이동 노드의 증가와 무선 네트워크 기반의 서비스 요구의 다양화로 무선 메시 네트워크(WMN)가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 WMN를 실제 서비스하기 위해서는 아직 해결해야 할 과제가 많이 남아있다. 네트워크 계층에서는 라우팅 프로토콜의 성능개선이 주요 해결 과제이다. 무선 네트워크에서의 다중 홉라우팅과 노드가 호스트와 라우터의 역할을 동시에 수행한다는 관점에서 WMN은 모바일 에드혹 네트워크(MANET)와 유사하여 MANET의 라우팅 프로토콜의 사용을 통해 쉽게 구축이 가능하다. 하지만 MANET의 라우팅 프로토콜은 대부분이 네트워크의 규모가 커지면 전송 오버헤드나 지연시간이 증가한다는 단점이 있다. 이는 WMN에 의한 무선 네트워크의 확장에 있어 성능저하의 원인이며 이를 개선하기 위하여 많은 연구들이 진행되었다. 본 논문에서는 AODV를 계층형으로 개선하여 혼합형 WMN에 적용하기 위한 방안으로써 도메인 기반 AODV에 대하여 제안한다. 제안된 방안은 AODV의 요구형 경로 결정을 도메인 단위로 구분 수행함으로써 종단 간 수행되는 평균 경로 결정 거리를 줄여 네트워크의 확장성 문제를 해결한다. 제안된 방안의 시뮬레이션 결과 AODV에 비하여 네트워크의 확장에 대한 지연시간의 증가가 완만하였다.
무선 네트워크 기술과 무선 전송 기술의 발전으로 인해 무선 전달망(Wireless Transit Network) 구성 기술로서 무선 메시 네트워크(WMN)가 관심을 받고 있다. 오랜 기간 다양한 영역에서 WMN에 대한 연구가 진행되었지만 아직 해결되지 않은 문제들이 많이 남아있다. 그 중 하나가 무선 링크로 구성된 다중 홉 네트워크에서 최적 경로를 찾는 라우팅 문제이다. WMN의 3가지 구성유형 중 하나인 하이브리드 WMN에서 최적 경로 선택을 위해서는 우수한 성능의 메트릭 연구와 함께 효과적으로 인프라스트럭처 메시를 전달망으로 사용하기 위한 경로 검색 프로토콜 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 하이브리드 WMN을 위한 듀얼모드-AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector)를 제안한다. 본 논문에서 제안된 듀얼모드-AODV를 하이브리드 WMN에 적용하는 경우 AODV에 비하여 경로 검색 지연시간이 52% 감소하는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
본논문은하이브리드WMN의계층구조메시를고려한무선다중홉라우팅프로토콜에대하여제안한다. 다양한 무선 응용서비스의 가능성을 가진 WMN은 오랜 연구에도 불구하고 실제 사용을 위해서는 아직 해결되어야 할 과제들이 많이 남아있다. 특히 라우팅 프로토콜 부문은 MANET을 위해 설계된 프로토콜을 적용하면 하이브리드 WMN에서는 라우팅 효율이 떨어지는 문제를 우선적으로 해결하여야 한다. 라우팅 성능향상을 위해서는 우수한 경로구성 프로토콜과 경로 메트릭이 필요하다. 하지만 최근의 연구는 교차 계층 설계에 의한 경로 메트릭에 집중되어 있다. 따라서 본 논문은 하이브리드 WMN에서의 라우팅 성능향상을 위해 필요하지만 연구가 부족한 경로구성 프로토콜을 제안하는 것이 목적이다. 본 논문에서 제안한 라우팅 프로토콜은 하이브리드 WMN을 가상의 도메인으로 노드들을 그룹화하고 전송경로 구성을 도메인 기반으로 수행하도록 설계된 reactive 방식이다. 제안한 프로토콜의 성능분석을 위한 시뮬레이션 결과 경로결정 평균 지연시간이 대표적인 reactive 방식인 AODV에 비해 43% 단축되었다.
