IEEE 802.11 WLAN은 핸드오프 과정에서 일시적인 통신로의 단절이 발생하는 하드 핸드오프을 적용한다. 이 방식은 핸드오프 과정에서 트래픽의 유실을 초래하며, 트래픽 유실을 복구하기 위해 old AP에서 new AP로 트래픽을 포위딩하는 방식을 사용하나 실시간 서비스에는 적용이 어렵다. 본 연구에서는 무선 LAN 기반 홈네트워크의 실시간서비스의 핸드오프에서 트래픽 유실 및 전송시컨스 에러를 줄이기 위한 방식을 제안한다. 이를 위해 IEEE 802.11e에서 권고하는 priority queue scheme을 적용하고, 실시간 서비스의 핸드오프 트래픽에 대해 priority queue의 사용 우선권을 주어 핸드오프시 트래픽 유실 및 전송시컨스 에러를 줄이는 방식을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다
IEEE 802.11 WLAN은 핸드오프 과정에서 일시적인 통신로의 단절이 발생하는 하드 핸드오프을 적용한다. 이 방식은 핸드오프 과정에서 트래픽의 유실을 초래하며, 트래픽 유실을 복구하기 위해 old AP에서 new AP로 트래픽을 포위딩하는 방식을 사용하나 실시간 서비스에는 적용이 어렵다. 본 연구에서는 무선 LAN 기반 홈네트워크의 실시간서비스의 핸드오프에서 트래픽 유실 및 전송시컨스 에러를 줄이기 위한 방식을 제안한다. 이를 위해 IEEE 802.11e에서 권고하는 priority queue scheme을 적용하고, 실시간 서비스의 핸드오프 트래픽에 대해 priority queue의 사용 우선권을 주어 핸드오프시 트래픽 유실 및 전송시컨스 에러를 줄이는 방식을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다
The handoff in IEEE 802.11 WLAN is a hard handoff. In hard handoff, a station has to stop the communication. As a result, the station is likely to miss some packets that arrival during the handoff process. To recover these lost packets, buffer-and-forward scheme is used. But, buffer-and-forward sche...
The handoff in IEEE 802.11 WLAN is a hard handoff. In hard handoff, a station has to stop the communication. As a result, the station is likely to miss some packets that arrival during the handoff process. To recover these lost packets, buffer-and-forward scheme is used. But, buffer-and-forward scheme is not efficient for real time service. In this paper, we propose new handoff scheme for real time service in home network based WLAN. The scheme uses priority queue which is recommended in IEEE 802.lie, and priority of priority queue is given to real time handoff calls. The simulation results show that the proposed scheme reduces traffic loss and transmission sequence error.
The handoff in IEEE 802.11 WLAN is a hard handoff. In hard handoff, a station has to stop the communication. As a result, the station is likely to miss some packets that arrival during the handoff process. To recover these lost packets, buffer-and-forward scheme is used. But, buffer-and-forward scheme is not efficient for real time service. In this paper, we propose new handoff scheme for real time service in home network based WLAN. The scheme uses priority queue which is recommended in IEEE 802.lie, and priority of priority queue is given to real time handoff calls. The simulation results show that the proposed scheme reduces traffic loss and transmission sequence error.
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문제 정의
본 연구에서는 IEEE 802.11 무선랜 기반의 환경에서 무선랜의 하드 핸드오프 특성에 따라 필연적으로 발생하는 트래픽 유실 및 전송시컨스 에러를 줄이기 위한 방안을 제시하였다. 이를 위해 AP에 IEEE 802.
AP간 핸드오프시 이전 AP와의 절달 후 새로운 AP간의 접속 특성을 가지는 하드(hard) 핸드오프 환경에서 기존의 연구는 핸드오프 처리시간의 단축을 가져올 수는 있으나, 실시간 서비스에 대한 핸드오프시 발생하는 트래픽의 유실에 대한 보장책으로는 미흡하다. 본 연구에서는 트래픽의 우선권을 지원하는 IEEE 802.lie 규격을 적용하여 핸 드오프시 실시간 서비스의 트래픽 유실을 최소화하는 방식을 제시하였다.
