A study on fairness packet scheduling scheme in IEEE 802.11e WLAN system

Fairness보장을 위한 IEEE 802.l1e무선 LAN패킷 스케줄링 기법 연구

  • Published : 2006.09.01

Abstract

Since subscribers, who pay the same communication fees, have a strong desire to take similar services with the other users, it is an important issue to provide fairness among those subscribers wherever they are located. Therefore, in this paper we propose a QoS packet scheduler that can provide fairness among wireless LAN terminals and evaluate its performance using computer simulation. The key idea of this scheduler is to reduce the CW value of the wireless LAN terminal that has failed in sending its packets due to channel transmission error in order to offer the wireless MM terminal a higher transmission priority which is the idea of service compensation. We evaluate its performance using NS-2 network simulator, compare its numerical results to those of IEEE 802.11e without this scheme, and conclude that this scheme can reduce throughput difference between similar wireless LAN terminals.

서비스 가입자는 어떤지역에 위치하고 있더라도 유사한 형태의 서비스를 동일한 가격에 제공받고 싶어하는 강한 욕구를 가지고 있기 때문에 단말기의 위치에 따라 채널전송환경이 변하는 무선 통신 환경에서 단말기 별 Fairness를 유지하는 것은 서비스 처리량을 극대화해야 하는 목표와 함께 매우 중요한 목표 중의 하나이다. 따라서 본 논문에서는 무선 LAM 시스템에서 유사한 단말기 들 간의 fairness를 유지하기 위한 패킷 스케줄링 기법을 제안하고 성능분석을 수행하였다. 제안된 알고리즘의 주요 내용은 채널 전송오류에 의해 패킷 전송에서 실패한 무선 LAN 단말의 채널상태가 차후에 양호한 상태로 바뀌면 CW (Contention Window) 값을 감소시켜 채널경쟁에서 높은 우선순위를 갖게 하는 방법으로 보상서비스를 수행하여 것이다. 제안된 알고리즘은 네트워크 시뮬레이터인 NS-2를 이용하여 성능평가를 수행하였고, 수치 결과를 통해 제안된 알고리즘을 적용하였을 경우 유사한 단말 간의 서비스 처리량 차이를 줄일 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. IEEE Std. 802.11b, Supplement to Part 11: Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: higher-speed physical layer extension in the 2.4 GHz band, IEEE Std. 802.11b-1999, 1999
  2. IEEE Std. 802.11e/D6.0, Draft Supplement to Part 11: Wireless medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: medium access control (MAC) enhancements for quality of service (QoS), November 2003
  3. J. Zhao et al., 'Performance study of MAC for service differentiation in IEEE 802.11,' in Proc. of IEEE GLOBECOM'02, November 2002, pp. 17-21
  4. 김종덕, 'IEEE 802.11e EDCF 성능 분석과 평가,' 한국통신학회논문지, 제29권 12A호, pp. 1356-1366, 2004년 12월
  5. D. J. Deng and R. S. Chang, 'A priority for IEEE 802.11 DCF access method,' IEICE Trans. Commun, vol. E82-B, No. 1, January 1999
  6. S. Mangold et al., 'IEEE 802.11e wireless LAN for quality of service,' in Proc. of European Wireless'2002, February 2002
  7. W. Pattara, P. Krishnamurthy and S. Banerjee, 'Distributed mechanisms for quality of service in wireless LANs,' IEEE Wireless Commun. Mag., pp. 26-34, June 2003
  8. A. Banchs, A. and X. Perez, 'Distributed weighted fair queuing in 802.11 wireless LAN,' in Proc. of IEEE ICC'2002, April 2002
  9. S. Choi et al., 'IEEE 802.11e contention-based channel access (EDCF) performance evaluation,' in Proc. of IEEE ICC'2003, May 2003, pp. 1151-1156
  10. S. Tsao, 'Extending Earliest Due-Date Scheduling Algorithms for Wireless Networks with Location-Dependent Errors,' in Proc. IEEE VTC'2000, Boston, MA, September 2000
  11. Bharghavan, S. Lu, and T. Nandagopal, 'Fair queuing in wireless networks: Issues and approaches,' IEEE Personal Communications February 1999;6(1):44-53
  12. 전형익, 장재신, 'IEEE 802.11e 무선 LAN에서 EDCA기법 성능 분석,' 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회, 부산외국어대, 2005년 5월 21일, pp.528-532
  13. 전형익, 장재신, 'IEEE 802.11e 무선 LAN시스템에서 Throughput 증대를 위한 패킷 스케줄링 기법 연구,' 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회, 배제대학교, 2005년 10월 28일, pp.421-425
  14. T. S. Rappaport, Wireless communications: principles and practice, 2ed., Prentice Hall PTR, pp. 120-125, 2002
  15. S. McCanne and S. Floyd, 'NS network simulator,' version 2.27, http://www.isi.edu/nsnam/ns