Mac Design And Analysis For Mu Mimo And Full Duplex Enabled Wireless Networks
Download Mac Design And Analysis For Mu Mimo And Full Duplex Enabled Wireless Networks PDF/ePub or read online books in Mobi eBooks. Click Download or Read Online button to get Mac Design And Analysis For Mu Mimo And Full Duplex Enabled Wireless Networks book now. This website allows unlimited access to, at the time of writing, more than 1.5 million titles, including hundreds of thousands of titles in various foreign languages.
MAC Design and Analysis for MU-MIMO and Full-duplex Enabled Wireless Networks
Les xarxes sense fils basades en l'estàndard IEEE 802.11, sobretot aquelles que funcionen en mode infraestructura, conegudes com a xarxes WLAN o Wi-Fi, han tingut molt d'èxit i s'han convertit en una part indispensable de la nostra vida tant a les llars com als llocs de treball. No obstant això, el ràpid creixement dels dispositius sense fils, i un canvi d'hàbits dels usuaris des de la navegació web cap a una àmplia varietat d'aplicacions que requereixen un gran ample de banda (per exemple, vídeo d'alta definició, les xarxes socials o la càrrega de continguts al núvol), han fet que les WLAN d'avui en dia tinguin un baix rendiment. La pròxima generació de WLANs, basades en el nou estàndard IEEE 802.11ac, respon a aquests reptes mitjançant la introducció d'una sèrie de novetats a nivell físic (PHY) i a nivell d'accés al medi (MAC), incloent l'enllaç de baixada Multi-user Multiple-Input Multiple-Output (MU-MIMO), un nou esquema de modulació i codificació, canals amb major amplada de banda i l'agregació de trames. Entre ells, l'enllaç de baixada MU-MIMO és una de les novetats més importants per a millorar significativament el rendiment de les xarxes WLAN, ja que permet que el punt d'accés (AP) pugui transmetre trames a múltiples estacions (STA) en paral·lel, cosa que pot augmentar substancialment el rendiment de la xarxa, així com mitigar les altes taxes de col·lisió. D'altra banda, els avenços recents en investigació sobre la transmissió full-duplex (FD) obren una altra línia per millorar el rendiment de les xarxes WLAN amb molts usuaris. Transmissions full-duplex en xarxes sense fils trenquen la suposició que diu que els nodes no poden transmetre i rebre simultàniament usant la mateixa freqüència. Aquest emocionant avenç no només promet un augment de capacitat en permetre la transmissió i recepció simultània, sinó que també podria portar canvis revolucionaris en el disseny MAC sacsejant els fonaments del mecanisme Carrier Sense Multiple Access amb prevenció de col·lisions (CSMA/CA). Així, el CSMA/CA pot arribar a ser obsolet i ser reemplaçat per un sistema de detecció de col·lisions gràcies a la capacitat de transmissió i recepció simultània dels nodes que suportin full-duplex. No obstant això, aquestes dues línies d'avenços PHY (és a dir, MU-MIMO i FD) no es tradueixen directament en guanys de rendiment útils a la capa MAC (per exemple, l'augment de rendiment). Per tal de tenir beneficis per fer servir MU-MIMO i FD, es necessita adaptar els actuals protocols MAC. En aquesta tesi, primer examinem les propostes de protocols MAC existents a la literatura i, a continuació, mostrem els nostres esforços en la introducció de les adaptacions necessàries per donar suport MAC MU-MIMO a l'enllaç descendent i a l'enllaç ascendent per separat. Després d'això, combinem les adaptacions per a l'enllaç descendent i ascendent en un protocol MU-MIMO MAC unificat i avaluem el seu rendiment tant en condicions saturades com no saturades. A continuació, anem a modelar i avaluar el funcionament del nou IEEE 802.11ac MAC, i els comparem amb les nostres propostes en una xarxa mallada sense fils (xarxa back-haul). A continuació, es proposa un MAC que suporta full-duplex (FD+) per millorar les prestacions dels sistemes sense fils, on analíticament modelem transmissions FD i investiguem quins guanys es poden aconseguir a la capa MAC. Finalment, presentem les conclusions del nostre treball i plantegem les direccions futures en aquest camp de recerca.
5G and Beyond Wireless Systems
This book presents the fundamental concepts, recent advancements, and opportunities for future research in various key enabling technologies in next-generation wireless communications. The book serves as a comprehensive source of information in all areas of wireless communications with a particular emphasis on physical (PHY) layer techniques related to 5G wireless systems and beyond. In particular, this book focuses on different emerging techniques that can be adopted in 5G wireless networks. Some of those techniques include massive-MIMO, mm-Wave communications, spectrum sharing, device-to-device (D2D) and vehicular to anything (V2X) communications, radio-frequency (RF) based energy harvesting, and NOMA. Subsequent chapters cover the fundamentals and PHY layer design aspects of different techniques that can be useful for the readers to get familiar with the emerging technologies and their applications.
MAC Protocol Design in Full-Duplex Enabled Wireless Networks
This book thoroughly examines the design of full-duplex medium access control (MAC) protocols in wireless networks. It is organized into three main sections: (a) Fundamentals and preliminaries of full-duplex communications, (b) A comprehensive review of the existing full-duplex MAC protocols, and (c) Designs of full-duplex MAC protocols in three typical wireless networks, i.e., wireless local access networks (WLANs), multi-hop networks and millimeter-wave networks. Also, the authors extensively address key challenges in these three wireless full-duplex networks, such as the hidden-node problem, accumulative interference, and deafness and blockage problems. Solutions to these challenges are meticulously devised to enhance the overall network performance. The wireless full-duplex communication technique, facilitating simultaneous transmission and reception within the same frequency band, holds immense potential for enhancing spectrum efficiency and network capacity. It emerges as a pivotal technology in the sixth-generation (6G) networks. This book provides a comprehensive review and in-depth exploration of full-duplex MAC design across various networks, encompassing WLANs, multi-hop networks, and millimeter-wave networks. Acknowledging the challenges faced by full-duplex WLANs, particularly the hidden-node problem, it also introduces a pioneering hidden-node-free design and a MAC protocol design, which features a full-duplex enhanced carrier-sensing mechanism. Addressing the need to augment end-to-end throughput in multi-hop networks employing full-duplex relaying, the authors present an analytical model for end-to-end throughput and propose a multi-hop full-duplex MAC protocol designed to optimize network performance. Furthermore, the exploration extends to full-duplex millimeter-wave networks, delving into issues of deafness and blockage. A directional full-duplex MAC protocol is introduced to enhance network capacity and mitigate blockage problems. This book concludes by outlining prospective research directions within the related fields of study and offers valuable insights for future exploration. This book targets researchers and advanced level students in computer science and electrical engineering. It also caters to professionals engaged in the fields of wireless networks, full-duplex system, protocol design, and network optimization will also buy this book.