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권호 표지

IEEE 802.11 무선 랜의 성능 특성

  • Published : 2007.06.20
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Abstract

오늘날 인프라 무선 랜은 많은 사용자들이 사용하는 중요한 인터넷 접속 기술이다. 따라서, IEEE 802.11 MAC의 성능분석은 지난 몇 년간 무선 랜 연구의 중요한 테마 중의 하나였다. 본고에서는 프로토콜 계층 사이에 존재하는 상호 의존성의 중요성에 주목하며, IEEE 802.11 기반의 무선 랜이 갖는 성능 특성에 관하여 알아본다. 먼저, 무선 노드의 개수가 많아짐에 따라 무선 랜 시스템의 처리율이 감소한다는 IEEE 802.11 MAC DCF 분석 결과를 설명한다. 여기에 MAC 계층과 다른 계층 사이의 상호 작용에 주목하여, 무선 랜의 성능이 어떤 특성을 갖는지 알아본다. 물리 계층에 존재하는 무선 노드들 사이의 불평등성에 대해서 설명하고, 그로 인하여 노드들 간의 혼잡 수준이 떨어지고 경쟁 기반의 DCF 처리율이 혼잡 상태에서도 서서히 감소하게 되는 것을 설명한다. 또한, 전송 계층 프로토콜로서 TCP를 사용하는 경우의 무선 랜 성능에 관하여 알아본다. TCP는 실제로 무선 채널의 경쟁에 참여하는 노드를 $2{\sim}3$개 정도로 제한하는 효과가 있어서, TCP를 사용하는 무선 랜의 성능은 무선 노드의 개수에 상관없이 안정적인 것을 설명한다.

Keywords

References

  1. IEEE 802.11 part 11: Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications, Aug. 1999
  2. N. Abramson. The Aloha system-anorher alternative for computer communications. In Proc. Fall Joint Comput. Conf. AFIPS Conf., pages 281-285, 1970
  3. R. Metcalfe and D. Boggs. Ethernet: distributed packet switching for local computer networks. Communications of the ACM, 19(7):395-404, 1976 https://doi.org/10.1145/360248.360253
  4. G. Bianchi, Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 18(3):535-547, 2000 https://doi.org/10.1109/49.840210
  5. F. Cali, M. Conti, and E. Gregori. IEEE 802.11 protocol: Design and performance evaluation of an adaptive backoff mechanism. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 18(9): 1774-1786, 2000 https://doi.org/10.1109/49.872963
  6. S. Lu, T. Nandagopal, and V. Bharghavan. A wireless fair service algorithm for packet cellular networks. In Proc. ACM MobiCom '98, pages 10-20, 1998
  7. N. Vaidya, P. Bahl, and S. Gupta. Distributed fair scheduling in a wireless LAN. In Proc. ACM MobiCom '00, pages 167-178,2000
  8. A. Balachandran, G. Voelker, P. Bahl, and P. Rangan. Characterizing user behavior and network performance in a public wireless LAN. In Proc. ACM SIGMETRICS '02, pages 195-205,2002
  9. D. Kotz and K. Essien. Analysis of a campus-wide wireless network. In Proc. ACM MobiCom '02, pages 107-118,2002
  10. D. Tang and M. Baker. Analysis of a local-area wireless network. In Proc. ACM MobiCom '00, pages 1-10,2000
  11. D. Boggs, J. Mogul, and C. Kent. Measured capacity of an Ethernet: myths and reality. In Proc. ACM SIGCOMM '88, pages 222-234, 1988
  12. R. Knopp and P. Humblet. Information capacity and power control in single-cell multiuser communications. In Proc. ICC '95,1995
  13. D. Tse. Optimal power allocation over parallel Gaussian channels. In Proc. International Symposium on Information Theory, 1997
  14. H. Kim and J. Hou, Improving protocol capacity with model-based frame scheduling in IEEE 802.11-operated WLANs. In Proc. ACM MobiCom '03, pages 190-204, 2003
  15. C. Yuen and P. Marbach, Service differentiation in random access networks. Technical Report CSRG-472, Computer System Research Group, University of Toronto, Jul. 2003
  16. I. Cuinas and M. Sanchez. Measuring, modeling, and characterizing of indoor radio channel at 5.8GHz, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 50(2):526-535, 2001 https://doi.org/10.1109/25.923064
  17. S. Kjesbu and T. Brunsvik, Radiowave propagation in industrial environments. In 26th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, volume 4, pages 2425-2430,2000
  18. R. Tingley and K. Pahlavan. Space-time measurement of indoor radio propagation. IEEE Trans. Instrum. Meas., 50(1):22-31, 2001 https://doi.org/10.1109/19.903874
  19. S. Sridhar, D. Hogenboom, and B. Willemsen. Microwave experiments on chaotic billiards. J. Stat. Phys., 68(239), 1992
  20. M. Grossglauser and D. Tse. Mobility increases the capacity of ad-hoc wireless networks. In Proc. IEEE INFOCOM '01, pages 1360-1369, 2001