가설 설정
그림 9는 AP의 계층2 송신 버퍼는 1M, 가정하였으며 핸드오프 절단시간은 400msec 이고 스트리밍 데이터의 속도가 1Mbps, 1.5Mbps, 2Mbps,2.5Mbps로 가변하는 경우 전송속도의 변화에 따른 핸드오프시 유실되는 프레임의 수이다. Old AP 에서 핸드오프 완료 후 버퍼의 프레임을 new AP 로 포워딩하지 않는 경우와 old AP에서 new AP 로 포워딩하는 경우 나누어 조사하였다.
시뮬레이션 환경은 두 개의 AP와 단말간의 전송 상의 전송상황을 가정하였으며 브리지와 서버에서 의 손실 및 지연은 무시하였다. 트래픽은 실시간 응용서비스를 모델로 하여 UDP를 사용하는 스트리밍 데이터를 대하여 시뮬레이션을 수행하였다.
제안 방법
Old AP 에서 핸드오프 완료 후 버퍼의 프레임을 new AP 로 포워딩하지 않는 경우와 old AP에서 new AP 로 포워딩하는 경우 나누어 조사하였다. New AP 로 포워딩하는 경우 new Ap에서 핸드오프 트래픽에 대한 priority를 적용하지 않는 경우와 적용하는 경우를 나누어서 조사하였다. 결과에서 보는 바와 같이 포워딩하는 경우 유실 프레임의 수는 급격하게 감소함을 알 수 있으며, 포워딩하는 경우 new AP에서 priority를 처리를 하는 경우 유실 프레임의 수는 더욱 감소하였다.
5Mbps로 가변하는 경우 전송속도의 변화에 따른 핸드오프시 유실되는 프레임의 수이다. Old AP 에서 핸드오프 완료 후 버퍼의 프레임을 new AP 로 포워딩하지 않는 경우와 old AP에서 new AP 로 포워딩하는 경우 나누어 조사하였다. New AP 로 포워딩하는 경우 new Ap에서 핸드오프 트래픽에 대한 priority를 적용하지 않는 경우와 적용하는 경우를 나누어서 조사하였다.
핸드오프 제어에서의 가장 큰 문제점은 핸드오프시 일시적인 통신로 절단에 따라 발생하는 서비스 품질의 저하이다. 이에 따라 핸드오프 처리시간을 최소화하는 방안이 필요하며 이를 극복하기 위한 방안으로 첫째, 핸드오프 처리시간을 줄이기 위해 인접 AP를 중심으로 하는 무선환경을 측정, 관리하여 핸드오프시 이 정보를 활용한 빠른 핸드오프를 제공하는 방안, 그리고 핸드오프시 시간 지연 요소로 작용하는 인증 시간을 단축하기 위한 사전 인증 방안을 연구하였다. 둘째로는 무선랜의 하드 핸드오프 특성에 따라 필연적으로 발생하는 트래픽 유실의 문제이다.
시뮬레이션 환경은 두 개의 AP와 단말간의 전송 상의 전송상황을 가정하였으며 브리지와 서버에서 의 손실 및 지연은 무시하였다. 트래픽은 실시간 응용서비스를 모델로 하여 UDP를 사용하는 스트리밍 데이터를 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 스트리밍 데이터의 속도는 1Mbps, 1.
홈 네트워크에서의 무선 접속은 부루트스 기술, HomeRF 기술 무선1394 기술, UWB 기술, 무선 LAN 등의 다양한 방식이 있으나, 현재 핸드오프에 대한 규격이 제정되어 있는 무선 LAN을 기반으로 살펴본다. 위 그림에서와 같은 홈 네트워크에서 무선단말이 API을 통해 통신을 수행중에 AP2의 서비스지역으로 이동시 서비스의 연속성을 지원 하기 위해서는 핸드오프가 필요하다.
