Katsaus iteratiiviseen törmäyksen selvitykseen Slotted ALOHA -protokollassa

Abstract

Langattomat verkot ovat olennainen osa arkea, ja niiden sovellukset ulottuvat IoT-laitteisiin ja satelliitteihin. Kasvava tiedonsiirtotarve on tehnyt tiedonsiirron kehityksestä tärkeän tutkimuskohteen. Slotted ALOHAsta on tehty lupaavaa jatkotutkimusta satunnaisen toiston tutkimusalueella, jolla voidaan päästä jopa 96,5 %:n hyötysuhteeseen. IRSA-kanavassa paketteja lähetetään toistoilla, jonka jälkeen törmäyksiä selvitetään iteratiivisesti interferenssin poistolla.

Tässä opinnäytteessä simuloitiin IRSA-kanavaa soliton todennäköisyysjakaumalla. Simulaatioiden parametreinä toimivat käyttäjämäärä, kehyskoko ja todennäköisyysjakauma.

Yksi merkittävä havainto oli, että jakaumassa pienemmällä maksimilla saavutetaan yleensä parempi tehokkuus. Suuremmalla maksimilla kanava kaatui nopeammin. Tämä johtuu siitä, että pienemmällä lähetyksien maksimiarvolla on vähemmän törmäyksiä, mikä parantaa viestien onnistumismahdollisuuksia. Toinen keskeinen havainto liittyi kehyskokoon: kehyskoon kasvaessa myös IRSAn tehokkuus kasvaa. Simulaatio osoitti, että IRSA-kanava voi saavuttaa 94,8 % tehokkuuden soliton jakaumalla.

Wireless networks are an essential part of everyday life, and their applications extend to IoT devices and satellites. The growing need for data transmission has made the development of communication technologies an important area of research. Promising further studies have been conducted on Slotted ALOHA in the field of random repetition, which can achieve an efficiency of up to 96.5%. In the IRSA channel, packets are sent with repetitions, after which collisions are resolved iteratively using interference cancellation.

In this thesis, the IRSA channel was simulated using the soliton probability distribution. The simulation parameters included the number of users, frame size, and probability distribution.

One significant finding was that a distribution with a smaller maximum generally achieved better efficiency. With a larger maximum, the channel failed more quickly. This is because a smaller maximum value for transmissions results in fewer collisions, which improves the chances of successful message delivery. Another key finding was related to frame size: as the frame size increases, the efficiency of IRSA also increases. The simulation showed that the IRSA channel can achieve 94.8% efficiency using the soliton distribution.