QoS-oriented media access control using reinforcement learning for next-generation WLANs

计算机科学 服务质量 计算机网络 强化学习 吞吐量 随机存取 电信线路 无线网络 媒体访问控制 正交频分多址 频道(广播) 传输(电信) 访问控制 接入网 无线 分布式计算 正交频分复用 电信 人工智能
作者
Jianjun Lei,Lu Li,Ying Wang
出处
期刊:Computer Networks [Elsevier BV]
卷期号:219: 109426-109426 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.comnet.2022.109426
摘要

Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) is introduced in IEEE 802.11ax to satisfy massive transmission demands. However, the uplink OFDMA-based random access (UORA) mechanism provides poor quality of service (QoS), and restricts channel utilization efficiency, especially in the dynamic network environment. To solve these issues, in this study, the transmission period is decoupled into a contention stage and a transmission stage, and an intelligent media access control (MAC) algorithm with QoS-guaranteed for next-generation wireless local area networks (WLANs) is presented. Specifically, we consider stochastic and various traffic in time-varying wireless communication conditions and propose two contention window (CW) optimization mechanisms based on Q-learning (QL) and a deep Q-network (DQN) (referred to as QL-MAC and DQN-MAC) for static and dynamic network scenarios, respectively. Meanwhile, the access point (AP) acts as the reinforcement learning (RL) agent and centrally optimizes the CW for all stations to eventually maximize the system throughput. Furthermore, we provide the QoS-guaranteed channel access mechanism for different priority data traffic, in which high-priority traffic can obtain more channel access opportunities in the uplink contention stage. Simulation results demonstrate that the proposed algorithms can significantly improve the network performance in terms of convergence, throughput, delay, and fairness compared to the adaptive grouping-based two-stage mechanism (BTM) and double random access QoS-oriented OFDMA MAC (DRA-OFDMA) algorithm in various scenarios.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
学术渣渣完成签到,获得积分10
1秒前
张123发布了新的文献求助10
1秒前
痣安君完成签到,获得积分10
1秒前
远方完成签到,获得积分10
1秒前
珍珠爸爸完成签到,获得积分10
2秒前
真找不到发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
LEESO发布了新的文献求助30
3秒前
D&L完成签到,获得积分10
3秒前
独角兽发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Ashan发布了新的文献求助10
4秒前
8R60d8应助勤恳寄容采纳,获得10
4秒前
5秒前
生动幻儿完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
科研通AI6.4应助余晨静采纳,获得10
5秒前
真找不到完成签到,获得积分10
6秒前
LiJing666发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Firm发布了新的文献求助10
8秒前
星辰大海应助unjuanable采纳,获得10
8秒前
8秒前
汉堡包应助kokp采纳,获得10
8秒前
七听发布了新的文献求助30
9秒前
生动幻儿发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.2应助sun采纳,获得10
9秒前
12345应助shlll采纳,获得10
9秒前
田国兵发布了新的文献求助10
11秒前
英俊的铭应助Ashan采纳,获得10
12秒前
12秒前
认真的若山完成签到,获得积分10
12秒前
田国兵完成签到,获得积分10
16秒前
余晨静完成签到,获得积分20
16秒前
烟花应助小饼干1029采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
生动的冥幽完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7704683
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9262641
关于积分的说明 20038630
捐赠科研通 7280315
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3295012
关于科研通互助平台的介绍 2450175
邀请新用户注册赠送积分活动 2301836