무선 LAN상에서의 단말들의 기존의 처리율은 기지국과 단말간의 지연을 고려하지 않았으나 본논문에서는 CSMA/CA의 특성에 적합한 전송 지연을 고려할뿐만 아니라 DCF 처리율은 백오프가 발생될 확률과 관련되며 이는 각 단말에서의 충돌에 의한 재전송 확률을 고려하였다. 본 논문에서는 재전송 과정에 최대 백오프를 두어 최대한 패킷 간의 충돌을 방지하기 위함이며 이와 관련된 과정을 마르코프 체인 모델에 적용시켜 전송이 성공적으로 이루어질 확률을 구하고 이를 한 기지국에 대한 단말수별로 BER,Eb/No대 처리율을 속도별로 시뮬레이션하여 OFDM 기반 무선 LAN 환경에서 패킷 처리율이 최대가 되는 단말수,속도,패킷 크기에 따른 이상적인 환경이 아닌 무선 LAN의 최적 요소를 구할 수 있었다.
본 논문에서는 CDMA 슬롯 ALOHA 시스템에서 공정한 패킷 전송을 보장하기 위한 전송 확률 제어 기법을 제안한다. CDMA 슬롯 ALOHA 시스템에서 동일한 슬롯에 전송되는 패킷들은 다원접속 간섭으로 작용하고, 이는 패킷 전송 실패의 주요 요인이 된다. 따라서 최대의 시스템 처리율을 얻기 위하여 동시에 전송되는 패킷의 수를 일정하게 유지시킬 필요가 있다. 제안한 기법에서는 기지국이 망의 부하에 따라 다음 슬롯의 패킷 전송 확률을 계산하여 방송하고, 단말기에서는 수신한 전송 확률을 기반으로 전송을 시도한다. 성능 분석의 결과, 제안한 기법은 각 단말기들이 독립적으로 전송 확률을 계산하여 접속 제어를 하는 기법에 비하여 우수한 처리율 및 평균 지연 시간 성능을 얻을 수 있었으며 부하에 관계없이 각 단말기에게 공평한 패킷 전송을 보장함을 알 수 있었다.
Wireless LAN systems have been widely implemented for supporting the wireless internet services especially in the hotspot areas such as hospitals, homes, conference rooms, and so on. Compared with wired LAN systems, wireless LAN systems have the advantages of the users' mobility support and low implementation and maintenance costs. IEEE 802.11 wireless LAN systems employ the backoff algorithm to avoid contentions among STAs when two or more STAs attempt to transmit their data frames simultaneously. The MAC efficiency can be improved if the CW values are adaptively changed according to the channel state of IEEE 802.11 wireless LANs. In this paper, a dynamic contention window control algorithm is proposed using the genetic algorithm to improve the MAC throughput of IEEE 802.11 wireless LANs.
In multi-interface multi-channel(MIMC) based tactical ad hoc networks, QoS support for required operational capacity is one of the main challenging issues for multi-hop transmissions. To support QoS in such a harsh environment, we propose a novel MAC scheme to minimize multi-hop as well as per-hop delay. The current IEEE 802.11 MAC protocols should contend to reserve the channel resource at every hop by each sender. The every-hop channel contention results in a degradation of end-to-end delay for multi-hop transmissions. The basic idea of our scheme is to make a "multi-hop reservation" at the MAC layer by using the modified RTS frame. It contains additional information such as destination information, packet priority, and hop count, etc. In addition, we differentiate the contention window area according to the packet priority and the number of hops to deliver packets in the predefined allowed latency. Our scheme can minimize the multi-hop delay and support the QoS of the critical data in real time(i.e., VoIP, sensing video data, Video conference between commanders). Our simulation study and numerical analysis show that the proposed scheme outperforms the IEEE 802.11 MAC.
본 논문에서는 참고문헌[1] 논문에서 제안한 고유의 링크 스케줄링 방법이 적용된 IEEE802.15.4e TSCH (Time-Slotted Channel Hopping)의 전력 소비 측면에서 절감 능력을 기존 단일채널 IEEE802.15.4와 비교하여 분석한다. TSCH 방식이 기존 방식에 비해 어떤 트래픽 조건하에서도 전력소모가 적게 하는 것으로 나타난다. 그 이유는 첫째, 충돌이 발생하지 않는 스케줄링 방식으로 인해 백오프 시간이 없다는 점과 둘째, MAC 오프셋 시간변수들의 차이로 인한 것으로 판단된다. 마지막으로 TSCH에서는 디바이스들은 자신의 스케줄이 아닌 타임 슬롯 동안은 sleep을 통해 전력 소모를 줄일 수 있음을 볼 수 있다.
