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문제 정의
- 이와 같이 고밀도화된 환경에 서는 하나의 좁은 영역 안에 동작하는 단말기들 사이에서 숨겨진 노드 문제가 실질적으로 발생하는 경우가 많 지 않다고 예상된다. 그래서 좁은 영역 안의 단말기들 사이에서 숨겨진 노드가 얼마나 심각하게 발생하는지 실험을 통해서 살펴보았다. 실험은 10평 정도의 사무실 에서 두 대의 노드들의 전송 전력을 lmW로 최소화한 상태에서 노드들을 이동시키면서 액세스포인트와는 통 신이 이루어지지만 두 노드는 상대방을 인식하지 못하는 경우가 있는지를 관찰하였다.
- 본 논문에서는 실제 무선 LAN 사용 환경에서 숨겨진 노드가 어느 정도의 현실성 있는 문제 인지를 검토하였다. 그리고 전송 전력 제어가 개별 노드 의 전력 및 통신 성능에 미치는 영향을 알아보고, BSS 간에는 어떤 영향을 미치는지 실험을 통해 알아본다. 본 논문에서 제안하는 전송 전력 제어 기법은 TCP의 혼잡제어 기법과 유사하다.
- 이와 같은 이유로 본 논문에서는 무선 LAN 환경에서 전송 전력 제어의 타당성을 실험을 통해 검증한다. 그리고 전송 전력을 자동적으로 제어하는 기법을 개발 하고, 실험을 통해 보다 나은 에너지 성능을 가져올 수 있음을 보이고자 한다.
- 이 방법은 지속적인 재전송 비율의 확인과 같은 부하가 발 생한다. 따라서 전송 전력 제어 작업 자체에 소모되는 전력을 최소화하기 위해, 이동성을 지원하는 범위에서 제어 동작의 주기를 조절할 수 있도록 하였다.
- 무선 LAN 환경에서 전송 전력을 제어하는 목적은 소비 전력올 절약하거나 밀집된 BSS에서의 통신 용량 을 확대하기 위해서이다. 무선 LAN 인터페이스에서 소 비되는 전력을 절약하기 위해서 저전력 하드웨어 기술을 적용하는 기술도 많이 연구되고 있다[1].
- 본 논문에서는 무선 LAN 환경에서 단말기의 전송 전력을 제어하는 방법을 제안하였다. 전송 전력을 제어 함으로써 불필요한 전력의 낭비를 줄일 수 있고, 배터리 의 전력을 효율적으로 사용할 수 있다.
- 무선 LAN 환경에서 전송 전력을 변경하게 되면 숨겨 진 노드(hidden node) 문제가 발생할 가능성이 높아진 다고 알려져 왔다. 본 논문에서는 실제 무선 LAN 사용 환경에서 숨겨진 노드가 어느 정도의 현실성 있는 문제 인지를 검토하였다. 그리고 전송 전력 제어가 개별 노드 의 전력 및 통신 성능에 미치는 영향을 알아보고, BSS 간에는 어떤 영향을 미치는지 실험을 통해 알아본다.
- 즉, 임계 전송 전력까지 전송 전력을 떨어뜨리는 경우, 통신 성능은 크게 나빠진다. 본 논문에서는 이러한 임계 전송 전력을 측정을 통해 찾아내고, 임계 전송 전력 바로 윗 단계의 전송 전력을 적정 전송 전력으로 설정한다. 적정 전송 전력은 안정된 오류율을 제공하는 범위 내에서의 최저 전송 전력으로 볼 수 있다.
- 최적의 Eaccept 값을 결정하는 문제는 그 자체가 매우 복잡하고, 통신 성능을 희생하여 전력 절약을 이루는 모든 기법들이 공통 적으로 풀어야 할 문제라고 판단된다. 본 논문에서의 연구 목표는 전송 전력을 조절하는 것의 타당성이 있는지, 그리고 그 방법의 난이도가 어느 정도인지를 타진하는 것이다. 따라서 최적의 EACCEPT 값을 결정하는 것은 향후 연구로 미루고 본 연구에서는 실험에 의해 결정된 상수 값을 사용하도록 한다.