무선 메쉬 네트워크(WMN)는 기존의 무선 네트워크에 비해 저렴한 비용으로 빠르게 구축할 수 있는 장점 때문에 차세대 네트워크 기술로 부각되고 있으며 동일 네트워크는 물론 이종 네트워크간의 통합을 가능하게 한다. 현재 몇몇의 WMN 연구에서는 WMN과 애드 혹 네트워크의 유사한 특징 때문에 AODV, DSR과 같은 애드 혹 라우팅 프로토콜을 사용하여 이동성을 지원하고 있다. 그러나 WMN는 다중 인터페이스와 인터넷과 연결 등의 기능이 추가되어 기존 애드 혹 네트워크와는 작동 과정이 다르기 때문에 효율적인 이동성 관리를 지원하기 위한 방안으로는 적합하지 않다. 본 논문에서는 WMN의 이동성 관리를 지원하기 위한 방안으로 HMIPv6의 MAP 기능을 WMN에 적용하는 방안을 제안하고 시뮬레이션을 통해 동작 검증 및 성능 평가를 하였다. 평가된 결과를 통해서 제안한 이동성 관리가 AODV를 이용한 이동성 관리에 비해 짧은 핸드오버 지연과 패킷 손실이 감소하며 이를 통하여 네트워크 전체의 처리율 또한 향상됨을 확인할 수 있었다.
본 논문은 USN(Ubiquitous Sensor Networks) 구축에 활용될 WMN(Wireless Mesh Networks) 기반의 미들웨어 설계에 대해 기술한다. WMN 기반의 미들웨어는 넓은 범위에 걸쳐서 분산되어 있는 센서 디바이스들로부터 상황인지에 필요한 데이터들을 WMN을 통해 미들웨어와 연동하는 기술이다. 본 논문에서 제안하는 WMN기반의 미들웨어는 WMN을 활용하여 인프라 구축이 미흡한 곳에서 정보 교환을 가능하게 하고, 특정 센서로부터 발생된 이벤트를 Context-awareness를 통해 종합적으로 분석한 결과를 바탕으로 사전에 사용자에 의해 설정된 제어값을 참조하여 주변장치를 실행한다. 미들웨어는 센서 네트워크 관리와 응용서비스를 상호 분리하여 각각의 기능을 수행한다.
최근, 무선랜 기술의 사용확대와 가격경쟁력을 바탕으로 이를 활용한 WMN (Wireless Mesh Network)은 새로운 백본 네트워크 기술로서 각광받고 있다. WMN은 기존 유선 백본에 비해 설치의 용이성, 비용적인 장점, 쉬운 유지보수 등의 장점을 지니고 있는 반면, broadcast 전송의 특성에 따른 단점을 지니고 있으며, 라우팅, 채널 할당 등 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 현재 WMN을 구성하기 위해 널리 사용되고 있는 Soekris사의 net4826 보드를 사용하여, WMN을 구성을 위해 필요한 다양한 성능적 특성을 실험을 통해 분석하였다. 실험에는 하드웨어적 분석을 위해 노트북과 Soekris 보드에 하나 이상의 무선랜 카드를 사용했으며, 소프트웨어적 분석을 위해 다양한 버전의 패킷 발생기, 라우팅 프로토콜 등을 사용하였다. 이를 통해, WMN을 구성하기 위해 사용되는 Soekris 보드와 사용 소프트웨어의 성능적인 한계를 밝히고, WMN 구성을 위한 지침을 제시한다.
현재 WMN은 다중 홉 라우팅을 통한 무선 네트워크 서비스 제공의 핵심방안으로 연구되고 있다. WMN은 MANET을 위하여 제안된 프로토콜들을 적용하여 빠르게 구축할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 다중 네트워크 및 다중 채널의 지원, 망의 구조 등에서 MANET과 차이가 있으며 특히 네트워크 계층의 라우팅 프로토콜의 경우 MANET의 라우팅 프로토콜을 그대로 적용할 경우 성능저하의 한 원인이 될 수 있다. 다양한 MANET 라우팅 프로토콜 중 이동노드의 성능 및 네트워크 자원의 제약을 고려해 볼 때 AODV가 가장 적합하다고 할 수 있으나 네트워크의 확장 시에 경로결정 지연시간이 길어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 AODV의 이러한 단점을 개선하기 위하여 메시 라우터와 메시 클라이언트를 라우팅 계층으로 구분 하고 메시 클라이언트의 경로설정 메시지의 방송을 지역화하여 WMN의 구조에 적합하도록 변경된 방안을 제시한다.
