Исследование стратегий использования множества каналов для обслуживания трафика реального времени в сетях IEEE 802.11be
Автор: Чемров К.С., Банков Д.В., Хоров Е.М., Ляхов А.И.
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Информатика и управление
Статья в выпуске: 3 (55) т.14, 2022 года.
Бесплатный доступ
Обслуживание трафика приложений реального времени (англ.: Real-Time Applications, RTA), таких как виртуальная и дополненная реальность, автоматизация производства или удалённое управление, является для технологии Wi-Fi сложной задачей, и она рассматривается в будущем дополнении к стандарту IEEE 802.11be (Wi-Fi 7). Одним из ключевых нововведений Wi-Fi 7 является поддержка одновременной передачи и приема данных устройством в нескольких частотных каналах. В данной работе изучается использование данного функционала в гетерогенных сетях Wi-Fi 7, чтобы обеспечить гарантированно низкие задержки для RTA-трафика и оставить как можно больше канальных ресурсов для трафика, не чувствительного к задержке. Сравниваются как стратегии с использованием разделения каналов по типу трафика или по типу кадров, так и стратегии без строгого разделения каналов, но с установкой приоритетных параметров доступа к среде и дублированием данных для передачи в нескольких частотных каналах. В зависимости от параметров трафика и сети определены оптимальные стратегии с точки зрения качества обслуживания трафика RTA и неприоритетного трафика.
Wi-fi, ieee 802.11be, многоканальный доступ, приложения реального времени, надежность, низкая задержка
Короткий адрес: https://sciup.org/142236621
IDR: 142236621 | УДК: 004.728.3
Study of strategies for using multiple channels to serve real time traffic in IEEE 802.11be
We consider the service of Real Time Applications (RTA), such as virtual reality and augmented reality, industrial automation or remote control which is a significant challenge for the Wi-Fi technology in the emerging IEEE 802.11be (Wi-Fi 7) standard amendment. One of the key innovations of Wi-Fi 7 is the support for simultaneous transmission and reception of data by a device in several frequency channels. This paper studies the use of this functionality in heterogeneous Wi-Fi 7 networks to guarantee low delays of RTA traffic and to provide as many channel resources as possible for delay insensitive traffic. Strategies with channel division by traffic type or by frame type are compared, as well as strategies without strict channel division but with setting prioritized channel access parameters and data duplication for transmission in several links. Depending on the traffic and network parameters, optimal strategies are determined in terms of the quality of service of RTA traffic and non-priority traffic.
Список литературы Исследование стратегий использования множества каналов для обслуживания трафика реального времени в сетях IEEE 802.11be
- IEEE 802.11 real time applications TIG report. URL: https://mcntor.iccc.org/802.ll/dcn/18/ll-18-2009-06-0rta-rta-rcport-draft.docx.
- Finn N. Introduction to time-sensitive networking // IEEE communications standards magazine. 2018. V. 2, N 2. P. 22-28.
- Karamyshev A., Khorov E., Krasilov A., Akyildiz I.F. Fast and accurate analytical tools to estimate network capacity for URLLC in 5G systems // Computer networks. 2020. V. 178. P. 107331.
- Khorov E., Krasilov A., Selnitskiy I., Akyildiz I.F. A framework to maximize the capacity of 5G systems for ultra-reliable lowlatencv communications // IEEE transactions on mobile computing. 2020. V. 20, N 6. P. 2111-2123.
- Khorov E., Levitsky I., Akyildiz IF. Current status and directions of IEEE 802.11be, the Future Wi-Fi 7 // IEEE access. 2020.
- Bankov D., Lyakhov A., Khorov E., Chemrov K. On the use of multilink access methods to support real-time applications in Wi-Fi networks // Journal of communications technology and electronics. 2021. V. 66. N 12. P. 1476-1484.
- Gene E., Del Carpio L.F. WTi-Fi QoS enhancements for downlink operations in industrial automation using TSN // 2019 15th IEEE International workshop on factory communication systems (WFCS). IEEE. 2019. P. 1-6.
- Bankov D., Chemrov K., Khorov E. Tuning channel access to enable real-time applications in WTi-Fi 7 // 2020 12th International congress on ultra modern telecommunications and control systems and workshops (ICUMT). IEEE. 2020. P. 20-25.
- Bankov D., Khorov E., Lyakhov A., Sandal M. Enabling real-time applications in WTi-Fi networks // International journal of distributed sensor networks. 2019. V. 15, N 5.
- Kirrmann H., Hansson M., Mûri P. IEC 62439 PRP: Bumpless recovery for highly available, hard real-time industrial networks // 2007 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (EFTA 2007). IEEE. 2007. P. 1396-1399.
- Rentschler M., Laukemann P. Performance analysis of parallel redundant WTLAN // Proceedings of 2012 IEEE 17th International conference on emerging technologies factory automation (ETFA 2012). 2012. P. 1-8.
- Cena G., Scanzio S., Valenzano A., Zunino C. An enhanced MAC to increase reliability in redundant WTi-Fi networks // 2014 10th IEEE workshop on factory communication systems (WFCS 2014). 2014. P. 1-10.
- Bankov D., Khorov E., Lyakhov A., Sandal M. Enabling low latency communications in Wi-Fi networks // Personal, indoor, and mobile radio communications (PIMRC), 2018 IEEE 29th Annual International symposium on. IEEE. 2018. P. 1-5.
- Bankov D., Khorov E., Lyakhov A., Sandal M. Approach to real-time communications in WTi-Fi networks // Journal of communications technology and electronics. 2019. V. 64, N 8. P. 880-889.
- Adame T., Carrascosa-Zamacois M., Bellalta B. Time-sensitive networking in IEEE 802.11be: on the way to low-latency WiFi 7 // Sensors. 2021. V. 21, N 15. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/21/15/4954
- Levitsky I., Okatev Y., Khorov E. Study on simultaneous transmission and reception on multiple links in IEEE 802.11be networks // 2020 International conference engineering and telecommunication (EnT). 2020. P. 1-4.
- Yang M., Li B., Yan Z., Yan Y. AP coordination and full-duplex enabled multi-band operation for the next generation WTLAN: IEEE 802.11be (EHT) // 2019 11th International conference on wireless communications and signal processing (WTCSP). 2019. P. 1-7.
- Naik G., Ogbe D., Park J.-M.J. Can WTi-Fi 7 support real-time applications? On the impact of multi link aggregation on latency // Proceedings of the IEEE International conference on communications (ICC). Xiamen, China. 2021. P. 28-30.
- Carrascosa M., Geraci G., Knightly E., Bellalta B. An experimental study of latency for IEEE 802.11be multi-link operation // ICC 2022-IEEE International Conference on Communications. IEEE. 2022. P. 2507-2512.
- Park H., You C. Latency impact for massive real-time applications on multi link operation 11 2021 IEEE region 10 symposium (TENSYMP). 2021. P. 1-5.
