Collision-free WLANs: from concepts to working protocols

Abstract

Using a deterministic backoff after successful transmissions as a distributed contention mechanism for access to the channel can draw benefits from scheduled operation, like the elimination of simultaneous transmissions, and Quality of Service (QoS). Carrier Sense Multiple Access with Enhanced Collision Avoidance (CSMA/ECA) is a compatible protocol that implements such technique, outperforming the current Medium Access Control (MAC) protocol in WiFi. This work describes several extensions to CSMA/ECA that allows it to support many more contenders in a collision-free schedule in very diverse scenarios, while evenly distributing the available throughput among users. Further, it introduces CSMA/ECA with multiple queues for providing traffic differentiation. Lastly, it presents progressive evolutions of an off-the-shelf hardware implementation of CSMA/ECA using open source tools.

L'ús d'un backoff determinista després de transmissions exitoses com a mecanisme de contenció distribuït per l'accés al canal pot extreure beneficis de l'operació planificada, com l'eliminació de les transmissions simultànies, i Qualitat de Servei (QoS). Carrier Sense Multiple Access with Enhanced Collision Avoidance (CSMA/ECA) és un protocol compatible que implementa aquesta tècnica, superant l'actual protocol Medium Access Control (MAC) en Wi-Fi. Aquest treball descriu diverses extensions de CSMA/CA que li permet suportar molts més contendents sense col·lisions en molt diversos escenaris, mentre distribueix equitativament el throughput entre els usuaris. A més, s'introdueix CSMA / ECA amb múltiples cues per proporcionar diferenciació de trànsit. Finalment, es presenten evolucions progressives d'una implementació de maquinari off-the-shelf de CSMA / ECA utilitzant eines de codi obert.