Signals and Communication Technology For further volumes

5.1 Link Adaptation 
169
a channel model is required to deliver the required information. In our scenario,
the coherence bandwidth is large compared to the carrier spacing. Furthermore,
we assume precise channel estimation due to the pilot carriers and synchronization
sequences in WLAN. Therefore, it will be sufficient to know the amplitude transfer
function of typical transmission channels in home environments. Indoor transmission
has been analyzed in many publications. However, most of these channel measure-
ments relate to office environments. Therefore, a large number of channel transfer
function measurements in typical homes have been carried out within the scope of
this analysis [2]. Figure 5.3 gives examples of typical transfer functions. These have
been measured using a channel sounder which provided a radio signal of 100 MHz
bandwidth. Measurements have been taken for the ISM bands at 2.4 GHz and
5.75 GHz. One WLAN channel covers a portion of 20 MHz of these bands. The
results of the measurements will be used within the following chapters.
5.1.3 Adaptation of Physical Link Parameters
Assuming the basic parameter set of IEEE 802.11a/g, the options for link adaptation
on the physical layer are discussed in the following. We start the discussion for one
single link, thus neglecting aspects of cross-layer optimization and interference with
competing transmissions for the moment. If channel bandwidth, duration of guard
interval, number of carriers, and carrier spacing are fixed according to the standard,
link adaptation in the physical layer means individual, dynamic selection of the
following parameters:
1. transmission channel (within the number of available channels)
2. total transmit power
3. modulation and coding scheme (and thus the physical data rate)
4. transmit power/modulation per carrier
Some of these options can be used within the boundaries of existing standards,
others require extensions.
1. Dynamic Frequency Selection
In off-the-shelf WLAN products, the transmission frequency is selected once
(e.g., by default parameters coming with the product or during setup proce-
dure by manual selection). A dynamic selection of the transmission frequency,
adapted to the transmission environment, can improve the system performance
significantly. Selecting a channel with an advantageous transmission function
(low attenuation) allows the maximization of received power and thus SNR. In
a network with high node density, the amount of competing transmissions in
the radio channels has to be taken into consideration, too. By measuring the
occupation of the channel, a second criterion for the dynamic selection of the
channel is given. Let us first consider the transmission function. Generally, the
potential for improvements depends on the scenario. In a home environment,

170 
5 System Level Aspects for Multiple Cell Scenarios
the transmission function of the wireless channel remains nearly constant, if
there are no movements of persons or furniture. Long term measurements
of habitations have shown that the transmission function of the channel is
influenced significantly by persons moving around. However, in many mea-
surements the best channel remains the optimum choice even when habitants
changed their position. Even if adaptation to the best transmission frequency
is required, this can be organized with limited communication overhead, be-
cause changes happen comparably slow. The evaluation of a large number
of measured transmission channels has shown the potential of a dynamic fre-
quency selection in our use case. Measurements have been carried out for a
bandwidth of 100 MHz (2.4 - 2.5 GHz), thus covering the complete ISM band.
A WLAN channel can be characterized by a portion of 20 MHz within this
band. The 13 WLAN channels specified for Europe have carrier frequencies of
2.412 - 2.472 GHz with a 5 MHz distance. Therefore, the available channels
overlap. Calculating the average received power of these specified channels and
comparing it for the different possible choices, and evaluating this figure for
a large number of measurements, a statistical measure for improvements in a
single link can be given. The frequency selection gain illustrated in Fig. 5.4 is
specified as the difference of the received average power between the worst and
the best channel. In the 2.4 GHz band this gain is up to 20 dB. Furthermore, it
turns out that in 50% of all cases this gain is at least 5.4 dB for a line-of-sight
(LOS) transmission and 7.2 dB for a non-line-of-sight (NLOS) transmission.

tải về 7.55 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: