Modifications of DCF Scheme to Alleviate Jitter Property in WLANs

무선 랜의 지터 성능 개선을 위한 DCF 개선 방안

Almost literature has so far proposed the modifications to IEEE 802.11 DCF MAC protocol to improve system throughput and average delay. Jitter(variance in packet delays) is, however, considered as an important QoS parameter for real-time streaming service which is popularized increasingly. Unfortunately, legacy access protocol for WLAN can't support the jitter. This paper proposes two schemes modifying the DCF MAC protocol to reduce the average value of jitter for multimedia frames arrived at received nodes. The one scheme, referred to as DCW-DCF(Decreasing Contention Window-DCF), reduces CW(Contention Window) size by half whenever a transmitted frame collided against other frames and back-off happens. Also, it increase initial CW size according as the link utilization and the collision probability increase. The other scheme, referred to as D-DIFS(Differential-DIFS), assigns different values to DIFS. That is, the DIFS interval is deceased as the number of back-off for a frame increases. In this paper, the two schemes are evaluated through simulation using ns2 and simulation results show that the proposed schemes are effective for improving the jitter property of standard WLAN.

지금까지 많은 연구들에서는 IEEE 802.11 무선랜의 처리량(Throughput)과 평균 지연 특성을 개선시킬 목적으로 DCF MAC 프로토콜에 대한 수정을 제안해왔다. 그러나 최근 점차 대중화되고 있는 실시간 스트리밍 서비스를 위한 핵심적인 품질평가 파라미터로서 지터(지연의 변화율)가 중요하게 고려되고 있다. 불행하게도 무선 랜에서 사용되는 기존 매체 접근 프로토콜은 지터를 조절하도록 설계되어있지 않다. 따라서 본 논문에서는 수신측에 도달하는 멀티미디어 프레임들의 평균지터를 줄일 수 있도록 하기 위해서 DCF MAC 프로토콜을 개선한 두 가지 방법을 제안한다. 그중 한 방식은 프레임 충돌이 발생한 후 백오프 시마다 CW(충돌윈도우) 크기를 절반씩 줄이는 한편 링크 사용률과 충돌발생 확률이 증가함에 따라서 CW 크기를 증가시키는 DCW-DCF 방식이다. 다른 한 방식은 백오프 단계가 증가함에 따라서 DIFS 시간을 줄이도록 하는 D-DIFS 방식이다. 마지막으로 논문에서는 ns2 시뮬레이터를 이용한 평가결과 제안하는 두 가지 방식은 무선랜의 지터특성을 효과적으로 개선시킬 수 있음을 확인한다.