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Mi- Eun An*, Seo-Yun Bae and Nak-Myeong Kim

A Cooperative ARQ strategy with adaptive back-off for Mobile Multimedia Communication Using Cognitive Relays. 指導老師 : 郭文興 學生 : 林祺富. Mi- Eun An*, Seo-Yun Bae and Nak-Myeong Kim Dept. of Electronics Engineering, Ewha Womans University. abstract.

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Mi- Eun An*, Seo-Yun Bae and Nak-Myeong Kim

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Presentation Transcript

  1. A Cooperative ARQ strategy with adaptive back-off for Mobile Multimedia Communication Using Cognitive Relays 指導老師:郭文興 學生:林祺富 Mi-Eun An*, Seo-YunBae and Nak-Myeong Kim Dept. of Electronics Engineering, EwhaWomans University

  2. abstract • 本文提出一個合作的ARQ方法使用AdHoc感知轉播的方式應用在MANENT環境中 • 他可以在收到NACK之前透過感知SINR來決定是否要轉播資料 • 透過模擬可以得到我們的方法比傳統考慮資料傳輸的DELAY和資料遺失的機率來的好

  3. 目錄 • Abstract • INTRODUCTION • SYSTEM MODEL • COOPERATIVE ARQ STRATEGY USING AD HOC COGNITIVE RELAY NODE • A. Proposed Cooperative ARQ strategy • B. False Alarm Probability and Transmission Efficiency • PERFORMANCE EVALUATION • CONCLUSION • REFERENCES

  4. INTRODUCTION(1) • 在移動的環境傳輸的即時性是很重要的,很多應用如果無法即時傳送將會失去它的效用 • 在MANET環境中傳輸資料,容易受到傳輸功率的限制和使用者不停的在移動所影響 • QS-CD-ARQ (quadrature signaling-cooperative diversity)不管ARQ的結果,每次都轉播 • NCSW會在收到NACK後轉播傳送資料,可是這樣就無法達到及時的目的

  5. INTRODUCTION(2) • 所以我們提出CACR (cooperative ARQ using cognitive relay)加強了轉播的速度和降低錯誤率 • 透過事先感知來源結點傳輸時的SINR決定是否要轉播,所以會在目的結點收到ACK或NACK之前完成 • 為了最小化協調時發生的碰撞,我們也提出一個變形的back-off演算法,讓每個轉播結點執行

  6. SYSTEM MODEL(1)

  7. SYSTEM MODEL(2) • 假設每個感知結點可以感知其他節點的信號強度 • Ri={1,..., J}表示感知節點的集合 • 是S選擇要合作傳輸的節點,使用和S一樣的頻道 D和Ri收到的信號

  8. COOPERATIVE ARQ STRATEGY USING AD HOC COGNITIVE RELAY NODE (1) • A. Proposed Cooperative ARQ strategy : • 傳統的方法只有在收到NACK或是資料傳輸發生錯誤才會協調合作,造成效能降低也沒有即時性 • 在無線的環境中,就算彼此的距離很近,感知出來的結果也不會一樣,因為會有Rayleigh 和shadow fading • 所以我們提出一個加強版的合作ARQ方法,透過結點感知當S傳送資料之後就可以做出決定要不要合作 • 當結點感知到從S來的資料SINR在門檻範圍裡,會主動傳送RTS,希望可以合作傳輸 • 為了避免很靠近S或是D的節點搶當轉播結點,所以提出一個backoff演算法再傳送RTS之前要先執行

  9. COOPERATIVE ARQ STRATEGY USING AD HOC COGNITIVE RELAY NODE (2) • A. Proposed Cooperative ARQ strategy : • S到Ri和Ri到S的最小SINR • 是S到Ri的最大門檻值 • 當D傳送資料Ri會感知他的SINR和 比較 • 比較高就會感知往S方向的下個結點來決定是否傳送RTS • 比較低就不會管下個結點的感知結不會傳送RTS