- 이는 여러 인접한 연구실마다 무선 LAN을 사용 중이어서 평균 3~4개의 BSS가 중첩되는 환경 때문에 발생한 것으로 분석된다. 본 실험의 목적이 절대적인 오류율 값보다는 전송 전력 의 변화에 따라 발생하는 오류율의 상대적인 변화를 알 아보는 것이이므로 실험 환경으로 적합하다고 판단하였다. 실험을 통해 측정된 오류율은 그림 2와 같다.
- 왜냐하면, 이동중인 경우에는 통신 성능이 불안정할 가능성이 높으므로 보수적인 정 책을 채택하는 것이 효율적일 가능성이 높다. 본 연구에서는 이동이 감지되면 최대 전송 전력에서부터 적응 상태를 시작한다. 변화 값의 증감에 따라 이동의 방향성을 판단하고, 이를 이용해 보다 정확한 전송 전력 값으로 적응 상태를 시작하는 방법 등은 향후 연구에서 다루도 록 한다.
- 여러 개의 액세스포인트가 있을 때, BSS 영역의 중 첩이 발생하고 이때 전송 전력 제어가 통신 성능에 어떤 영향을 미치는지 실험하였다. 실험은 그림 3과 같이 두 대의 액세스 포인트를 이용하였다.
- 하나의 액세스포 인트(API)에서는 실험이 지속되는 동안 계속해서 데이 타를 전송하도록 하고, 이웃한 액세스포인터(AP2)에서 일정한 크기의 데이타를 전송하는데 걸리는 시간을 측정하였다. 이때 API의 전송 전력을 변경함으로써 BSS 영역이 변하였을 때, 이웃한 액세스포인트의 통신 성능 에는 어떤 영향을 미치는지 알아보았다.
- 그리고 30mW로 전송하였을 때 통신 성능은 거의 동일하였으나 소비된 전력은 2% 정도 더 효율적이라는 것을 알 수 있다. 이상으로 실험을 통해서 단말기가 이동하지 않을 때 와 이동 중인 경우의 전송 전력 제어의 효율성을 알아 보았다. 실험 결과, 본 논문에서 제안한 방법은 무선 LAN 환경에 적절히 동작하여 적정 전송 전력을 스스로 찾아내어 전력을 제어함으로써 보다 효율적으로 동작할 수 있었다.
- 낮은 전송 전력으로 통신한 다면 주위의 다른 단말기들에서의 불필요한 동작을 해 소시켜 전체적인 통신 용량의 증대를 가져올 수 있다. 이와 같은 이유로 본 논문에서는 무선 LAN 환경에서 전송 전력 제어의 타당성을 실험을 통해 검증한다. 그리고 전송 전력을 자동적으로 제어하는 기법을 개발 하고, 실험을 통해 보다 나은 에너지 성능을 가져올 수 있음을 보이고자 한다.
가설 설정
- 효율적인 검사 주기 값의 결정 문제도 앞의 여러 인 자들은 물론 노드의 이동성 정도 등에 영향을 받는다. 본 연구가 가정하는 간헐적으로 이동이 이루어지는 환 경에서는 최초 검사 주기 값 및 최대 주기 값 모두 상 수로 정하고 그 범위 안에서 상태에 따라 검사 주기를 조절하여도 무방하다고 판단된다. 노드의 이동 정도를 고려하여 동적으로 주기 값 범위를 조절하는 등의 문제 는 향후 연구에서 다루도록 한다.
- 본 연구의 범위는 사무실 또는 공공장소에서 이동 단 말기를 사용하는 인프라스트럭쳐 환경을 대상으로 한다. 이러한 무선 네트워크 환경은 이동 통신의 경우와는 달리 단말기가 자주 또는 갑자기 이동하는 경우는 드물며, 따라서 통신 환경의 변화도 지속적 또는 급속하게 변화 하지 않고 간헐적으로 발생한다고 가정한다. 그러나 본 논문에서 제안한 전송 전력 제어 기법의 기본적인 사항 은 보다 역동적인 Ad-hoc 네트워크 환경에서도 적용이 가능하리라 본다.
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