A Priority Packet Forwarding for TCP Performance Improvement in Mobile W based Networks with Packet Buffering

To prevent performance degradation of TCP due to packet losses in the smooth handoff by the route optimization extension of Mobile IP protocol, a buffering of packets at a base station is needed. A buffering of packets at a base station recovers those packets dropped during handoff by forwarding buffered packets at the old base station to the mobile user. But, when the mobile user moves to a congested base station in a new foreign subnetwork, those buffered packets forwarded by the old base station are dropped and TCP transmission performance of a mobile user in the congested base station degrades due to increased congestion by those forwarded burst packets. In this paper, considering the general case that a mobile user moves to a congested base station, we propose a Priority Packet Forwarding to improve TCP performance in mobile networks. In the proposed scheme, without modification to Mobile IP protocol, the old base station marks a buffered packet as a priority packet during handoff. And priority queue at the new congested base station schedules the priority packet firstly. Simulation results show that proposed Priority Packet Forwarding can improve TCP transmission performance more than Implicit Priority Packet Forwarding and RED (Random Early Detection) schemes.

모바일 IP 패킷 버퍼링 방식에서 TCP 성능향상을 위한 패킷 포워딩 우선권 보장 방안

모바일 IP 프로토콜에서 핸드오프 동안에 발생하는 패킷 손실 때문에 초래되는 TCP 성능 저하를 방지하기 위해서는 모바일 IP 경로최적화확장의 스무스 핸드오프 방식에서 이전 기지국이 핸드오프 동안 손실되는 패킷들을 버퍼에 저장하고 저장된 패킷들이 이동한 단말에게 전달되어야 한다. 그러나 무선링크가 병목인 일반적인 경우에서 이동단말이 새로운 서브 네트워크의 혼잡한 기지국으로 이동한 경우에는, 이전 기지국이 포워딩하는 패킷들은 손실되고 또한 이전 기지국이 포워딩하는 패킷들의 버스트한 도착 특성으로 인해 심화된 혼잡으로 기지국 내 이동단말 플로들의 TCP 전송 성능이 저하되게 된다. 본 논문에서는 기지국 패킷버퍼링방식이 결합된 스무스 핸드오프 방식으로 이동단말이 새로운 서브네트워크의 혼잡한 기지국으로 이동한 경우, 이동단말 플로들의 TCP 성능을 향상시키기 위해 이전 기지국에서 버퍼링된 패킷들에 대한 포워딩 트래픽 관리 방안으로서 패킷포워딩 우선권보장 방안을 제안하였다. 제안하는 패킷포워딩 우선권보장 방안에서는 모바일 IP 프로토콜의 수정 없이 이전 기지국이 핸드오프 동안 저장한 패킷들을 Priority 패킷으로 표기하고, 혼잡한 새로운 기지국에서는 Priority 패킷들을 Priority 큐로서 우선적으로 스케쥴링한다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 패킷 포워딩 우선권 보장 방안이 RED 방식 및 암시적인 패킷 포워딩 우선권 보장 방안보다 이동단말들의 TCP 전송성능을 향상시킬 수 있음을 보인다.