WMNs(Wireless Mesh Networks)은 기존 유 무선망 구축 시 발생하는 고가의 비용 및 이동성 제약 등의 단점을 극복하기 위해 제안된 네트워크 구조로써 네트워크 구축비용에 비해 광범위한 인터넷 접근영역을 제공하는 장점을 가진다. 특히, IEEE 802.11e를 MAC 계층으로 사용하는 WMN은 기존 IEEE802.11에서 보다 강화된 QoS(Quality of Service)기능을 가지므로, 안정적 멀티미디어 관련 응용 계층을 지원하는 WMN 구축을 위해 주목받고 있는 기술 중 하나이다. 본 논문은 광주과학기술원에 설치된 MIMC(Multi-Interface Multi-Channel) WMN 테스트베드를 QoS 기능 지원을 위해 IEEE 802.11e 기반으로 확장한다. 특히, 확장에 필요한 소프트웨어 요소 및 하드웨어 요소에 대해 논한다. 또한, 확장된 IEEE 802.11e WMN 테스트베드를 사용하여 현재 주목받고 있는 IEEE 802.11e기반 WMN의 기본 쓰루풋 성능, 쓰루풋 차별화 성능등을 실험적으로 분석한다.
전술 네트워크는 통신 인프라의 부족과, 산악 지형 등의 지형적 특성에 의하여 원활한 통신이 이루어지지 않는 경우가 생긴다. 무선 메쉬 네트워크 (WMN)는 메쉬 포인트들의 멀티-홉 통신을 통하여 별도의 통신 인프라 없이 넓은 지역에 대하여 무선 통신을 공급한다. 따라서, 전술 네트워크에서 무선 메쉬 네트워크의 활용 가능성은 매우 크다. 그러나 기존에 연구되었던 무선 메쉬 네트워크는 메쉬 네트워크를 구성하는 메쉬 포인트들의 이동성을 고려하지 않는다. 본 논문에서는 전술 상황을 고려하여 메쉬 포인트들이 그룹 이동성을 갖을 때 예상되는 MAC의 collision 문제와 PHY의 채널 사용 문제를 해결한다.
무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network, WMN)는 무선 링크를 이용한 무선 백본 네트워크를 형성하여 사용자에게 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 해결책 중의 하나이다. WMN에서 널리 사용되고 있는 기술은 IEEE 802.11 이며, 이는 멀티 채널 (multichannel)과 멀티 레이트(multirate)를 제공한다. WMN에서 중요한 이슈 중의 하나는 네트워크 용량(capacity) 이며, 이를 높이기 위한 멀티 채널 프로토콜이 절실하다 하지만, 다른 레이트로 동작하는 무선 링크가 같은 채널에서 동작하면, 높은 레이트(high-rate) 링크의 성능이 낮은 레이트(low-rate) 링크로 인해 저하되는 성능 이상(performance anomaly) 현상이 발생한다. 이러한 문제를 완화하기 위해 본 논문에서는 데이터 레이트를 멀티채널로 분산시키기 위한 트리기반 채널 할당(Tree-based Channel Assignment, TreeCA) 프로토콜을 제안한다. TreeCA는 인터넷 트래픽을 효율적으로 전달하기 위해 트리 WMN 구조를 기반으로 채널 할당을 수행한다. 부모 노드는 다른 레이트로 연결된 자식 노드를 다른 채널로 분산시켜서, 성능 이상 현상을 완화한다. 시뮬레이션을 통해 TreeCA가 기존 멀티 채널 WMN 프로토콜 보다 향상된 성능을 보임을 관찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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