Tone-Based Access Scheme with Repetitive Contention in Contention-Based Medium Access Control

경쟁 기반 MAC에서의 반복적 톤 기반 경쟁 기법

  • 안재현 ;
  • 윤정균 (서울대학교 전기컴퓨터공학부, 뉴미디어통신공동연구소) ;
  • 박세웅 (서울대학교 전기컴퓨터공학부, 뉴미디어통신공동연구소)
  • Published : 2007.05.31

Abstract

There are two coordination functions in IEEE 802.11 standard. One is PCF, polling based function, and the other is DCF, contention based function. DCF is simpler than PCF but the performance is similar with the latter. That's the reason why DCF is more popular than PCF. However, DCF has a risk of collision with other nodes in the network because the function is a distributed contention based one. CSMA/CA of DCF has collision avoidance algorithm in it, but the performance of avoidance algorithm has limitations. In this paper we proposed a new scheme called TAR(Tone-based Access scheme with Repetitive conention). In TAR, there is narrow contention-only channel other than original data transmitting channel, so that both a data transmission and the contention can be performed simultaneously. The TAR uses the same contention concept with the CSMA/CA, but it has the originality for the narrow contention channel and the repetitive contention scheme which greatly reduce the collision probability. We proved the performance of TAR by some simulations, and it showed good results.

IEEE 802.11의 DCF는 경쟁 기반 방식으로 폴링 기반 방식의 PCF에 비해 알고리즘이 단순하고 나쁘지 않은 성능을 보여주기 때문에 실질적으로 많이 쓰이고 있다. 하지만 DCF는 경쟁을 통하여 채널을 할당받기 때문에 데이터 전송 시에 다른 노드들과 충돌의 위험이 있다. 이러한 충돌을 줄이기 위해서 CSMA/CA의 충돌 회피 방식을 사용하지만 그 성능에는 한계가 있다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위해 톤을 사용한 새로운 경쟁 기법 TAR(Tone-based Access scheme with Repetitive contention)를 제안한다. TAR에서는 데이터 전송 채널(data transmission channel)외에도 적은 구간의 경쟁 채널(contention channel)을 두어 데이터 전송과 경쟁을 병렬적으로 처리함으로써 기존의 CSMA/CA가 가지고 있는 충돌에 대한 문제를 줄이고자 하였다. 경쟁 기법의 큰 개념은 기존의 CSMA/CA 기법을 이용하지만 경쟁 채널이라는 개념을 도입하여 반복적인 경쟁을 통해 데이터 전송 채널에서의 충돌 확률을 크게 줄이는 장점이 있다. 제안한 TAR 기법은 모의실험을 통해 기존의 기법에 비해 크게 좋은 성능을 보임을 확인하였다.

Keywords

References

  1. IEEE Std 802.11, 'Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications,' 1999 Edition
  2. IEEE Std 802.11b, 'Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band,' 1999 Edition
  3. F. A. Tobagi, L. Kleinrock, 'Packet switching in radio channels: Part II-the hidden terminal problem in carrier sense multiple access and the busy tone solution,' IEEE Transactions on communications, vol. 23,no. 12, pp. 1417-1433, Dec. 1975 https://doi.org/10.1109/TCOM.1975.1092767
  4. G. Holland, N. Vaidya and P. Bahl, 'A Rate-Adaptive MAC Protocol for Multi-Hop Wireless Networks,' MOBICOM, July 2001
  5. G. Bianchi, 'Performance Analysis of the IEEE802.11 Distributed Coordination Function,' IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol.18, no.3, PP.535-547, Mar. 2000 https://doi.org/10.1109/49.840210