  10. COOPERATIVE ARQ STRATEGY USING AD HOC COGNITIVE RELAY NODE (3) • A. Proposed Cooperative ARQ strategy : • 當感知往S方向的節點的SINR介於 之間,代表S的信號被Ri解碼的機率比被D解碼的機率高 • 想要轉播第K個資料的候選結點集合 • 為了避免轉播結點發送的RTS發生碰撞,所以提出一個加強的back-off 演算法,延遲每個發送RTS的時間 • 延遲的時間和S的距離成反比,每個結點延遲的時間不同減少碰撞,S也可以選到離他最遠的結點來轉播 • 不是每個發送RTS的節點都會收到CTS,如果S到D之間的頻道夠好,S就不需要合作傳輸 • 所以S設置一個門檻值 如果S感知D的SINR低於門檻值,就會等待收RTS

  11. COOPERATIVE ARQ STRATEGY USING AD HOC COGNITIVE RELAY NODE (4) • A. Proposed Cooperative ARQ strategy : • 雖然有back-off的時間仍然可能會發生碰撞,可以透過groupID來區分 • 如果發生碰撞S就不會理會RTS,改為等待D的回覆 • 下圖可以看出CACR可以降低傳輸的時間

  12. COOPERATIVE ARQ STRATEGY USING AD HOC COGNITIVE RELAY NODE (5) • B. False Alarm Probability and Transmission Efficiency : • 表示D到S的頻道實際流量 • 收到D的SINR值的比較情況,=0表示SINR值高於 否則就設為1 • 當S收到RTS之後會先確認 的值,如果是1,而S又忽略RTS的訊息就會發生錯誤的警告 • 表示S到D的頻道實際流量 • 表示SRiD的實際流量

  13. COOPERATIVE ARQ STRATEGY USING AD HOC COGNITIVE RELAY NODE (6) • B. False Alarm Probability and Transmission Efficiency : • 表示S到D不能傳輸的機率 • 表示SRiD無法傳輸的機率 • 第K個frame的平均流量 平均流量 第K個資料傳輸完成的平均時間

  14. PERFORMANCE EVALUATION(1) • 模擬設定: • 200使用者隨機分布在1平方公里 • 傳輸功率是23dBm • 最小的流量設為1Mbps,連續傳送資料1000bits/frame • 使用QPSK調變,L=2

  15. PERFORMANCE EVALUATION(2)

  16. PERFORMANCE EVALUATION(3)

  17. PERFORMANCE EVALUATION(4)

  18. CONCLUSION • 本文提出一個合作的ARQ轉播方法,使用感知的結點 • 會在目的地結點收到ACK之前感知SINR值來決定是否提出合作 • 又再提出一個back off時間來加強改善傳輸的效率 • 模擬的結果顯示我們提出的方法比其他傳統方法來的好,尤其是在SINR值很低的時候

  19. REFERENCES • [1] VeluppillaiMahintan, Humphrey Rutagemwa, Jon W.Mark and shermanShen, "Cross-layer performance study of cooperative diversity system with ARQ," IEEE trans. Veh. Technol., vol.58, no. 2, pp.705-718, Feb., 2009. • [2] MehrdadDianati, Xinhua Ling, KshirasagarNaik, and Sherman Shen, "A node-cooperative ARQ schemes for wireless ad-hoc networks," IEEE trans. Veh. Technol., vol. 55, no. 3, pp.1032-1044, May., 2006. • [3] JosianeNzouonata, NeerajRajgure, Guiling Wang and CristianBorcea, "VANET Routing on City Roads Using Real-Time Vehicular Traffic Information," IEEE trans. Veh Technol., vol.58, no 7, pp. 3609-3626, Sept., 2009. • [4] Juan J. Alcaraz and Joan Garcia-Haro, "Performance of single-relay cooperative ARQ retransmission strategies," IEEE Commun. Letters, vol. 13, no. 2, pp.121-123, Feb., 2009. • [5] Jonghyun Park, Euiseok Song and Wonjin Sung, "Capacity analysis for distributed antenna systems using cooperative transmission schemes in fading channels," IEEE Trans. Wireless comm., vol. 8, NO. 2, pp.586-592, Feb., 2009.

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