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재밍 기반의 재전송 방식을 사용한 무선 LAN에서의 효율적인 실시간 트래픽 전송 방안의 성능 분석
구도정,윤종호,Koo Do-Jung,Yoon Chong-Ho 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.2B
본 논문에서는 무선LAN에서 실시간 트래픽의 효율적인 전송을 위해 새로운 재밍방식을 사용한 충돌 방지 방안을 제안하고 기존 MAC과의 성능을 비교 분석하였다. 기존의 무선LAN에서는 단말들간 프레임 전송 충돌을 방지하기 위하여 이진 지수 분포(BinaryExponential) 백오프 알고리즘을 사용하기 때문에, 망의 부하가 크거나, 망에 존재하는 무선 단말의 수가 많을수록 프레임 충돌이 발생할 확률이 증가하므로 실시간 트래픽 전송에 불리하다. 이 점에 착안하여 본 논문에서 제안한 재밍 기반의 재전송 방식은 실시간 트래픽의 전송 중 충돌이 발생하면, 충돌에 개입한 각 무선 단말이 동시에 충돌을 감지하고 자신의 채널 사용 횟수를 기록한 데이터 베이스를 참조하여, 서로 상이한 재밍 윈도우 기간 동안 재밍 신호를 송신함으로써, 다른 단말의 접근을 일단 차단시킨다. 이후, 자신의 재밍 윈도우 기간 만기시 채널이 비어있는 경우에만 자신의 프레임을 재전송하도록 함으로써 해당 프레임의 재충돌을 방지한다. 이 과정에서 송신단말이 동시에 충돌을 감지할 수 있도록 모든 연결의 실시간 프레임들은 고정된 길이를 가지도록 하여 전송한 프레임에 대한응답 프레임을 수신하기까지 걸리는 시간은 동일한 것으로 가정하였다. 제안된 방식과 기존 MAC의 성능을 모의 실험으로 비교 분석한 결과, 제안 방식의 경우 프레임의 평균 충돌횟수, 평균 백오프 시간 그리고 프레임의 평균 전송대기 시간이 기존 방식보다 우수하였다. 제안된 방식을 실시간 트래픽 양이 많은 무선랜에서 활용한다면, 실시간 트래픽의 전송 지연 시간을 단축시킴으로써, 무선LAN의 실시간 응용에 적절하게 적용될 수 있을 것이다. In order to provide a realtime transmission over a wireless LAM, we here present a new jamming based retransmission mechanism. In a legacy wireless LAN system, all stations use the binary exponential backoff algorithm to avoid collisions among frames. It is well known that the backoff algorithm causes more collisions as the numbers of active stations increases. This makes transmission of real time traffic hard. In the proposed scheme, when each station senses collisions, it promptly allows to send a jamming signal during a unique jamming window period which is determined by its own channel access count database(CACDB). This jamming windows is chosen not to be overlapped each other by using of CACDB, and thus channel access of another station is prevented. Hereafter the station gets the ownership of the medium when the wireless medium becomes idle after sending the jamming signal and sensing carrier, and then sends frame in medium. In our proposal, repeating collisions is never happened. We here assume that real time traffic use a frame of fixed length in order to make the time for receiving its ACK frame same. Comparing the proposed jamming-based retransmission scheme with the the 802.11 and 802.11e MAC by simulation. one can find that the proposed scheme have advantages in terms of delay, average backoff time, and average number of collisions per frame. One can find that the proposed scheme might be practically applicable to several applications of realtime traffic transmission in wireless LAN systems.
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브리지 망에서 지원능력을 고려한 스패닝 트리 생성 알고리듬의 성능 분석
구도정,윤종호,임재명,Koo Do-Jung,Yoon Chong-Ho,Lim Jae-Myung 한국통신학회 2006 한국통신학회논문지 Vol.31 No.5B
본 논문에서는 기존의 이더넷 브리지와 새로운 동기식 이더넷 포트가 장착된 브리지가 함께 구성된 망에서 각 브리지의 지원능력 별로 다중 트리를 구성하는 알고리듬을 소개하고 성능을 분석하였다. 기존 IEEE 802.1D 규격의 스패닝트리 알고리듬은 브리지의 지원능력을 고려하지 않고 단순히 브리지 식별자를 바탕으로 루트브리지를 선출하여 이를 중심으로 트리를 구성한다. 이는 기존의 이더넷 브리지와 동기식 이더넷 브리지가 함께 구성된 망에서 동기식 이더넷 브리지가 루트브리지로 선출될 경우, 한 수퍼 프레임 내에서 비동기 프레임 전송 구간의 길이가 최소 25%로 규정되어 있는 동기식 이더넷 브리지의 특성상, 비동기 트래픽에 대한 대역 제한으로 인해루트 브리지에서의 큰 지연이 발생한다. 본 논문에서는 단순히 브리지 식별자로 단일 트리를 형성하는 기존 스패닝 트리 알고리듬과는 달리, 브리지의 지원 능력 별로 구분되는 2 개의 트리를구성하도록 하여 각 트래픽별 별개의 전송 경로를 제공함으로써 이와 같은 문제를해결하는 CAST 알고리듬을 제안하고 성능을 분석하였다. 모의실험 결과, 제안된CAST 알고리듬의 경우, 높은 트래픽 부하와 경유 브리지 수가 많을수록, 비동기 트래픽의 종단간지연시간이 짧아짐을 확인하였다. In this paper, we suggest a new capability aware spanning tree(CAST) algorithm for Ethernet bridged network which consists of both legacy Ethernet bridges and synchronous Ethernet ones. The legacy spanning tree algorithm specified in IEEE 802.1D standard select root bridge and construct tree based on each bridge's identifier without consideration of each bridge's capability. Thus we note that if the legacy STP may assign a synchronous bridge as a root bridge, the bridge may become a bottleneck for asynchronous trafficbecause of bandwidth limitation for asynchronous traffic. In this paper, the CAST algorithm constructsmultiple spanning tree by using of bridge capability and makes different transmission path for each traffics, can removes this kind of defect. From the simulation results, we can see that the proposed CAST algorithm has better end-to-end delay performance than legacy spanning tree algorithm in high traffic load and multiple hops environment.
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