The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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A Model-based Rate Separation Algorithm Using Multiple Channels in Multi-Radio Ad Hoc Networks

멀티 라디오 애드혹 네트워크에서의 멀티 채널을 이용한 모델 기반 레이트 분할 알고리즘

  • 김석형 (포항공과대학교 컴퓨터공학과 모바일 네트워킹 연구실) ;
  • 김동욱 (포항공과대학교 컴퓨터공학과 모바일 네트워킹 연구실) ;
  • 서영주 (포항공과대학교 정보전자융합공학부) ;
  • 권동희 (SK 텔레콤)
  • Received : 2010.09.13
  • Accepted : 2010.12.30
  • Published : 2011.01.31
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Abstract

IEEE 802.11 PHY and MAC layer provide multiple channels and data rates. To improve the performance of IEEE 802.11 multi-radio ad hoc networks, it is required to utilize available channels and data rates efficiently. However, in IEEE 802.11 multi-rate networks, the rate anomaly (RA) problem occurs that the network performance is severely degraded as low-rate links affect high-rate links. Hence, in this paper, we propose a model-based rate separation (MRS) algorithm that uses multiple channels to separate different data rate links so that the RA problem is mitigated. MRS algorithm utilizes an existing throughput model that estimates the throughput of IEEE 802.11 single-hop networks to separate low-rate links and high-rate links. Through simulations, we demonstrate that the MRS algorithm shows improved network performance compared with existing algorithms in multi-radio ad hoc networks.

IEEE 802.11 물리 (Physical) 계층과 MAC (Medium Access Control) 계층은 다수의 채널과 데이터 레이트를 제공한다. IEEE 802.11 멀티 라디오 애드혹 네트워크의 성능을 향상 시키기 위해서는 가용한 채널과 데이터 레이트를 효율적으로 할당해야 한다. 하지만 IEEE 802.11 멀티 레이트 네트워크에서는 낮은 레이트 링크가 높은 레이트 링크에 영향을 미쳐서 네트워크 성능을 심각히 저하시키는 문제인, RA (Rate Anomaly)가 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 다른 데이터 레이트를 사용하는 링크들을 멀티 채널로 분할시킴으로써 이러한 RA문제를 완화하는 모델 기반 레이트 분할 (Model-based Rate Separation, MRS) 알고리즘을 제안한다. MRS 알고리즘은 IEEE 802.11 싱글 홉 (single-hop) 네트워크의 성능을 측정하는 기존의 성능 모델을 활용하여 낮은 레이트 링크와 높은 레이트 링크를 분산시킨다. 시뮬레이션을 통해 멀티 라디오 애드혹 네트워크에서 MRS 알고리즘이 기존 알고리즘들에 비해 향상된 네트워크 성능을 나타냄을 확인하였다.

Keywords

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