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안재현,윤정균,박세웅,Ahn, Jae-Hyun,Yun, Jeong-Kyun,Bahk, Sae-Woong 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.5A
IEEE 802.11의 DCF는 경쟁 기반 방식으로 폴링 기반 방식의 PCF에 비해 알고리즘이 단순하고 나쁘지 않은 성능을 보여주기 때문에 실질적으로 많이 쓰이고 있다. 하지만 DCF는 경쟁을 통하여 채널을 할당받기 때문에 데이터 전송 시에 다른 노드들과 충돌의 위험이 있다. 이러한 충돌을 줄이기 위해서 CSMA/CA의 충돌 회피 방식을 사용하지만 그 성능에는 한계가 있다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위해 톤을 사용한 새로운 경쟁 기법 TAR(Tone-based Access scheme with Repetitive contention)를 제안한다. TAR에서는 데이터 전송 채널(data transmission channel)외에도 적은 구간의 경쟁 채널(contention channel)을 두어 데이터 전송과 경쟁을 병렬적으로 처리함으로써 기존의 CSMA/CA가 가지고 있는 충돌에 대한 문제를 줄이고자 하였다. 경쟁 기법의 큰 개념은 기존의 CSMA/CA 기법을 이용하지만 경쟁 채널이라는 개념을 도입하여 반복적인 경쟁을 통해 데이터 전송 채널에서의 충돌 확률을 크게 줄이는 장점이 있다. 제안한 TAR 기법은 모의실험을 통해 기존의 기법에 비해 크게 좋은 성능을 보임을 확인하였다. There are two coordination functions in IEEE 802.11 standard. One is PCF, polling based function, and the other is DCF, contention based function. DCF is simpler than PCF but the performance is similar with the latter. That's the reason why DCF is more popular than PCF. However, DCF has a risk of collision with other nodes in the network because the function is a distributed contention based one. CSMA/CA of DCF has collision avoidance algorithm in it, but the performance of avoidance algorithm has limitations. In this paper we proposed a new scheme called TAR(Tone-based Access scheme with Repetitive conention). In TAR, there is narrow contention-only channel other than original data transmitting channel, so that both a data transmission and the contention can be performed simultaneously. The TAR uses the same contention concept with the CSMA/CA, but it has the originality for the narrow contention channel and the repetitive contention scheme which greatly reduce the collision probability. We proved the performance of TAR by some simulations, and it showed good results.
HomePlug AV 네트워크에서의 성능 향상을 위한 적응적 Contention Window 조절 방식
윤성국(Sung-Guk Yoon),윤정균(Jeongkyun Yun),김병승(Byungseung Kim),박세웅(Saewoong Bahk) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.5B
HomePlug AV (HPAV)는 댁내에 깔려있는 전력선을 이용하여 데이터 전송뿐만 아니라 음향과 영상까지 전송을 목표로 HomePlug Alliance에서 제정한 표준이다. 이 표준은 TDMA와 CSMA/CA 기술을 혼합하여 사용하는 MAC 기술을 사용한다. HPAV의 CSMA/CA 프로토콜은 Contention Window (CW)와 Deferral Counter (DC)라는 두 가지 주요한 변수를 가지고 HPAV 네트워크를 제어한다. 본 논문에서는 CW와 DC가 성능에 미치는 영향을 여러 각도에서 조명하였고 이를 기반으로 HPAV MAC의 수율을 높이기 위한 적응적 CW 조절 방식을 제안한다. 여러 실험을 통해 얻은 결과 CW가 DC 보다 수율에 더 민감한 성질을 가지고 있어서 제안하는 방식은 DC는 표준에 정의된 기본값을 사용하고 CW만을 조정한다. 제안하는 방식은 네트워크가 과부하가 걸려있다면 CW를 두 배로 늘려주고 네트워크의 부하가 적으면 CW를 반으로 줄여주는 단순한 방식을 이용함으로 복잡도를 낮춰 구현이 가능하다는 장점이 있다. 모의실험과 수리분석을 통해 제안하는 방식이 여러 다양한 환경에서 좋은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다. HomePlug AV (HPAV) is the standard for distribution of Audio/Video content as well as data within the home by using the power line. It uses a hybrid access mechanism that combines TDMA with CSMA/CA for MAC technology. The CSMA/CA protocol in HPAV has two main control knobs that can be used for access control: contention window (CW) size and deferral counter (DC). In this paper, we extensively investigate the impacts of CW and DC on performance through simulations, and propose an adaptive mechanism that adjusts the CW size to enhance the throughput in HPAV MAC. We find that the CW size is more influential on performance than the DC. Therefore, to make controlling the network easier, our proposal uses a default value of DC and adjusts the CW size. Our scheme simply increases or decreases the CW size if the network is too busy or too idle, respectively. We compare the performance of our proposal with those of the standard and other competitive schemes in terms of throughput and fairness. Our simulation and analysis results show that our adaptive CW mechanism performs very well under various scenarios.