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

  • 제38B권8호
  • /
  • Pages.679-686
  • /
  • 2013
  • /
  • 1226-4717(pISSN)
  • /
  • 2287-3880(eISSN)
한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

시분할 방법에 의한 IEEE 802.11 전력관리 메커니즘의 성능향상

Enhancing IEEE 802.11 Power Saving Mechanism (PSM) with a Time Slotted Scheme

  • ;
  • 이승형 (광운대학교 전자융합공학과 무선네트워크 연구실)
  • 투고 : 2013.06.14
  • 심사 : 2013.08.05
  • 발행 : 2013.08.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

데이터전송 증가에 따라 제한적인 배터리를 사용하는 모바일 단말에서 효율적으로 전력을 사용하는 것은 중요하게 여겨지고 있다. 802.11 표준에 있는 Power Saving Mechanism (PSM)은 부하가 많은 네트워크에서 적합하지 않다. AP(Access Point)는 버퍼링된 프레임을 PS (Power Saving) 단말들에게 즉시 보낼 수 없어서 단말들이 깨어 있는 모드를 계속 유지함으로써 전력을 낭비하게 된다. 또한, PS단말들이 하나의 데이터 프레임을 받기 위해 AP에게 하나의 PS-POLL프레임을 전송하는 방식은 효율적이지 않다. 본 논문에서는 802.11 PSM의 성능을 향상하기 위해 PS단말들이 AP에게 데이터 받을 시간을 미리 예약하는 시분할 메커니즘을 제안한다. 제안된 메커니즘은 충돌가능성을 감소시킬 수 있으며 채널사용 효율을 높일 수 있다. 분석결과 및 시뮬레이션 결과로부터, 제안된 시분할 메커니즘은 전체 네트워크의 전력소비가 효과적으로 감소되며, PSM의 성능을 개선시킨다.

Power efficiency becomes more important in wireless LANs as the mobile stations send more data with limited batteries. It has been known that the IEEE 802.11 PSM is not efficient in high load networks: AP cannot deliver buffered packets to a PS station immediately and it can lead the station to stay in active state quite long and result in energy waste. Moreover, it is inefficient that only one data frame is retrieved by a PS-POLL frame. In this paper, we propose a time slotted scheme to enhance the PSM, in which a mobile station can reserve time slots to receive data frames. Our mechanism can reduce collisions by reservation and decrease the channel occupancy by transmitting multiple data frames via one PS-POLL. The analytic model and simulation results show that proposed scheme reduces power consumption significantly and enhances the performance of PSM.

키워드

참고문헌

  1. IEEE, IEEE Standard for Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, IEEE 802.11 standard, Sep. 1999.
  2. Y. He, R. Yuan, X. Ma, J. Li, and C. Wang, "Scheduled PSM for minimizing energy in wireless LANs," in Proc. IEEE Int. Conf. Network Protocols (ICNP 2007), pp. 154-163, Beijing, China, Oct. 2007.
  3. Y.-H. Zhu and V. C. M. Leung, "Efficient power management for infrastructure IEEE 802.11 WLANs," IEEE Trans. on Wireless Commun., vol. 9, no. 7, pp. 2196-2205, July 2010. https://doi.org/10.1109/TWC.2010.07.081493
  4. Y. He and R. Yuan, "A novel scheduled power saving mechanism for 802.11 wireless LANs," IEEE Trans. Mobile Computing, vol. 8, no. 10, pp. 1368-1383, Oct. 2009. https://doi.org/10.1109/TMC.2009.53
  5. S.-D. Park and Y.-J. Suh, "An enhanced IEEE 802.11 PSM on Wi-Fi enabled mobile devices," in Proc. KICS Winter Conf. 2013, pp. 221-222, Yongpyeong, Korea, Jan. 2013.
  6. S.-L. Wu and S.-C. Chen, "An energy-efficient MAC protocol with downlink traffic scheduling strategy in IEEE 802.11 infrastructure WLANs." J. Syst. Software, vol. 84, no. 6, pp. 1022-1031, Feb. 2011. https://doi.org/10.1016/j.jss.2011.01.050
  7. E.-S. Jung and N. H. Vaidya, "An energy efficient MAC protocol for wireless LANs," in Proc. IEEE 21st Annu. Joint Conf. Comput. Commun. Soc. (INFOCOM 2002), vol. 3, pp. 1765-1764, New York, U.S.A., June 2002.
  8. G. Anastasi, M. Conti, E. Gregori, and A. Passarella, "Saving energy in Wi-Fi hotspots through 802.11 PSM: an analytical model," Wireless Networks, vol. 14, no. 6, pp. 745-768, Dec. 2008. https://doi.org/10.1007/s11276-006-0010-9
  9. J. Lee, C. Rosenberg, and E. K. P. Chong, "Energy efficient schedulers in wireless networks: design and optimization," Mobile Networks and Applications, vol. 11, no. 3, pp. 377-389, June 2006. https://doi.org/10.1007/s11036-006-5190-0
  10. S.-W. Kwon, D.-H Cho, "Efficient power management scheme considering inter-user QoS in wireless LAN," in Proc. IEEE Veh. Technol. Conf. (VTC-2006 Fall), pp. 1-5, Montreal, Canada, Sep. 2006.