대상 데이터
트래픽은 실시간 응용서비스를 모델로 하여 UDP를 사용하는 스트리밍 데이터를 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 스트리밍 데이터의 속도는 1Mbps, 1.5Mbps, 2Mbps, 2.5Mbps에 대하여 실험하였으며, 프레임의 길이는 2000bits로 하였다. AP 의 버퍼는 IMbits, 2Mbps에 대하여 실험하였다.
성능/효과
New AP 로 포워딩하는 경우 new Ap에서 핸드오프 트래픽에 대한 priority를 적용하지 않는 경우와 적용하는 경우를 나누어서 조사하였다. 결과에서 보는 바와 같이 포워딩하는 경우 유실 프레임의 수는 급격하게 감소함을 알 수 있으며, 포워딩하는 경우 new AP에서 priority를 처리를 하는 경우 유실 프레임의 수는 더욱 감소하였다. 실시간 서비스에서 버퍼에 저장된 프레임을 포위딩하는 것이 서비스 품질에 영향을 줄 수도 있으나, 최종 수신측에서 일정시간 버퍼링후 처리하는 경우를 고려하면 "forwarding with priority”방식은 실시간서비스의 품질개선에 충분한 효과가 있을 것으로 볼 수 있다.
11 무선랜 기반의 환경에서 무선랜의 하드 핸드오프 특성에 따라 필연적으로 발생하는 트래픽 유실 및 전송시컨스 에러를 줄이기 위한 방안을 제시하였다. 이를 위해 AP에 IEEE 802.11에서 권고하는 priority queue scheme 을 적용하고, 실시간 서비스의 핸드오프 트래픽에 대해 priority queue의 사용 우선권을 주어 핸드오프시 트래픽 유실 및 전송시컨스 에러를 줄이는 방식을 제안하였으며, 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하여 기존의 방식에 비해 성능이 개선됨을 확 인하였다.
후속연구
사용의 편리성과 무선기술의 발전으로 점진적으로 가정용 정보, 가전 기기들간의 연결이 무선화의 요구가 증대되고 있는 상황이다. 또한 센서 네트워크, 지능형 서비스 로봇, 홈 연동 텔레매틱스 도입 등에 따른 접속장치들의 증가와 방송, 통신, 게임 등의 멀티미디어 융합서비스를 제공하기 위해 홈 네트워킹의 구성도 홈서버, 홈게이트웨이, AP 등의 단순 연결구성에서 내부스위칭까지를 고려하는 새로운 프레임 워크에 연구가 필요하다. 이와 같은 홈네트워크 프레임워크 연구에서는 복수의 AP가 고려돼야 하며 서비스의 연속성을 제공하기 위한 AP들간의 이동성 .
사용의 편리성과 무선기술의 발전으로 점진적으로 가정용 정보, 가전 기기들간의 연결이 무선화의 요구가 증대되고 있는 상황이다. 또한, 센서 네트워크, 지능형 서비스 로봇, 홈 연동 텔레매틱스 도입 등에 따른 접속장치들의 증가와 방송, 통신, 게임 등의 멀티미디어 융합서비스를 제공하기 위해 홈 네트워킹의 구성도 홈서버, 홈게이트웨이, AP 등의 단순 연결구성에서 내부 스위치까지를 고려하는 새로운 프레임 워크에 연구가 필요하다. 이와 같은 홈네트워크 프레임워크 연구에서는 복수의 AP가 고려되야 하며 서비스의 연속성을 제공하기 위한 AP들간의 이동성 연구가 필요하다.
본 연구의 결과는 무선랜 접속방식을 적용하는 홈네트워크 및 사무실 등 소규모 무선랜 서비스지 역에서 적용가능하며, 확장된 서비스를 위해 3개 이상의 AP에 대해서도 제안된 방식의 적용에 대한 연구가 필요하다.
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