[논문]Wi-Fi 환경에서의 응급 데이터 전송을 위한 우선순위 기반 AP 채널 할당 기법

조인희; 이협건; 이상지; 신용태

Wi-Fi 환경에서의 응급 데이터 전송을 위한 우선순위 기반 AP 채널 할당 기법
A Priority Based AP Channel Allocation Scheme for Emergency Data Transmission in Wi-Fi Networks 원문보기

조인희 (숭실대학교 컴퓨터학과) , 이협건 (숭실대학교 컴퓨터학과) , 이상지 (숭실대학교 컴퓨터학과) , 신용태 (숭실대학교 컴퓨터학과)

Wi-Fi 는 스마트 네트워크 환경 구현을 위한 기반 분야로 다양한 분야 및 서비스에 활용되고 있다. Wi-Fi 는 AP (Access Point)를 통해 보다 넓은 범위의 네트워크를 가능하게 하며, 여러 무선 단말기와 통신을 한다. 또한 Wi-Fi 는 DCF(Distributed Coordinate Function) 프로토콜을 이용하여 AP 를 포함한 모든 무선 단말기에게 공평하게 채널을 할당한다. 그러나 AP 는 채널을 요청하는 하위 단말기에 대해 도착한 순서에 따라 채널을 할당하는 FIFS(First In First Service) 스케줄링을 사용하여 데이터를 처리함으로써 데이터 전송 신뢰도를 저하시키고, 전송 지연이 발생하여 응급 데이터 전송에 적합하지 않다. 이에 본 논문에서는 응급 데이터 전송을 위한 우선순위 기반 AP 채널 할당 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전송하려는 데이터에 우선순위를 부여하여 응급 데이터의 채널 요청 처리율을 높이고 채널 할당 지연시간을 감소시켜 응급 데이터 전송 신뢰도를 향상시킨다.

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문제 정의

이에 본 논문에서는 응급 데이터 전송을 위한 우선순위 기반 AP 채널 할당 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전송하려는 데이터에 우선순위를 부여하여 응급 데이터의 채널 요청 처리율을 높이고 채널 할당 지연시간을 감소시켜 응급 데이터 전송 신뢰도를 향상시킨다.

제안 방법

우선순위에 따른 채널 요청 처리율을 분석하기 위해 단위시간 동안 발생된 각 하위 단말기들의 우선순위별 평균 패킷 전송량 측정하였다. (그림 5)와 <표 2>는 우선순위에 따른 패킷 전송량을 측정한 결과를 나타낸다.
우선순위에 따른 채널 할당 지연시간 분석을 위해 채널 할당 받기까지의 채널 접근 지연시간을 측정하였다. (그림 6)과 <표 3>은 우선순위에 따른 채널 할당 요청에 대한 채널 접근 지연시간을 측정한 결과를 나타낸다.
이에 본 논문에서는 응급 데이터 전송을 위한 우선순위 기반 AP 채널 할당 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 우선순위 기반 채널 요청 단계와 우선순위 기반 채널 할당 단계로 나뉘어 동작한다.
이에 본 논문에서는 응급 데이터 전송을 위한 우선순위 기반 AP 채널 할당 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전송하려는 데이터에 우선순위를 부여하여 응급 데이터의 채널 요청 처리율을 높이고 채널 할당 지연시간을 감소시켜 응급 데이터 전송 신뢰도를 향상시켰다.
이에 본 논문에서는 응급 데이터 전송을 위한 우선순위 기반 AP 채널 할당 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전송하려는 데이터에 우선순위를 부여하여 응급 데이터의 채널 요청 처리율을 높이고 채널 할당 지연시간을 감소시켜 응급 데이터 전송 신뢰도를 향상시킨다.
제안하는 기법이 표준보다 응급 데이터 전송에 대하여 효율적임을 증명하기 위해 우선순위에 따른 채널 요청 처리율과 채널 할당 지연시간(Delay)을 분석하였다.

대상 데이터

본 장에서는 제안하는 기법이 표준보다 응급 데이터 전송에 대해 효율적임을 증명한다. 제안하는 기법의 성능을 분석하기 위해 OPNET 시뮬레이터를 이용하였다. OPNET 시뮬레이터[5]는 실제 동작을 관찰하지 않고, 네트워크의 동작과 영향을 예측 및 분석하기 위한 소프트웨어이다.
제안하는 기법의 성능을 분석하기 위해 실험 환경은 50m*50m 네트워크 영역에 한 개의 AP 를 중심으로 30 개의 하위 단말기를 임의로 배치한 성형 토폴로지로 구성하였다. AP 에 허용되는 채널 수는 25 로 설정하였으며, 각 하위 단말기들은 지속적으로 AP 에게 패킷을 전송한다.

성능/효과

실험결과, 제안하는 기법의 채널 할당 지연시간은 표준에 비해 약 11% 감소하였다. 또한 채널을 요청하려는 하위 단말기의 우선순위가 높을수록 채널 할당 지연시간이 감소하였다.
실험결과, 제안한 기법의 전송된 총 패킷 수는 표준에 비해 약 5% 더 많은 패킷을 전송하였다. 또한 각 하위 단말기들의 우선순위가 높을수록 AP 에게 더 많은 패킷을 전송하였다.

후속연구

향 후 실 장비를 대상으로 한 개발 및 구현을 통해 제안하는 기법의 보다 현실적인 검증이 필요하다.

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