Jag. Vi antar att M är stor. Vi kommer senare att visa hur stort M behöver vara för att våra resultat ska vara tillämpliga. Låt Wd vara den kumulativa TCP annonserad fönsterstorlek för alla nedladdning STAs och Wu den kumulativa TCP annonserade fönsterstorlek ses av alla uppladdning STAs. Låt W = Wu + Wd vara summan av den maximala storleken på TCP-fönster. Alla noder kämpar för kanalen med hjälp av DCF-mekanismen IEEE 802.11. Vi antar att det inte finns några länkfel. Packets i mediet går förlorade endast på grund av kollisioner. På grund av den långa filöverföring scenariot, kan vi anta att TCP källor är verksamma i trängselundvikande. Därför kan TCP starttransienter ignoreras. Vidare antar vi att alla noder använder RTS-CTS-mekanismen medan de skickar datapaket och använder grundläggande åtkomst för att skicka ACK-paket. Så snart stationen får ett datapaket genererar den ett ACK-paket utan dröjsmål och den är inkrävd vid MAC-lagret för överföring. Vi antar att alla noder har tillräckligt stora buffertar, så att paket inte går förlorade på grund av buffertspill. Dessutom förekommer inte TCP timeouts. Värdet på RTT är mycket litet, eftersom filer laddas ner från en server som ligger på LAN som visas i figur 1. Således finns flera TCP-anslutningar samtidigt och varje station inklusive AP tävlar om kanalen. Eftersom AP inte ges någon företrädesrätt, och den måste tjäna alla STA, blir AP en flaskhals, och den modelleras som tillbakaloggad permanent. AP:s sammanlagda genomströmning delas mellan alla M-stationer. Sannolikheten att AP skickar ett TCP datapaket till en nedladdning STA är Pd, vilket är lika med förhållandet mellan 1 Vi minns att varje TCP-mottagare annonserar en maximal fönsterstorlek. I avsaknad av paketförlust, en TCP-avsändares fönster kommer att växa upp till detta annonserade fönster kumulativa annonserade fönster för nedladdning anslutningar (som vi kallar "kumulativ nedladdningsfönster" hädanefter), till summan av den kumulativa nedladdnings- och uppladdningsfönster. Sannolikheten för att AP skickar ett TCP ACK-paket till en uppladdningsbart STA är Pu som återigen är förhållandet mellan det kumulativa uppladdningsfönstret och summan av de kumulativa nedladdnings- och uppladdningsfönstren. d.v.s. Pd =, en Pu = w' Figur 2 visar en möjlig provväg för händelserna på den trådlösa kanalen i WLAN. De slumpmässiga epokerna Gj indikerar slutet på den lh framgångsrika överföringen från antingen AP eller en av stationerna. Vi observerar att de flesta STA har tomma MAC-köer, eftersom AP, för att många STA ska ha TCP-ACK-paket eller TCP-datapaket, måste ha haft en lång rad framgångar - och detta är osannolikt eftersom ingen särskild preferens ges till AP. Så, när AP lyckas överföra, paketet är sannolikt för en STA med en tom MAC kö. Låt Sj vara antalet stas med icke-tomma MAC-köer: Om sta laddar ner, har den ett ACK-paket att skicka, eller om den laddar upp, då har den ett TCP-datapaket som ska skickas. Om det finns n nontomy stas och en icke-tomma AP, försöker varje icke-tomma WLAN-enhet att överföra med sannolikhet i3n + 1, där i3n + 1 är sannolikheten för kanalåtkomst under mättnad med (n + 1) WLAN-enheter som i [6]. Så Sj utvecklas som en DTMC under epokerna Gj. Detta gör att vi kan betrakta (S j ) G j) som en Markov Renewal Sequence, och S ( t) som en semi-Markov process. Vi har DTMC som visas i figur 3, övergångssannolikheterna anges också. Genom inspektion kan vi säga att DTMC är oersättligt. Den detaljerade balanserade ekvationen håller för en korrekt vald uppsättning av eqUilibrium sannolikheter. Den detaljerade balanserade ekvationen (DBE) är 476 lI(n+ 1) (n+ 1)/n+2) bild. 3............................................................... Inbäddad Markov-kedja som bildas av AP och n-stationer kopplade till AP med samma datahastighet. Den statliga övergången sker i slutet av framgångsrika TCP-data eller TCP-ACK paketöverföringar från de utmanande noderna. 1 (n + 1) 7l" n (n + 1) = 7l" n + l (n + 2) Här är 7l" n den stationära fördelningen av DTMC. Från den uppsättning ekvationer som anges i (1) och L =o 7l" n = 1, är den stationära fördelningen 1 1 7l" n = (n + 1) (n!) * (2e) Låt X vara vistelsetiden i ett tillstånd (Sj). Konditionering av olika händelser (idle slot, kollision eller lyckad överföring) som kan hända i nästa tidsslot, kan följande uttryck för medelcykellängd skrivas EnX = Pidle (8 + EnX ) + (PsApTsAP) + Pe (Te + EnX) + (PsSTATSSTA) I ovanstående uttryck (3) är Pidle sannolikheten för att sloten är inaktiv, PsAP sannolikheten att AP vinner innehållet och överför datapaketet eller TCP-ACK-paketet,
Ref anser att fallet med en enda hastighet, men tillåter samtidiga TCP-uppladdningar och nedladdningar med godtyckliga maximala fönsterstorlekar.
Aggregate AP throughputs for long file transfers in a WLAN controlled by inhomogeneous TCP connections
{'venue': '2011 International Conference on Communications and Signal Processing', 'journal': '2011 International Conference on Communications and Signal Processing', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}