A Study on the MAC Protocol to Reduce the Delay Time in Aeronautical Mobile Communication

항공이동통신에서의 지연 시간 감소를 위한 MAC 프로토콜에 대한 연구

본 논문은 현재 무선 LAN 환경에서 적용되고 있는 매체접근제어 프로토콜인 IEEE 802.11 CSMA/CA를 이용함으로써, 음성 위주의 항공이동통신에서 음성과 데이터 채널을 통합하여 사용하도록 하고 있다. 또한, 표준으로 제정되어 있는 기존의 CSMA/CA 매체접근제어 프로토콜에 대한 이해를 바탕으로 성능 개선 방안을 제안하였으며, 이를 바탕으로 채널 효율을 향상시켰다. IEEE 802.11 매체접근제어(MAC, Medium Access Control) 프로토콜은 데이터 유형에 따라 채널을 두 개의 구간(PCF와 DCF 구간)으로 나누어 전송하도록 하고 있다. 본 논문에서는, 데이터 유형별로 적용되는 구간 중, DCF 구간에서의 패킷간의 충돌 가능성을 줄임으로써 데이터 전송 효율을 높이는데 주안점을 두고 있다. 제안 방안으로는 경쟁 구간에서의 전송에서 충돌에 따른 손실을 보완할 수 있도록 Wireless Window Protocol(이하, WWP)을 적용한 후 전송 과정을 제어하였다. Hidden 터미널의 영향이 적으므로 가시권내 통신에 적합한 기존의 2-Way CSMA/CA 프로토콜을 항공통신에 적용하여 상태 천이 과정을 5개에서 6개로 세분화하였고, 주어진 확률에 의하여 나누어진 두 개의 그룹별로 상태 천이 과정을 다르게 적용하였다. 따라서, 채널이 한 항공기에 의해 점유되는 PCF를 제외한, DCF 구간에서의 데이터 전송 효율을 높일 수 있었다. 시뮬레이션은 채널 대역폭과 패킷 크기 등을 파라미터 값으로 하여 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 CSMA/CA에 비해 새로 제안한 알고리즘이 데이터 전송 과정에서 발생하는 충돌 가능성을 감소시킴으로써 성능이 향상됨을 알 수 있었다.