전술통신 환경에서 정보 속성을 고려한 CSMA/CA T-Back off 알고리즘

Abstract

전술정보통신 환경에서의 네트워크 효율성을 극대화하는 방향으로 정보 전송의 효율적인 보장 및 향상 방안과 공유되어야 할 정보 내용과 지휘통제 및 공통상황인식을 증대시키고, 전파와 전달방법, 최적화된 네트워크 구현을 달성해야 한다. 이를 위해 제한된 주파수 자원을 효과적으로 이용하는 방법으로 전술적 상황을 고려한 다중 접속 프로토콜인 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)에 대한 연구는 전장 환경을 고려한다면 가치가 크고 지휘 및 전투요원과 각 종 무기체계의 디지털 네트워크화와 효과적인 네트워크 구성을 위해 반드시 수행되어져야할 부분이다. 본 논문에서는 먼저 무선 환경에서의 CSMA시스템의 특징과 동작, CSMA네트워크에서의 성능 분석에 대해 알아보고, CSMA/CA를 기반으로 하는 IEEE 802.11 표준과 이동 Ad-hoc네트워크에서의 MAC프로토콜의 종류와 본 논문과 관련된 부분의 연구 내용을 살펴보겠다. 그리고, 전술통신 환경에서 CSMA시스템의 특징과 이론적인 경우와의 차이점, 최적 CSMA/CA 성능이 보장되기 위한 방안에 대해 알아보겠다. 전술통신 환경에서 부대 유형 및 제대 규모에 따라 네트워크 구조가 다양하며, 전장 상황에 적합한 QoS를 구현하기 위해 필수적으로 수행되어져야 할 부분은 정보 속성별 우선 순위에 따라 정보의 전송이 보장되어야 한다는 것이다. 전술 상황에서의 네트워크 구현을 위해서는 한정된 주파수 자원을 활용하고, 채널 공유를 통한 CSMA/CA방식이 효과적인 방법이다. 전술통신 환경에서 적과 조우 및 접전시의 정보 유통이 일시에 급격히 증가할 것에 대비하여야 하며, 전술 정보 속성을 고려한 우선 순위의 전송 전략을 수립하여야 한다. 본 논문에서는 전술통신 환경에서의 가입자 규모와 정보속성별 우선 순위를 고려한 정보 전송이 가능하고 CSMA/CA의 성능이 보장되도록 Window 크기와 네트워크 부하를 고려한 Contention Window 크기의 조정으로 성능을 향상시키는 기법과 IEEE 802.11e를 기반으로 하여 Tactical Back off 알고리즘을 제안한다. 또한 OPNET 시뮬레이션을 수행하여 다양한 환경 조건에서 CSMA/CA방식의 성능평가를 통해 표준화된 상용의 기법과 비교할 경우 전술통신 환경에서의 정보유통 설정 기준에 근거한 정보 속성별 우선 순위 정보 전송의 우수한 성능을 확인하였다. 향후 다양한 무선 이동 네트워크에서의 성능 향상을 위한 계속적인 연구와 여러 계층을 고려한 연구를 수행할 것이다.