A Study on Wireless Home Network Platform for End-to-End Seamless Connection and TCP Performance Improvement

종단간 끊김없는 연결과 TCP 성능의 향상을 위한 무선 홈네트워크 플랫폼에 관한 연구

A wireless access point is used for all communications in the infrastructure mode wireless home networking, including communication between mobile nodes in the same service area. When a mobile station in the infrastructure mode wireless home networking moves into a dead zone, the communication between the mobile station and the access point is disconnected. To solve this problem, the existing wireless home network platforms focus on the ad hoc mode wireless home networking. However, the performance of an ad hoc network is poorly decreased when the number of mobile participating in the ad hoc network increases. In addition, although the ad hoc routing technique is necessary to support seamless communication of mobile nodes, the existing routing protocols, such as AODV and DSR, do not consider that a wireless channel state could affect performance significantly. Therefore, we propose a wireless home networking platform based on the ESCOD (End-to-end Seamless multi-hop COnnection based on Dual network mode) technique incorporating the VLR (Virtual Link Routing) scheme that supports end-to-end seamless connections. Extensive experiments show that the proposed wireless home networking platform incorporating the VLR scheme outperforms wireless home networking platforms based on the AODV and the DSR routing protocols respectively in terms of low packet transmission failure rate, fast packet transmission time, high TCP performance, and a wider coverage area of wireless home networks.

인프라스트럭처 모드 기반의 무선랜(Wireless Local Area Networks)을 사용하는 무선 홈네트워크에서는 모든 무선 단말간의 통신이 액세스포인트를 통하여 이루어진다. 따라서 무선 단말이 음영 지역(Dead Zone)으로 이동하면 이동한 무선 단말과 액세스포인트간의 통신이 불가능하여 끊김없는 연결(Seamless Connection)을 제공하지 못하는 문제점이 있다. 기존의 무선 홈네트워크 플랫폼에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 애드 혹 모드로 동작하는 무선 홈네트워크 구조에 대하여 연구하고 있지만, 애드 혹 모드 기반의 무선랜은 인프라스트럭처 모드 기반 무선랜에 비하여 네트워크 용량이 제한되는 문제가 있다. 그리고 무선 단말의 이동성을 지원하기 위해서는 애드 혹 라우팅 기법이 필요하다. 그러나 기존의 AODV 및 DSR 라우팅 기법은 무선 채널 정보를 참조하지 않고 네트워크 계층에서 독립적으로 라우팅을 수행하기 때문에 무선 채널의 상황에 빠르게 대처할 수 없어 끊김없는 연결을 제공할 수 없다. 이에 본 논문에서는 종단간 끊김없는 데이터전송을 보장하기 위한 ESCOD(End-to-end Seamless multi-hop COnnection based on Dual network mode) 기반의 무선 홈네트워크 플랫폼과 VLR(Virtual Link Routing) 기법을 제안하였다. 구현된 시스템의 성능을 평가한 결과, VLR을 탑재한 ESCOD 기반의 무선 홈네트워크 플랫폼은 기존의 AODV 및 DSR 라우팅 보다 낮은 패킷 전송의 실패율과 빠른 패킷의 평균 전송시간을 제공함과 동시에 기존 인프라스트럭처 모드만을 제공하는 무선 홈네트워크 플랫폼보다 넓은 통신 범위와 향상된 TCP 성능을 확인하였다.