한국인터넷방송통신학회논문지 (The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication)

  • 제9권6호
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  • Pages.75-87
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  • 2009
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  • 2289-0238(pISSN)
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  • 2289-0246(eISSN)
한국인터넷방송통신학회 (The Institute of Internet, Broadcasting and Communication)
권호 표지

메쉬네트워크 환경에서 TDMA기반 MAC 프로토콜의 QoS를 지원하기 위한 프레임 관리기법

Frame Management Method to Support QoS of MAC Protocol Based TDMA in Mesh Network Environment

  • 장인용 (한국디지털위성방송/순천향대학교) ;
  • 이선영 (순천향대학교 정보보호학과)
  • 투고 : 2009.11.17
  • 발행 : 2009.12.30
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초록

무선메쉬네트워크환경에서 기존의 MAC 프로토콜이 QoS를 지원하기는 매우 힘들다. DCF는 QoS를 지원할 수 없으며, EDCA는 경쟁기반 채널접근방식을 사용하지만 무선메쉬환경에서는 제대로 된 성능을 제공하지 못한다. 본 논문은 무선메쉬네트워크를 지원하는 MAC 프로토콜인 Multi-Media DCF(MMDCF)를 이용한 프레임 관리 기법을 통해 QoS를 지원하는 방법을 제안한다. MMDCF에서는 TDMA기반 MAC 프로토콜로 TDMA frame안의 ACH phase을 이용해서 중요도에 따른 선택 및 그룹화를 이용한 삭제 방법을 이용한 경쟁적 채널 접근방법을 제공한다. ACH 방식의 우선순위화된(Prioritized) Phase의 slot(PP)개수 m과 Fair Elimination Phase(FEP)의 slot개수 n은 경쟁 수준을 결정함과 동시에 하나의 Mobile Point가 경쟁에서 선택될 확률을 높여주는 역할을 한다. 강제적인 TDMA frame의 해제를 통해서 QoS 요구사항을 충족시킬 수 있는 방법도 제공한다. 실험결과 다수의 멀티미디어 스트림 환경에서 MMDCF는 EDCA보다 QoS의 요구사항을 만족시키면서 전체적인 채널의 효율성에서도 좋은 성능을 제공하였다.

It is difficult to support QoS service in existing MAC Protocols in Wireless Mesh Network environments. while DCF can not support QoS, EDCA is operated with prioritized channel access method but can not give full performance. This thesis proposes frame management method to support QoS in Multi-Media DCF(MMDCF) MAC Protocol working in wireless mesh network. MMDCF uses ACH phase in TDMA frame to perform selection and elimination. Prioritized phases's count m and Fair Elimination phases's count n determine contention level and make string probability to only one win the contention. Forced TDMA Frame release method can support QoS requirements. MMDCF results good performance and good channel efficiency to support QoS requirements better than EDCA in multimedia stream environments.

키워드

참고문헌

  1. R. Bruno, M. Conti, and E. Gregori, ''Mesh Networks: Commodity Multihop Ad Hoc Networks," IEEE Communication Magazine, vol. 43, no. 3, pp. 123-131, 2005.3 https://doi.org/10.1109/MCOM.2005.1404606
  2. IEEE Std 802.11-1999(Reaff 2003), "Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications," 1999.
  3. 정영식, 김유진, 허재두, "IEEE 802.11e 무선 MAC 기술 및 표준화 동향", 전자통신동향분석 22권 4호(통권 106), pp.156, 2007.08
  4. IEEE Std 802.11e, "Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer Specifications: Amendment 8: Medium Access Control(MAC) Quality of Service Enhancements," 2005.
  5. M. Steppler, "Performance analysis of communication systems formally specified in SDL", In Proc. 1st International Workshop on Software and Performance 1998, 1998.8
  6. IEEE 802.11a Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHZ Band. New York, 1999.9
  7. VINT Group, UCB/LBNL/VINT Network Simulator ns (Version 2), http://www.isi.edu/nsnam/ns/.
  8. D.B. Johnson, D.A. Maltz, Y.-C. Hu, "The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks (DSR)", IETF Internet-Draft: work in progress, 2004.7
  9. P. T. Brady, "A Model for Generating On-Off Speech Patterns in Two-way Conservation", Bell System Technology Journal, vol. 48, pp. 2445-72, 1969.9 https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1969.tb01181.x
  10. K. Sanzgiri, B. Dahill, B.N. Levine, C. Shields, E.M. Belding-Royer, "A secure protocol for ad hoc networks", IEEE International Conference on Network Protocols (ICNP), 2002, pp. 78-87.
  11. D. D. Vleeschauwer, J. Janssen, "Voice Performance over Packet-Based Networks", Alcatel white paper, 2002
  12. B. Maglaris, D. Anastasiou, P. Sen, G. Kalsson and J. D. Robbins, "Performance models of statistical multiplexing in packet video communication", IEEE Transactions on Communication, Vol. 36, pp. 834-843, 1988. https://doi.org/10.1109/26.2812
  13. F. A Tobagi and L. Kleinrock, "Packet switching in radio channels: part II - the hidden terminal problem in carrier sense multiple-access and the busy-tone solution", IEEE Transactions on Communication, Vol. COM-23, pp. 1417-1433, 1975.12
  14. A. Grilo, M. Nunes, "Link adaptation and transmit power control for unitcast and multicast in IEEE 802.11a/h/e WLANs", IEEE International Conferences on Local Computer Networks, 2003, pp. 334-345.
  15. G. Bianchi, "Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 18, pp. 535-547, 2000.4 https://doi.org/10.1109/49.840210