채널 용량 향상을 위한 무선 개인영역통신 네트워크(WPAN) 기반의 프로토콜 설계 및 분석 : Design and Analysis of MAC Protocols based on a Simplified Spatial Reuse Scheme in Wireless Personal Area Networks
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 발행년도 2004
- 학위명 박사
- 학과 대학원:전파공학과
- 식별자(기타) DL:000014914093
- 서지제어번호 000045212812
초록/요약
최근 무선 통신 분야에서는 음성 및 실시간 데이터와 같은 멀티미디어 서비스를 무선 ad-hoc 네트워크를 통하여 사용자 간의 끊김 없는 연결을 제공하기 위한 노력이 고조되고 있다. 이러한 무선 ad-hoc네트워크의 공통적인 중요한 특징은 대역폭의 희소성이다. 특히, 무선 휴대용 통신 장치와 가전 기기들이 크게 확산됨에 따라 ad-hoc 형태의 네트워크는 노드 밀집성이 증가될 것으로 예상되고 있으며, 이것은 곧 밀집된 네트워크에서의 데이터 트래픽 포화로 이어질 것이다. 이러한 사실을 고려해 볼 때 네트워크의 전송 용량은 밀집 ad-hoc 네트워크의 핵심적인 성능 분석의 지표가 될 뿐 아니라 채널의 이용을 효율적으로 제어하도록 하는 다중 접속 메커니즘의 설계는 중요한 연구 이슈가 된다. 본 논문에서 유비쿼터스 환경 구축을 위한 요소 기술로서 개인영역무선통신(WPAN, Wireless Personal Area Network) 네트워크를 위한 프로토콜 설계를 다룬다. 고속 데이터 전송을 위한 IEEE 802.15.3 HR-WPAN에서 자원의 효율적 사용을 위하여 같은 시간 슬롯에 여러 통신 쌍을 할당 하는 비교적 구현이 간단한 최대 전송 쌍 할당 기법을 제시한다. 제안된 기법을 통하여 WPAN의 네트워크 포화 용량을 기존 방식의 40 %이상 증가 시킴을 보였다. 제안된 기법은 향후 제한된 무선 자원을 이용하는 무선 시스템의 효율성을 극대화하기 위해 유용한 수단으로 적용될 수 있을 것이며, 나아가 향후 여타 네트워크의 특징과 결합하여 정확한 정보를 제공하면서 에너지 소비를 최소화할 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 프로토콜을 설계하는데 이바지하게 될 것이다.
more목차
ABSTRACT i
목 차 iii
그림 목차 v
표 목차 vi
제 1 장 서 론 1
제 2 장 개인영역무선통신(WPAN) 기술 개요 3
2.1 IEEE 802.15.3 HR-WPAN 6
2.1.1 IEEE 802.15.3 WPAN의 구성요소 6
2.1.2 계층 구조 8
2.1.3 IEEE 802.15.3 HR-WPAN의 피코넷 구조 9
2.1.4 슈퍼 프레임 구조 10
2.1.5 IFS (Inter-Frame Space) 12
2.1.6 경쟁구간에서 채널 접속 13
2.1.7 CTR 전송을 위한 CT 계산 15
2.1.8 비경쟁 구간에서의 채널 접속 17
2.1.9 Power management (PM) 18
2.2 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 25
2.2.1 IEEE 802.15.4 네트워크 구조 29
2.2.2 MAC (Medium Access Control) 프레임 포맷 31
2.2.3 슈퍼 프레임 구조 32
2.2.4 IFS (Inter Frame Spacing ) period 33
2.2.5 채널 접속 34
제 3 장 채널 용량 향상을 위한 공간 재사용 기법 36
3.1 공간 재사용 기법에 대한 기존의 연구 37
3.2 IEEE 802.15.3의 채널 요청 및 할당 41
3.3 제안 방식의 채널 요청 및 할당 방안 43
3.3.1 메시지 흐름도(Message Sequence Chart) 43
3.3.2 최대 전송쌍 할당 기법 44
제 4 장 전산실험 결과 및 성능 분석 49
4.1 전산실험 환경 49
4.2 채널 용량 및 패킷 지연 성능 분석 50
제 5 장 결 론 57
참고 문헌 59
