TCP NJ+: Packet Loss Differentiated Transmission Mechanism Robust to High BER Environments

TCP NJ+ : 높은 BER에 강인한 패킷 손실 원인별 처리기반 전송방식

Transmission mechanisms that include an available bandwidth estimation algorithm and a packet loss differentiation scheme, in general, exhibit higher TCP performance in wireless networks. TCP New Jersey, known as the best existing scheme in terms of goodput, improves wireless TCP performance using the available bandwidth estimation at the sender and the congestion warning at intermediate routers. Although TCP New Jersey achieves 17% and 85% improvements in goodput over TCP Westwood and TCP Reno, respectively, we further improve TCP New Jersey by exploring improved available bandwidth estimation, retransmission timeout, and recovery mechanisms. Hence, we propose TCP New Jersey PLUS (shortly TCP NJ+), showing that under 1% packet loss rate, it outperforms 3% by TCP New Jersey and 5% by TCP Wes1wood. In 5% packet loss rate, a characteristic of high bit-error-rate wireless network, it outperforms other TCP variants by 19% to 104% in terms of goodput even when the network is in bi-directional congestion.

무선 네트워크에서 네트워크 혼잡과 bit-error-rate(BER)에 의한 패킷 손실을 구분하는 기법과 현재 가용 대역폭을 예측하여 전송량을 조절하는 기법은 무선 TCP의 성능을 크게 향상시킨다. 네트워크 혼잡과 BER에 의한 패킷 손실을 명시적으로 구분하는 TCP New Jersey는 현재까지 제안된 무선 TCP 기법 중 가장 높은 성능을 보이지만 무선 링크 에러율이 높아지면 전송률이 크게 떨어지는 문제와 가용 대역폭 예측 알고리즘이 백그라운드 트래픽 패턴에 의존적인 문제가 있다. 또한 패킷 손실을 감지하여 패킷 손실의 원인을 판별하는 기법으로 원인을 구분하여 감소된 전송량을 회복하는 기법이 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 TCP New Jersey의 문제점을 보완한 TCP NJ+를 제안한다. TCP NJ+는 향상된 전송량 회복 기법으로 BER에 의한 일반적인 패킷 손실뿐만 아니라 retransmission timeout이 발생하여도 보다 높은 전송률을 보장한다. 제안된 TCP NJ+는 NS-2 네트워크 시뮬레이터를 이용하여 성능평가 한 결과 5%의 높은 무선 링크 에러율을 갖는 네트워크에서는 TCP New Jersey에 비해 19%, TCP Westwood에 비해 57%의 성능향상을 보인다.