Design Energy-Efficient Low-Latency MAC Protocols in IEEE 802.11 Wireless Networks

無線行動裝置為了支援行動性，必須使用電池供電，但是電池的電量有限，只能維持一定時間下的運作。在無線行動裝置運作過程中又以無線網路卡所損耗的電力最為可觀。因此省電最有效率的方法就是改善無線網路MAC 層的通訊協定。一個好的省電的通訊協定，不僅要能達到省電的目的，還要能避免資料被延遲傳送，並且要讓單位電量所能傳輸的資料量增加。IEEE 802.11 所制定的通訊標準是現今最被廣泛使用無線區域網路協定。IEEE 802.11 標準規範中兩種運作模式：Infrastructure 有基礎架構與Ad Hoc 無基礎架構兩種。因此我們計畫分別在 IEEE 802.11 無線區域網路的Infrastructure 和Ad Hoc 模式下，設計出同時具有省電並兼顧傳輸效能的MAC 層通訊協定，最重要的是必須相容於目前IEEE 802.11 無線區域網路的協定。本計畫將分三年執行。第一年我們將分別提出在有基礎式Infrastructure 架構和無基礎式Ad Hoc 架構下運作的省電媒體存取控制通訊協定。在Infrastructure 無線網路下，改善PS nodes 競爭發送PS-Poll 訊框所產生的碰撞問題，提出一個有效率的排班法則。在Ad Hoc 分散式網路架構下我們先探討的是Single-hop 環境，第一年的後半年將提出一個的電源管理協定，它將會包含一個省電效能佳且低傳輸延遲的排程演算法與一個能根據目前網路流量自動調整ATIM window 大小的判斷機制。我們在第二年提出一個能在更複雜環境Multi-hop 下運作的媒體存取控制通訊協定，利用計算狀態轉換次數的排班法則為基礎，達成高效能的省電傳輸。第三年我們將進一步改善無線行動裝置需要每個beacon interval 醒來卻沒有要收送資料而造成電量浪費的缺點，使無線行動裝置只需在某些固定的beacon interval 醒來且該裝置在傳送與接收資料方面仍然能夠正常運作。以上三年計畫方法都將藉由效能分析和模擬分析的方式幫助我們評估效能及改善協定以達到更佳的效能。

Project ID:PB9607-2378
External Project ID:NSC96-2221-E182-007-MY3