Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
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Design and Performance Analysis of RSRR Scheduling Algorithm for Enhancing Performance of IEEE 802.11s MCCA

IEEE 802.11s MCCA 의 성능 향상을 위한 RSRR 스케쥴링 알고리즘 설계 및 성능 분석

  • Kim, Bong Gyu (Agency for Defense Development) ;
  • Jung, Whoi Jin (Dept. of Info. Comm. Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lee, Jae Yong (Dept. of Info. Comm. Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kim, Byung Chul (Dept. of Info. Comm. Engineering, Chungnam National University)
  • 김봉규 (국방과학연구소) ;
  • 정회진 (충남대학교 정보통신공학과) ;
  • 이재용 (충남대학교 정보통신공학과) ;
  • 김병철 (충남대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2013.11.22
  • Published : 2014.03.25
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Abstract

As a standard of WMNs, IEEE 802.11s supports two kinds of MAC algorithm: a mandatory EDCA used by IEEE 802.11e and an optional MCCA. While EDCA classifies traffic according to four Access Categories (AC) and offer differentiated service using a classified priority, MCCA can guarantee the specific bandwidth of users with a TDMA-style bandwidth reservation scheme between mesh routers. In case that a flow is VBR traffic of a multimedia application, MCCA has disadvantage that the reserved bandwidth does not be used entirely, though it guarantees required bandwidth of users and fairness using bandwidth reservation with neighbors' node. In this paper, we showed a problem that is wastes the reserved bandwidth when MCCA is enabled and proposed a new scheduling algorithm to prevent waste of bandwidth and to improve network utilization effectively, named Resource Sharing Round Robin (RSRR) scheduling. Finally we showed simulation results that performance of a proposed RSRR is better than the legacy MCCA through NS-2 simulation.

무선 메쉬 네트워크의 표준인 IEEE 802.11s의 매체 접근 방식은 IEEE 802.11e에서 사용되던 EDCA를 기본으로 사용하고, 옵션으로 MCCA를 사용한다. EDCA는 각 트래픽을 네 개의 AC 로 구분하여 차별화된 서비스를 제공하는 기술이고, MCCA는 TDMA 기반의 기술로서 무선 메쉬 라우터 간에 무선 채널의 슬롯을 예약하여 플로우의 대역폭을 보장하는 방식이다. 그러나 MCCA는 이웃 노드와의 대역폭 예약을 통하여 각 플로우들의 요구대역폭과 공정성을 보장할 수는 있지만, 플로우가 멀티미디어 응용의 VBR 트래픽인 경우 예약된 대역폭을 모두 사용하지 못 하고 낭비되는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 MCCA를 사용하는 경우 대역폭이 낭비되는 문제점을 제시하고 이를 효율적으로 개선하여 네트워크 활용도를 높이는 알고리즘인 RSRR (Resource Sharing Round Robin) 스케쥴링을 제안한다. 제안된 알고리즘의 성능을 분석하기 위하여 NS-2 시뮬레이션을 통하여 기존의 MCCA에서 낭비되던 자원을 효과적으로 사용하여 네트워크 활용도가 향상됨을 보였다.

Keywords

References

  1. I.F. Akyildiz and X. Wang, "A survey on wireless mesh networks," IEEE Communications Magazine, vol. 43, no. 9, Sept. 2005.
  2. S. S. Manvi and P. Venkataram, "Adaptive Bandwidth Reservation Scheme for Multimedia Traffic Using Mobile Agents," Internation Conference on High Speed Networks and Multimedia Communications, 2002.
  3. IEEE Computer Society, IEEE Std. 802.11s-2011: Standard for Local and metropolitan area networks, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications, Amendment 10: Mesh Networking, IEEE Computer Society Std., September 2011.
  4. V. Vishnevsky, A. Lyakhov, A. Safonov and S. Shpilev, "Beaconing for MDA Support in IEEE 802.11s Mesh Networks," IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), 2007.
  5. C. Cicconetti, L. Lenzini and E. Mingozzi, "Scheduling and Dynamic Relocation for IEEE 802.11s Mesh Deterministic Access," IEEE Communications Society Conference on Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks (SECON), 2008.
  6. M. Garetto, T. Salonidis and E. W. Knightly, "Modeling Per-Flow Throughput and Capturing Starvation in CSMA Multi-Hop Wireless Networks," IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 16, No. 4, August 2008.
  7. W. J. Jung, S. H. Min, B. G. Kim, H. S. Choi, J. Y. Lee, and B. C. Kim, "R-HWMP: Reservation -based HWMP supporting end-to-end QoS in Wireless Mesh Networks," in The International Conference on Information Networking 2013 (ICOIN), 2013, pp. 385-390.