Wireless lans with smart antennas

Abstract

ÖZEt Akıllı Anten (AA) sistemleri yüksek kalitede bağlara olanak tanımasının yanı sıra kablosuz kanalların uzaysal tekrar kullanımını sağlayarak ağda üretilen iş miktarını artırmaktadır. Ancak akıllı anten sistemlerinin başarımı saklı ve sağır istasyon problemleri yüzünden sınırlıdır. Bu çalışmada istasyonlarda tutulan tablolar yardımı ile bu problemleri ortadan kaldırmayı amaçlayan açısal tabanlı bir ortam erişim protokolü (ANMAC) önerilmektedir. ANMAC için değişik topolojilerde ve trafik senaryolarında ayrıntılı başarım analizi yapılmış, uzay bölmeli çoğullamaya (SDMA) tam olarak erişilebilmek için akıllı bir paket çizelgecisine ihtiyaç olduğu gösterilmiştir. Bununla beraber konum tabanlı çizelgelemeli ANMAC (ANMAC-LS) önerilmiş ve başarımı diğer akıllı anten yaklaşımlarıyla ve IEEE 802.11 MAC protokolü ile karşılaştırılmıştır. Akıllı anten kullanan kablosuz sistemlerde konum tabanlı çizelgelemenin etkisi ispatlanmış ve gerçek anten paternleri kullanılarak anten huzmesi yönlendirmesinin ağda iş çıkarmaya etkisi gösterilmiştir. Bununla birlikte istasyonların çarpışmayı önlemek amacıyla kullandığı çekişme penceresi değerinin ağın başarımına etkisi incelenmiştir. Bu değerin doğru ayarlanması ile ağda her zaman en yüksek başarımı elde etmek mümkündür. Çalışmamızda bu doğru değeri elde etmeye yarayan dinamik bir algoritma da sunulmuştur.

ABSTRACT Smart antenna systems not only enable users to have high quality links but also increase network throughput by allowing spatial reuse of wireless channels by the use of directional transmission. However performance of smart antenna systems is limited because of the increased hidden terminal problem and deafness of nodes. In this work, we have proposed the Angular MAC (ANMAC) protocol that avoids both problems through medium access tables in the nodes that keep track of the locations of the destination nodes as well as all communicating neighbors. We present detailed performance analysis of ANMAC considering different topologies and traffic scenarios, and we show that SDMA cannot be fully exploited without a smart scheduler. We have also proposed ANMAC with Location based Scheduling (ANMAC-LS) and compared its performance with other smart antenna approaches and omni 802.1 1 MAC. We prove the efficacy of location based scheduling in wireless networks with smart antennas, and we also show the effects of antenna orientation on throughput, using realistic antenna patterns and the ANMAC protocol. We have also analyzed the effect of contention window size on the performance of the network. By adjusting the contention window according to channel conditions, we can always get the maximum network throughput. We propose an updating algorithm for contention window, and we have analyzed the results both analytically and through simulations. IV