High-Speed Wireless Mobile LAN Communications: Improved Error Control Mechanisms for Real-Time Services

• Type: Thesis
• Date: 2002

Authors

Nuno T. Almeida (Author) FEUP; Artur Pimenta Alves (Technical adviser) FEUP

Associated Institutions

FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

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Resumo (PT): Esta dissertação foca o tema do aperfeiçoamento de esquemas de controlo de erros para as comunicações digitais sem fio de alto débito. O objectivo principal é conseguir um melhor suporte da qualidade dos serviços em tempo real, como o vídeo, quando usados em redes digitais móveis sem fio. No que respeita às funções de controlo de erros, é habitual implementar-se mecanismos de ¿Forward Error Correction¿ e de ¿Automatic Repeat reQuest¿ (ARQ), respectivamente, nas camadas ¿Physical¿ e ¿Data Link Control¿ (DLC) do modelo de referência OSI. Mesmo assim, os requisitos de comunicação dos serviços em tempo real de média/alta qualidade poderão ser difíceis de atingir quando as condições de transmissão forem desfavoráveis. Para ultrapassar esta limitação, imposta principalmente pelo uso de algumas clássicas metodologias na caracterização e transporte do tráfego, propõe-se um novo conjunto de mecanismos de controlo de erros. Estes baseiam-se principalmente no uso de esquemas ARQ Híbridos e em modos de transmissão com diferentes níveis de robustez perante os erros. A avaliação da ¿performance¿ foi feita através de um sistema de simulação adaptado pelo autor. Para este efeito, foram feitas análises para diversas condições do canal de rádio, incluindo modelizações AWGN e Gilbert-Elliot, com múltiplas parametrizações. Os resultados alcançados potenciam, assim, o desenvolvimento de esquemas ARQ de alta ¿performance¿ adaptados à camada DLC de uma LAN sem fio de alto débito, nomeadamente a ETSI/BRAN HIPERLAN Tipo 2. As simulações apresentadas mostram que estes métodos melhoram consideravelmente a ¿performance¿ dos serviços em tempo real, necessitados de altos débitos e exigindo atrasos limitados.

Abstract (EN): This dissertation focuses on improved error control schemes for high-speed wireless digital communications. The main objective is a better quality support for real-time services, such as video, when using wireless mobile digital networks. In what the error control functions are concerned, it is usual to implement Forward Error Correction and Automatic Repeat reQuest (ARQ) mechanisms in, respectively, the Physical and the Data Link Control (DLC) layers of the OSI reference model. Even so, the communication requirements of medium/high quality real-time services may be hard to meet under hostile transmission conditions. To overcome this limitation, mainly set by the use of some legacy methodologies in the traffic characterization and transport, a new set of error control mechanisms is proposed. These new mechanisms rely mainly in the use of Hybrid ARQ error control schemes and differentiated error robustness transmission modes. The performance evaluation was done through the use of a simulation system specially adapted by the author. Analysis for diverse radio channel conditions, from AWGN modelling to Gilbert-Elliot modelling with multiple parameterisation choices were consequently done. Achieved results are applied to develop high performance ARQ schemes to be used at the DLC layer of a high-speed wireless LAN, namely the ETSI/BRAN HIPERLAN Type 2. Simulations presented show that these methods greatly improve the performance of real-time services demanding high data rates and requiring limited delays.

Language: Portuguese

Type (Professor's evaluation): Scientific

No. of pages: 252