An AutoRate Fallback (ARF) scheme has been widely used as rate adaptation in commercial wireless local-area network (WLAN) products. The ARF scheme is a heuristic rate adaptation scheme to select the data transmission rate by keeping track of previous trans-mission states from one timer and two counters. If two consecutive frame transmissions fail, the transmission rate is reduced to a lower rate. If either ten consecutive frame transmissions are successful or the timer expires, the transmission rate is increased to a higher rate. The timer is reset when the transmission rate is changed and then is restarted. The ARF scheme is simple and applicable regardless of access mechanisms. However, it can not react quickly in a fast time-varying wireless channel environment. In this thesis, we propose an analytical model for the ARF scheme based on a 2-dimensional discrete time Markov chain (DTMC) model. The proposed analytical model provides a generic form by considering the consecutive success limit, the consecutive failure limit, the transmission rate set, and the retry limit. Based on the proposed analytical model, we analyze and evaluate the performance of the IEEE 802.11a DCF WLAN system using the ARF scheme in terms of goodput, average transmission delay, average retransmission trial, and drop rate.
ARF (AutoRate Fallback) 기법은 현재 상용 무선랜 시스템에 가장 많이 사용되고 있는 전송률 적응 기법으로 하나의 타이머와 두개의 계수기를 토대로 이전 전송에 대한 성공 여부를 추적하여 전송률을 선택하는 귀납적인 방식이다. 만약 프레임 전송이 연속으로 2번 실패하면 전송률을 내리고, 연속으로 10번 성공하면 전송률을 올린다. 그리고 타이머에 지정된 시간이 지났을 경우 전송률을 올린다. 타이머는 전송률을 올리거나 내리면 리셋 후, 다시 동작한다. 이 기법은 간단하며 전송 방식에 관계없이 적용 가능한 장점이 있다. 하지만 채널의 변동이 심한 경우 빠르게 반응할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 2차 DTMC (Discrete Time Markov Chain) 모형을 토대로 ARF 기법의 해석적 모델을 제안한다. ARF 기법의 모형은 전송률 증가를 위한 연속 성공 임계값, 전송률 감소를 위한 연속 실패 임계값, 시스템에서 제공하는 전송률 집합, 그리고 재전송 제한값을 입력 파라메터로 갖는 일반적인 모형으로 설계되었다. 그리고 제안된 모형을 토대로 ARF 기법을 적용한 IEEE 802.11a DCF 무선랜 시스템의 성능을 분석하고 평가한다. 시스템의 성능으로는 goodput, 평균 지연 시간, 평균 재전송 횟수, 그리고 손실률을 고려한다.
