Coherence Time Estimation for Performance Improvement of IEEE 802.11n Link Adaptation

IEEE 802.11n standard provides a framework for new link adaptation. A station can request that another station provide a Modulation and Coding Scheme (MCS) feedback, to fully exploit channel variations on a link. However, if the time elapsed between MCS feedback request and the data frame transmission using the MCS feedback becomes bigger, the previously received feedback information may be obsolete. In that case, the effectiveness of the feedback-based link adaptation is compromised. If a station can estimate how fast the channel quality to the target station changes, it can improve accuracy of the link adaptation. The contribution of this paper is twofold. First, through a thorough NS-2 simulation, we show how the coherence time affects the performance of the MCS feedback based link adaptation of 802.11n networks. Second, this paper proposes an effective algorithm for coherence time estimation. Using Allan variance information statistic, a station estimates the coherence time of the receiving link. A proposed link adaptation scheme considering the coherence time can provide better performance.

IEEE 802.11n에서 전송속도 조절기법의 성능 향상을 위한 Coherence Time 예측 방식

IEEE 802.11n 표준은 새로운 방식의 전송속도 조절기법(Link adaptation)을 위한 기반을 제공한다. 802.11n에서 채널의 변화로부터 최대한의 이득을 얻기 위해, 한 단말은 다른 단말에게 Modulation and Coding Scheme (MCS) 피드백을 요청할 수 있다. 그러나 무선 채널의 상태는 시간에 따라 변한다. MCS 피드백 요청으로부터 피드백 받은 정보의 적용까지 걸린 시간이 특정 값보다 커지면 그 사이의 채널 상태 변화로 언해 피드백 받은 정보는 쓸모없어지게 된다. 단말이 무선채널 상태의 변화 정도를 추정할 수 있다면 전송속도 조절기법의 정확도를 개선할 수 있다. 이 논문은 크게 두 항목에 초점을 맞추고 있다. 첫째, NS-2 시뮬레이션을 통해 802.11n에서 coherence time이 MCS 피드백 기반 전송속도 조절기법의 성능에 어떤 영향을 마치는지 분석한다. 둘째로, 이 논문은 전송속도 조절기법의 성능에 큰 영향을 주는 채널의 coherence time을 추정하는 효율적인 방법을 제시한다. Allan variance 정보 통계를 활용하여 단말은 수신 링크의 coherence time을 추정할 수 있다. 추정한 coherence 기반의 Link adaptation에 적용할 경우 기존의 기법보다 더 나은 성능을 얻을 수 있다.