An Adaptive Delay Control based on the Transmission Urgency of the Packets in the Wireless Networks

무선망에서 패킷의 전송 긴급성을 고려한 적응적 지연 제어 방안

  • 정대인 (한국외국어대학교 공과대학 디지털정보공학과)
  • Published : 2010.01.31

Abstract

This paper proposes a traffic management policy for delay control in the wireless networks. The so-called EDD(Earliest Due Date) scheme is adopted as the packet scheduling policy, so that the service provision is performed in the order of the transmission urgency of the backlogged packets. In addition, we derive a formula to determine the contention window, one of the MAC parameters, with the goal of minimizing the non-work conserving characteristics of the traditional MAC scheme. This method eliminates the burden of the class-wise parameter settings which is typically required for the priority control. Simulations are performed to show the validity of the proposed scheme in comparison with the policy that adopts the class-level queue management such as the IEEE 802.11e standard. Smaller delays and higher rates of delay guarantees are observed throughout the experiments.

본 논문은 무선망 환경에서 패킷의 지연 제어를 위한 트래픽 관리 방안을 제시한다. 전송 노드의 버퍼에서 서비스 순서를 결정짓는 방안으로 EDD(Earliest Due Date) 스케쥴링 정책을 적용하여 각 패킷의 긴급성에 근거한 서비스 제어가 이루어지도록 하였다. 또한 채널 공유 제어를 위한 MAC 파라미터인 contention window 값은 MAC의 non-work conserving 특성을 최소화하여 지연을 감소시킬 수 있도록 시스템 상태에 따라 적응적으로 설정하는 방안을 제시하였다. 이 방안은 트래픽 클래스와는 무관하게 각 패킷별 지연 제어가 이루어지므로 클래스 단위의 파라미터 설정이 필요 없게 된다. 이러한 구현의 간편성 이외에 기능 및 성능의 타당성을 확인하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였으며, IEEE 802.11e와 같은 클래스 단위의 큐 운용 방식에 비해 지연 감소 및 지연 요구 충족률이 높은 것을 확인하였다.

Keywords

References

  1. H. M. Goldberg, "Analysis of the earliest due date scheduling rule in queueing systems," Math. Oper. Res., Vol.2, No.2, 1977.
  2. H. Saito, "Optimal queueing discipline for real-time traffic at ATM switching nodes," IEEE Trans. on Communications, Vol.38, No.12, pp.2131-2136, Dec. 1990. https://doi.org/10.1109/26.64655
  3. Y. Lim and J. E. Kobza, "Analysis of a delay-dependent priority queueing discipline in an integrated multiclass traffic fast packet switch," IEEE Trans. on Communications, Vol.38, No.5, pp.659-665, May 1990. https://doi.org/10.1109/26.54979
  4. L. Kleinrock, "Queueing Systems, Volume I: Theory," Wiley-Interscience, 1975.
  5. H. J. Chao and N. Uzun, "A VLSI sequencer chip for ATM traffic shaper and queue manager," IEEE J. Solid-State Circuits, Vol.27, pp.1634-1643, Nov. 1992. https://doi.org/10.1109/4.165345
  6. S. Mangold, S. Choi, G. R. Hiertz, O. Klein, and B. Walke, "Analysis of IEEE 802.11e for QoS support in wireless LANs," IEEE Wireless Communications, pp.40-50, Dec. 2003.
  7. Y. Yang and R. Kravets, "Achieving delay guqrantees in ad hoc networks through dynamic contention window adaptation," in Proc. of IEEE INFOCOM., 2006.
  8. D. Jeong, "센서네트워크에서의 에너지 효율적인 MAC 프로토콜 및 라우팅 알고리즘 설계", 최종결과보고서, 과제번호 R08-2003-000-10632-0, 한국과학재단, 2005.