User-aware WLAN Transmit Power Control in the Wild

要約

ワイヤレス ローカル エリア ネットワーク (WLAN) では、アクセス ポイント (AP) の送信電力が、(i) ユーザーの受信信号品質とユーザー スループット、(ii) ユーザー アソシエーションと AP 間の負荷、および (iii) AP カバレッジ範囲と干渉に影響します。
ネットワークで。
何十年にもわたる学術研究にもかかわらず、実際には送信電力レベルは依然として静的に割り当てられ、均一なカバレッジ目標を満たしています。
しかし、各ネットワークには空間内のユーザーの独自の分布があり、たとえば、干渉の可能性が高いエリアをユーザー密度が最も低い場所に配置するなど、ユーザーの存在確率に適応する電力制御が必要です。
紙の上では素晴らしいのですが、この単純なアイデアを実践に移すには多くの課題が伴い、利益があったとしても見積もることが困難です。
このホワイト ペーパーは、これらの課題に対処し、毎日何千ものユーザーにサービスを提供する実稼働ネットワークで、ユーザー認識送信電力制御システムの利点を評価した最初の論文です。
その過程で、過去の IEEE 802.11k データからユーザーの存在密度を推論するための新しいアプローチと、欠落している信号強度の測定値を推定するための新しい機械学習アプローチに貢献しています。
徹底的な実験的キャンペーンの結果は、実現可能性を示し、利益を定量化します。最新のソリューションと比較して、新しいシステムは、通信時間の干渉を同時に減少させながら、信号強度の中央値を 15dBm 増加させることができます。
これには、端末の連携不足によるアップリンク信号の 5dBm の減少という手頃なコストが伴います。

要約(オリジナル)

In Wireless Local Area Networks (WLANs), Access point (AP) transmit power influences (i) received signal quality for users and thus user throughput, (ii) user association and thus load across APs and (iii) AP coverage ranges and thus interference in the network. Despite decades of academic research, transmit power levels are still, in practice, statically assigned to satisfy uniform coverage objectives. Yet each network comes with its unique distribution of users in space, calling for a power control that adapts to users’ probabilities of presence, for example, placing the areas with higher interference probabilities where user density is the lowest. Although nice on paper, putting this simple idea in practice comes with a number of challenges, with gains that are difficult to estimate, if any at all. This paper is the first to address these challenges and evaluate in a production network serving thousands of daily users the benefits of a user-aware transmit power control system. Along the way, we contribute a novel approach to reason about user densities of presence from historical IEEE 802.11k data, as well as a new machine learning approach to impute missing signal-strength measurements. Results of a thorough experimental campaign show feasibility and quantify the gains: compared to state-of-the-art solutions, the new system can increase the median signal strength by 15dBm, while decreasing airtime interference at the same time. This comes at an affordable cost of a 5dBm decrease in uplink signal due to lack of terminal cooperation.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google