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Communication Dans Un Congrès Année :

Single Reception Estimation of Wireless Link Quality

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Henry-Joseph Audéoud
Martin Heusse
Andrzej Duda

Résumé

Quick and accurate estimation of link quality, and more specifically packet loss probability, is the key element for efficient and effective communications in wireless multi-hop networks. We focus on IEEE 802.15.4 and we posit that losses only occur when noise and interference last long enough and are strong enough relatively to the received signal, to hinder packet reception. So, the key information for any ordered node pair is the signal to noise plus interference ratio distribution, which we obtain by combining the observed noise plus interference power at the receiver with the received signal strength. In this paper, we propose two novel schemes for the estimation of PER: Burst-NISI and Sample-NISI. Burst-NISI is based on high frequency measurements of the power level of ambient noise and interference around a given node. Sample-NISI sporadically samples the power level of ambient noise and interference when the radio operates according to a duty cycle. Using a large scale experimental platform, we show that our packet error rate estimation schemes are accurate for any packet length and diverse experimentation sites with different settings, for which the prediction is within 10 percentage points of the PER value measured a posteriori.
L'estimation rapide et précise de la qualité de la liaison, et plus particulièrement de la probabilité de perte de paquets, est un élément clé pour des communications efficaces et performantes dans les réseaux multi-hop sans fil. Nous nous concentrons sur la norme IEEE 802.15.4 et nous posons comme principe que les pertes ne se produisent que lorsque le bruit et les interférences durent suffisamment longtemps et sont assez forts par rapport au signal reçu pour entraver la réception des paquets. Ainsi, l'information clé pour toute paire de nœuds ordonnée est la distribution du rapport signal sur bruit plus interférence, que nous obtenons en combinant le bruit observé plus la puissance d'interférence au niveau du récepteur avec la force du signal reçu. Dans cet article, nous proposons deux nouvelles approches pour l'estimation du PER : Burst-NISI et Sample-NISI. Le système Burst-NISI est basé sur des mesures à haute fréquence du niveau de puissance du bruit ambiant et des interférences autour d'un nœud donné. Le système Sample-NISI échantillonne sporadiquement le niveau de puissance du bruit ambiant et des interférences lorsque la radio fonctionne selon un ratio d'activité cyclique. En utilisant une plateforme expérimentale à grande échelle, nous montrons que nos approches d'estimation du taux d'erreur sur les paquets sont précis pour toute longueur de paquet et pour divers sites d'expérimentation avec différents paramètres, et la prédiction est à moins de 10 points de pourcentage de la valeur PER mesurée a posteriori.
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Dates et versions

hal-02934343 , version 1 (09-09-2020)

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Citer

Henry-Joseph Audéoud, Martin Heusse, Andrzej Duda. Single Reception Estimation of Wireless Link Quality. PIMRC'20, Aug 2020, London, United Kingdom. ⟨10.1109/PIMRC48278.2020.9217162⟩. ⟨hal-02934343⟩
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