FEC-based AP downlink transmission schemes for multiple flows: Combining the reliability and throughput enhancement of intra- and inter-flow coding

We consider downlink access point (AP) networks and the corresponding reliable transmission schemes. Het is bekend dat men het netwerkverkeer kan beschermen tegen pakketuitwisingen door middel van forward-error-correcting-codes (FEC). Naast het verzekeren van een betrouwbare levering, kunnen FECs de hoeveelheid terugkoppelingsverkeer aanzienlijk verminderen, wat van kritiek belang is bij het ontwerpen van AP-protocollen met hoge prestaties.

In dit werk veralgemenen we de op FEC gebaseerde schema’s, ook bekend als intra-flow coderingsschema’s, voor meerdere downlink stromen. In tegenstelling tot de klassieke aanpak die FEC afzonderlijk uitvoert op individuele stromen, stellen we een nieuw protocol MU-FEC voor, dat het recente idee van inter-flow codering integreert om de haalbare doorvoer verder te verbeteren. Specifiek, MU-FEC garandeert 100% betrouwbaarheid, is ongevoelig en robuust voor de onderliggende erasure waarschijnlijkheden, heeft een bijna-optimale doorvoer die hoger is dan alle bestaande inter-flow coderingsprotocollen, en kan praktisch geïmplementeerd worden bovenop 802.11. Het ontwerp van MU-FEC bestaat uit drie componenten: batch-gebaseerde operaties, een systematisch fase-gebaseerd netwerk coderingsbeslissingsbeleid, en soepele integratie van inter-flow en intra-flow codering. We tonen analytisch aan dat MU-FEC een veel hogere doorvoer kan bereiken dan intra- of inter-flow codering alleen, en valideren de prestatiewinst via uitgebreide simulaties. Voor zover wij weten, is MU-FEC het eerste praktische protocol dat zowel intra-flow als inter-flow netwerkcodering gebruikt om een real-world probleem in single-hop draadloze netwerken op te lossen.