An Effective Broadcast Scheme in TDMA-based CNR Networks

Alternative Title
Kim, Jong-yon
Alternative Author(s)
일반대학원 NCW학과
The Graduate School, Ajou University
Publication Year
CNR networksTacticalMIL-STD-188-220DAP-NAD
전투 무선망과 같은 전술 네트워크에서는 상용 네트워크와 달리 메시지 우선순위에 의한 QoS (Quality-of-Service) 보장과 협대역 통신환경에서의 원활한 통신보장을 다루어야 한다. 이를 위해 많은 전술 애드 혹 프로토콜이 개발되었다. 이들 중 가장 많이 사용되고 일반적인 프로토콜이 MIL-STD-188-220이다. MIL-STD-188-220은 주로 음성 기반의 전투 무선망에서 전투원들간의 원활한 음성 및 데이터 통신을 위한 핵심 프로토콜이다. 현 전장은 산악지형이나 도심지역에서의 전개가 증가함에 따라, NLOS (None-Line of Sight) 통신환경이 증가한다. 따라서 현 전투 무선망은 단일 홉 환경보다는 다중 홉 환경에서의 원활한 통신이 요구된다. 이 논문의 핵심은 MIL-STD-188-220의 MAC (Medium Control Access) 프로토콜 중 가장 효율적이고 널리 사용되는 TDMA (Time Division Multiple Access)기반인 DAP-NAD (Deterministic Adaptable Priority - Network Access Delay)의 다중 홉 통신환경에서 효과적인 브로드캐스트를 위한 성능향상이다. MIL-STD-188-220에 정의된 브로드캐스트 기법은 다중 홉 네트워크에서 많은 불필요한 지연을 유발한다. 이는 브로드캐스트를 위한 릴레이 스테이션의 선택에 대한 알고리즘이 없고, 더욱이 DAP-NAD에서 이 릴레이 스테이션에게 네트워크 접속 우선권이 없기 때문이다. 이를 극복하기 위해서, MPR (Multi-Point Relay) 기법을 적용하고, DAP-NAD의 메커니즘을 토폴로지 정보에 기반하여 개선하였다. 제안 기법은 모의 실험 결과, 기존 기법보다 다중 홉 환경에서 브로드캐스트가 완료되는 시간이 월등하게 줄어 들었으며, 추가적으로 인트라넷 헤더 크기가 줄어드는 효과를 얻었다. 이 연구는 전투 무선망에서 MIL-STD-188-220의 성능을 데이터 링크 계층의 관점에서 향상시켰다.
Alternative Abstract
Unlike commercial networks, the tactical networks such as Combat Net Radio (CNR) network have been evolved to deal with QoS (Quality-of-Service) guarantee according to the message’s priority, and narrowband-based system. Among many protocols, MIL-STD-188-220 is the most typical ad-hoc protocol and a key factor to communicate seamlessly with all combat units in the tactical edge. Current tactical communication environment requires multi-hop communication rather than single-hop because the battlefield is changed into NLOS (None Line-of-Sight) areas like urban and mountainous areas. The key focus of this thesis is the performance enhancement of DAP (Deterministic Adaptable Priority) – NAD (Network Access Delay), which has a mechanism for QoS guarantee and is based on TDMA (Time Division Multiple Access), for the effective broadcast in MIL-STD-188-220 multi-hop CNR networks. The broadcast schemes as defined in this standard cause a lot of unnecessary delays in multi-hop networks. This is because they do not suggest the algorithms for an optimal selection of relay stations for effective broadcast, and also increase the intranet header size. Furthermore, no priority of network access opportunity is given to these relay stations over DAP-NAD. To overcome this problem, we adopt the concept of MPR (Multi-Point Relay) and modify the mechanism of DAP-NAD based on the topology information. The proposed scheme is thoroughly examined by simulation method. The results show that complete time of broadcast becomes significantly shorter than the time in conventional scheme, and the intranet header size is more reduced than the one in conventional scheme. This study improves the performance of MIL-STD-188-220 in terms of data-link layer based on CNR networks.

Appears in Collections:
Graduate School of Ajou University > Department of Military Digital Convergence > 3. Theses(Master)
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
RIS (EndNote)
XLS (Excel)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.