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무선 데이터 망에서 IEEE 802.11 브로드캐스트 기법의 성능 분석
Performance Analysis of the IEEE 802.11 Broadcast Scheme in a Wireless Data Network 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신, v.46 no.5 = no.383, 2009년, pp.56 - 63  

박재성 (수원대학교) ,  임유진 (수원대학교) ,  안상현 (서울시립대학교)

초록
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IEEE 802.11 표준은 무선랜, 애드 혹 망 및 차량간 통신 망 등 무선 데이터 망에 광범위하게 이용되고 있다. 이에 따라 망 성능 최적화 및 효과적인 망 자원 관리 기법의 개발을 위해 IEEE 802.11의 성능 분석이 광범위하게 이루어져 왔으나 대부분의 성능 분석 연구들은 데이터 평면에서 유니캐스트 전송 기법의 성능에 관한 것들이었다. 그러나 무선 데이터 망에서는 망 형상 관리, 노드 사이의 경로 관리 및 데이터 전송 방법으로 IEEE 802.11 브로드캐스트 기법을 이용하고 있다. 따라서 IEEE 802.11 브로드캐스트 기법의 성능에 대한 정확한 이해는 무선 데이터 망 설계를 위해 매우 중요하다. 이에 따라 본 논문에서는 노드의 전송 범위, 데이터 전송율, 최소 경합 윈도우의 크기와 같은 IEEE 802.11 시스템 파라미터뿐만 아니라 노드의 수, 망의 부하, 전파 전송 환경과 같은 망 운용 환경을 모두 고려하여 IEEE 802.11 브로드캐스트 기법의 성능을 송신 노드와의 거리에 따른 브로드캐스트 프레임 수신 확률 측면에서 분석한다. 제안된 분석 프레임은 망 환경과 관련된 모든 파라미터들을 고려하기 때문에 동적인 무선 데이터 망 환경을 위한 적응성 있는 제어 기법 개발에 이용될 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The IEEE 802.11 standard has been used for wireless data networks such as wireless LAN, ad-hoc network, and vehicular ad-hoc network. Thus, the performance analysis of the IEEE 802.11 specification has been one of the hottest issues for network optimization and resource management. Most of the analy...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 송신 노드와의 거리에 따른 프레임 수신 확률 측면에서 IEEE 802.11 브로드캐스트 기법의 성능을 분석한다. 프레임 수신 확률은 매체를 경합하는 노드의 전송 범위, 최대 데이터 전송율, 최소 경합 윈도우, 타임 슬롯의 크기 등과 같은 IEEE 802.
  • 경로 손실은 송수신기 사이의 거리에 따른 평균 수신 신호 강도를 예측하는데 사용되며 페이딩은 신호의 다중 경로 전송이나 통신 노드의 이동 등에 의해 매우 짧은 시간 동안 수신 신호의 빠른 변화를 나타낸다. 본 논문에서는 WINNER (Wireless World Initiative New Radio) 프로젝트에서 제안한 최신 채널 모델을 적용하여 물리 계층에서의 프레임 수신 확률을 분석한다. WINNER 모델은 2~6GHz 대역에 적용 가능하며 송수신기의 거리가 d(m)인 경우 수신 측에서의 경로 손실을 다음과 같이 모델링 하고 있다“].
  • 본 논문에서는 송신 노드와의 거리에 대한 EEE 802.11 브로드캐스트 프레임 수신 확률을 분석하였다. 본 논문에서 제안한 분석 기법은 MAC 계층에서의 프레임 충돌 확률과 전파 전송 환경에 의한 랜덤 오류에 따른 물리 계층에서의 프레임 수신 확률을 모두 고려한다.

가설 설정

  • 그러나 브로드캐스트는 l:n 전송 특성 상이와 같은 제어 프레임 전송이 선행되지 않으므로 매체 경합에 의한 충돌 발생 가능성이 유니캐스트에 비해 높다. 두 번째로 브로트캐스트는 전송 신뢰성을 보장하지 않는다. 즉, 노드가 브로드캐스트 프레임을 수신하면 유니캐스트인 경우와는 달리 이에 대한 수신 확인 응답 (Acknowledgement)을 전송하지 않으며 송신 노드도 전송 프레임에 대한 타이머를 관리하지 않으므로 타임아웃에 의한 프레임 재전송을 하지 않는다.
  • 이와 같은 IEEE 802.11 브로드캐스트 기법의 성능분석을 위해 본 논문에서는 Choi®와 Ma幽의 연구에서와 같이 망 내 노드의 분포는 밀도 p 인 2차원 포아손 분포를 따른다고 가정한다. 즉, 넓이가 X인 영역에 i 개의 노드가 존재할 확률은 다음과 같이 주어진다.
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참고문헌 (16)

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  16. 김용혁, 김영한, 'MANET에서 집중적 RREQ의 효율적 전송을 이한 집적 방법,' 대한전자공학회 논문지, vol. 45, no. 12, 대한전자공학회, pp. 66-73, 2008년 12월 

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