우선권 부여기법을 활용한 무선 다중홉 중계 네트워크의 병목현상 및 불공정성 문제 해결
A Study of Resolution of Bottleneck and Unfairness Problem with Priority Schemes in Multihop Relay Networks
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초록
전쟁을 효과적으로 수행하는 데에 있어서 핵심적인 요소는 필요한 전장정보를 실시간으로 인접부대와 부대원들과 실시간으로 공유하고, 가장 효과적이고 효율적인 결심을 할 수 있도록 도와주는 C4I 체계라고 할 수 있다. 한국군은 새로운 형태의 미래전쟁을 준비하기 위하여 차기 전술통신체계인 TICN을 개발하고 있다. TICN 체계에서 대대급 전투부대의 C4I 체계의 보강을 위해 TICN 체계에는 TMMR이라는 다대역 다기능 무전기를 개발 및 전력화 할 계획이다. TMMR은 산악지형에서 통신 생존성을 극대화하기 위하여 Ad-Hoc 네트워크를 지원함으로써 인접 부대 또는 부대원과의 다중홉 중계 네트워크를 구성할 수 있다. TMMR은 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC) 방식으로 IEEE 802.11 표준을 사용하는데, 하지만 이 프로토콜은 다중홉 중계 네트워크에서 트래픽의 양이 증가할 경우 병목현상 및 불공정성 문제를 불러일으킨다. 이는 전투 국면과 같은 데이터의 양이 급격하게 증가하는 상황일 경우 지휘관 또는 지휘자의 중요한 명령이 제대로 전달되지 못하여 전투에 치명적인 피해를 초래할 수 있으며, 또한 통신에 필요한 제어정보, 예를 들어 라우팅 정보 등이 제대로 전달되지 못하여 통신 효율성을 감소시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 다중홉 중계 네트워크에서 발생할 수 있는 병목현상 및 불공정성 문제를 해결하기 위한 CWmin과 TXOP에 기반한 우선권 기법들을 제안하고, 이 우선권 부여 기법들이 갖는 특징을 면밀하게 분석하고자 한다. 또한 이 우선권 기법들을 이용하여 병목현상 및 불공정성을 해결할 수 있음과 우선권에 적용에 따른 특징을 시뮬레이션 결과를 통하여 증명 및 분석하고자 한다.
Abstract
In the future warfare, the instant sharing of battlefield information will be crucial factor to win against the enemy. The joint awareness between battle units about the states of friendly forces, enemies, and battlefield environments enables commanders and combatants to make a decision effectively and efficiently within a limited time. To secure continual communications in battlefield environments, the implementation of multihop relay networks must be considered to be applied to C4I system. In multihop relay networks, the most commonly adopted MAC protocol is IEEE 802.11 standard due to its autonomous and distributed manner. However, this standard doesn't work well in multihop relay networks, since there exist bottleneck and unfairness problem caused by the characteristics of IEEE 802.11 allowing nodes to have same opportunities of channel usages stochastically. In this paper, we analyze these two problems and suggest two priority schemes based on CWmin and TXOP respectively to resolve the problems. The simulation results of NS-2 will be given to validate our proposed schemes and discuss the comparison of two priority scheme.
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