Journal of KIISE:Computer Systems and Theory (한국정보과학회논문지:시스템및이론)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
권호 표지

A New Energy Saving Transport Protocol in Wireless Environments

무선 환경에서 새로운 에너지 절약형 전송 프로토콜

  • Published : 2005.12.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Mobile portable devices for wireless network solely depend on a limited battery power. Therefore, we need to design for wireless communication protocols with an energy efficiency. TCP-Westwood is one of the most important approaches on TCP performance improvement in wireless environments that estimates the available bandwidth by using the sampling mechanism. The advantage is that data can be transmitted efficiently using the estimation of available bandwidth. However, when the sender with TCP-Westwood is in a wireless environment, it does not consider of the sampling mechanism operation. In this thesis, a new energy saving transport protocol, called E2TP(Energy Efficient Transport Protocol), is proposed to solve problems which occur when the sender with TCP-Westwood is in a wireless environment. Also, when there are packet loss while doing frequent link error in a wireless environment, E2TP provides the instantaneous segment size adjustment for a more efficient data retransmission. The simulation result proves that the proposed E2TP has better performance in energy efficiency and throughput than both TCP and TCP-Westwood.

무선 네트워크는 한정된 배터리 전원에 의존하는 이동 휴대 기기를 사용하기 때문에 무선 통신 프로토콜을 설계하는데 있어서 에너지 효율에 대한 고려가 필요하게 되었다. 무선 환경에서 대표적인 TCP 성능 향상 연구 중에 하나인 TCP-Westwood는 ACK를 이용한 샘플링 기법으로 가용 대역폭을 측정한다. 측정한 가용 대역폭을 이용해서 효과적인 데이타 전송을 할 수 있다는 장점을 갖는 반면에, TCP-Westwood 송신단이 무선 구간에 있을 경우에 대한 고려가 미흡하다. 본 논문에서는 TCP-Westwood의 송신단이 무선 구간에 있을 경우에 발생하는 문제점을 보완하기 위해서 새로운 전송 프로토콜인 E2TP(Energy Efficient Transport Protocol)를 제안한다. 제안한 E2TP는 패킷 손실이 발생할 경우에는 일시적인 전송 단위 조절을 이용한 재전송 방법을 사용하여 보다 효과적인 데이타 전송을 수행한다. E2TP의 성능을 검증하기 위한 실험 결과, E2TP가 전송률 및 에너지 효율 측면에서 TCP와 TCP-Westwood보다 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 이문규, 김도우, 전성익, '이동통신과 무선 인터넷의 연동 시장 동향 및 전망', ETRI 전자통신 동향분석 통권 85호 제19권 제1호, pp. 60-66, 2004년 2월
  2. H. Balakrishnan, V. N. Padrnanabhan, S. Seshan, R H. Katz, 'A Comparison of Mechanisms for Improving TCP performance over Wireless Links,' IEEE/ACM Transactions on Networking, Dec. 1997 https://doi.org/10.1109/90.650137
  3. V. Tsaoussidis and I. Matta, 'Open Issues on TCP for Mobile Computing,' The Journal of Wireless Communications and Mobile Computing, Vol. 2, No.1, pp. 3-20, February 2002 https://doi.org/10.1002/wcm.30
  4. C. Jone, K. M. Sivalingam, P. Agrawal and J. C. Chen, 'A Survey of Energy Efficient Network Protocols for Wireless Networks,' ACM/Baltzer Journal on Wireless Networks, Vol. 7, No.4, pp. 343-358, July 2001 https://doi.org/10.1023/A:1016627727877
  5. C. Casetti, M. Gerla, S. Mascolo, M. Y. Sanadidi, and H. Wang, 'TCP westwood: Bandwidth estimation for enhanced transport over wireless links,' in Proc. ACM MOBICOM 2001 https://doi.org/10.1145/381677.381704
  6. A. Bakre and B. R Badrinath, 'I-TCP: Indirect TCP for Mobile Hosts,' In Proc. 15th International Conf on Distributed Computing Systems (ICDCS), May 1995 https://doi.org/10.1109/ICDCS.1995.500012
  7. H. Balakrishnan, S. Seshan, and R.H. Katz, 'Improving Reliable Transport and Handoff Performance in Cellular Wireless Networks,' ACM Wireless Networks, 1(4), Dec. 1995 https://doi.org/10.1007/BF01985757
  8. K. Park, S. Park and D. Park, 'Enhancing TCP Performance over Wireless Network with Variable Segment Size,' The Journal of Communication and Networks, Vol. 4, No.2, pp. 108-117, June 2002 https://doi.org/10.1109/JCN.2002.6596893
  9. W. Lilakiastakun and A. Seneviratne, 'Enhancing TCP Energy Efficiency for Mobile Hosts,' ICON'02, pp. 235-239, August 2002 https://doi.org/10.1109/ICON.2002.1033317
  10. B. Bums and J. P. Ebert, 'Power Consumption, Throughput and Packet Error Measurement of IEEE 802.11 WLAN Interface,' Technical University Berlin Telecommunication Networks Group Technical Report, August 2001
  11. The Network Simulator ns-2, http://www.isi.edu/nanam/ns/