In offering a statistical end-to-end bandwidth guarantee service, typically called Assured Service, in Differentiated Serviced (Diff-Serv) framework, the biggest issue is its inconsistency. Larger profile TCP flows fail to achieve the guaranteed rate when competing with many smaller profile flows. This phenomenon, which we call "bandwidth skew", stems from the fact that larger profile flows take longer time to recover from the congestion window size backoff after a packet drop. Proposed solutions to this problem, therefore, are focused on modifying the TCP behavior. However, TCP modification is not practicable, mainly due to its large installation base. We look to other mechanisms in the Diff-Serv framework to find more realistic solutions. In particular, we demonstrate that RIO, the de facto standard packet differentiation mechanism used for Assured Service, also contributes to the bandwidth skew. Based on this new finding, we design a modified RIO mechanism called RI+O. RI+O uses OUT queue length in addition to IN and IN+OUT queue length to calculate OUT packet drop probability. We show through extensive simulation that RI+O significantly alleviates the bandwidth skew, expanding the operating regime for Assured Service.d Service.
무선랜은 우선으로 근거리 디바이스들을 연결하는 통신기술로 IEEE 의 802.11 이 대표적인 프로투콜로 사용되 고 있다 IEEE 802.11 에서 정의된 DCF (Distributed Coordination Fun 이 ion) 는 사용 4 가 증가하고 부하가 커질수록 전송률 ,throughput) 과 데이터 손실률 -(drop rate) 이 커지는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 무선랜 환경에서 효율적인 최소 동적윈도우 (CWmin) 의 적용을 통한 성능향상방법을 제안하고 분석과 시율레이션을 통해 제안하는 방법이 기존 DCF 보다 성능이 향상됨을 입증한다. 제안하는 동적최소윈도우 방법은 우선 스테이션의 개수가 증가 할수록 , 무선네트워크에 걸리는 부하가 커질수록 성능향상정도가 더욱 커지게 된다. 따라서 향후 고밀도 무선랜 환경에서 효과적일 것이라 기대된다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권11호
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pp.4436-4452
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2015
The IEEE 802.15.6 standard is introduced to satisfy all the requirements for monitoring systems operating in, on, or around the human body. In this paper, analytical models are developed for evaluating the performance of the IEEE 802.15.6 CSMA/CA-based medium access control protocol for wireless body area networks (WBAN) under unsaturation condition. We employ a three-dimensional Markov chain to model the backoff procedure, and an M/G/1/K queuing system to describe the packet queues in the buffer. The throughput and delay performances of WBAN operating in the beacon mode are analyzed in heterogeneous network comprised of different user priorities. Simulation results are included to demonstrate the accuracy of the proposed analytical model.
셀 내의 모바일 노드들의 수가 많고 셀 간의 이동이 빈번한 고속 모바일 네트워크에서는 기존 802.11 프로토콜로는 좋은 성능을 보장할 수 없다. 셀 내에 새로 진입한 노드들은 네트워크에 참여하기 위해 자신의 존재 여부를 알려야 한다. 802.11 표준에서는 이러한 선행되어야 할 작업을 스캐닝, 인증, 결합의 3가지 단계로 규정한다. 이 등록 작업은 셀 내의 다른 데이터 패킷을 보내려는 노드들과의 경쟁을 통해 이루어진다. 그러므로 셀 내의 노드 수가 많을 경우 기본적인 통신을 위해 선행되어야 할 등록 작업이 지연될 수 있다. 802.11 표준에서는 DCF 방식을 기본 매체 접근 프로토콜로 한다. DCF는 BEB (Binary Exponential Backoff) 알고리즘을 기반으로 한다. BEB 알고리즘의 여러 문제점[5]으로 이를 대체할 알고리즘이 연구되어왔으며, 그룹화를 통해 경쟁하는 노드의 수를 줄이는 방법도 고려되었다. 본 논문에서는 802.11의 성능 평가를 위한 모델링에 Markov chain을 이용한 논문[1]을 기반으로 하나의 노드가 등록 작업에 소요하는 평균 시간을 해석적으로 계산하였다. 셀 내의 전체 노드 수에 증가함에 따라 등록 시간을 계산하고, 직접 시뮬레이션을 통해 수식으로 얻어진 결과와 비교하였다. 또한 그룹화를 시뮬레이션 하여 전체 노드 수에 따라서 적절한 그룹 수의 조정이 그룹화하지 않았을 경우보다 더 나은 성능을 보여줄 수 있다는 것을 보였다.
In the IEEE 802.11 DCF (Distributed Coordination Function) protocol, the binary exponential backoff algorithm is used to avoid data collisions. However, as the number of stations increases of, the collision probability tends to grow and the overall network performance is reduced. To solve this problem, this paper proposes a data transmission scheme based on the channel reservation method. In the proposed scheme, channel time is divided into reservation period and contention period. During the reservation period, stations succeeded in channel reservation transmit their own data packets in sequence without contention. During the contention period, each station sends its data packets through contentions as in DCF. During both the reservation period and the contention period, each station sends a request for channel reservation for the next reservation period to an AP (Access Point). After receiving such a channel reservation request from each station, the AP decides whether the reservation is succeeded and sends the result via a beacon frame to each station. Performance of the proposed scheme is analyzed through simulations. The simulation results show that the proposed scheme tends to reduce the collision probability of DCF and to improve the overall network performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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