무선 멀티 홉 네트워크에서 IEEE 802.11e MAC의 QoS 향상 방안에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 EDCA-TM이라 불리는 새로운 아키텍처를 제안하고 있으며, 이 아키텍처는 기존의 Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) 프로토콜을 무선 멀티 홉 환경의 QoS 보장에 적합하도록 구조를 개선 또는 향상 시키는 방안을 제안한다. EDCA-TM 아키텍처에서는 Dynamic Access Category Adaptation (DACA) 모듈을 구현하여 기존의 EDCA 프로토콜에 Add-on 하여, 무선 멀티 홉 환경에서 QoS 요구 트래픽의 지연 시간과 전송률을 보장한다. 전송 구간의 각 단말에서 수신되는 모든 데이터 패킷은 DACA 모듈을 거치며, DACA 모듈은 이 패킷들의 Access Category (AC)를 제안된 알고리즘에 따라 적절한 값으로 재조정 한다. 기존의 EDCA 프로토콜과 달리 송신 단말에서 설정된 AC level은 전송 구간의 각 중간 단말에서 지속적으로 재계산된다. 또한 각 AC 큐에 쌓인 패킷들의 스케줄링 방식으로 Earliest Deadline First (EDF) 큐잉 방식을 도입하여 같은 AC level을 가지는 패킷들의 추가적인 전송 우선순위 처리가 가능하다. 이에 따라 오디오 또는 비디오 트래픽과 같은 멀티미디어 실시간 트래픽에 대한 QoS를 한층 더 보장하게 된다. 제안된 EDCA-TM 아키텍처의 성능 분석을 위해 Network Simulator-2 2.31 버전을 기반으로 구현하였고, EDCA 프로토콜과 관련연구 중 하나인 APHD 프로토콜을 대상으로 성능을 비교하였다. 성능 측정 결과, 제안된 EDCA-TM 방안이 다른 두 프로토콜 보다 우수한 성능을 보여주었고, 특히 전송지연 및 전송률에 엄격한 제한이 있는 QoS 트래픽에 더 적합함을 알 수 있다.