SCOPUS
SCIE
Optimal Rate Sampling in 802.11 Systems: Theory, Design, and Implementation
저자
Combes, Richard ; Ok, Jungseul ; Proutiere, Alexandre ; Yun, Donggyu ; Yi, Yung
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
1145-1158(14쪽)
제공처
<P>Rate Adaptation (RA) is a fundamental mechanism in 802.11 systems. It allows transmitters to adapt the coding and modulation scheme as well as the MIMO transmission mode to the radio channel conditions, to learn and track the (mode, rate) pair providing the highest throughput. The design of RA mechanisms has been mainly driven by heuristics. In contrast, we rigorously formulate RA as an online stochastic optimization problem. We solve this problem and present G-ORS (Graphical Optimal Rate Sampling), a family of provably optimal (mode, rate) pair adaptation algorithms. Our main result is that G-ORS outperforms state-of-the-art algorithms such as MiRA and Minstrel HT, as demonstrated by experiments on a 802.11n network test-bed. The design of G-ORS is supported by a theoretical analysis, where we study its performance in stationary radio environments where the successful packet transmission probabilities at the various (mode, rate) pairs do not vary over time, and in non-stationary environments where these probabilities evolve. We show that under G-ORS, the throughput loss due to the need to explore sub-optimal (mode, rate) pairs does not depend on the number of available pairs. This is a crucial advantage as evolving 802.11 standards offer an increasingly large number of (mode, rate) pairs. We illustrate the superiority of G-ORS over state-of-the-art algorithms, using both trace-driven simulations and test-bed experiments.</P>
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