Adaptive Collision Resolution Algorithm for Improving Delay of Services in B-WLL System

B-WLL 시스템에서 서비스 지연 향상을 위한 충돌 해소 알고리즘

  • 안계현 (전북대학교 컴퓨터공학과, 영상정보신기술연구소) ;
  • 박병주 (전북대학교 컴퓨터공학과, 영상정보신기술연구소) ;
  • 백승권 (한국전자통신연구원) ;
  • 김응배 (한국전자통신연구원) ;
  • 김영천 (전북대학교 컴퓨터공학과, 영상정보신기술연구소)
  • Published : 2002.01.01

Abstract

In broadband wireless networks, the effective meeting of the QoS guarantees may strongly depend on the Contention Resolution Algorithm used in the uplink contention period. The time it takes a station to transmit a successful request to the base station, or request delay, must be kept low even during periods of high contention. If a request suffers many collisions, it cannot rely on the preemptive scheduler to receive low access delays. However, the conventional collision resolution algorithm has a problem that all collided stations are treated equally regardless of their delay from previous contention periods. Some requests may have very long request delay caused by continuous collisions. In this paper, we propose an adaptive collision resolution algorithm for fast random access in broadband wireless networks. The design goal is to provide quick access to the request with a high number of collisions. To do this, the proposed algorithm separates the whole contention region into multiple sub regions and permits access through each sub region only to the requests with equal number of collisions. The sub region is adaptively created according to the feedback information of previous random access. By simulation, the proposed algorithm can improve the performance in terms of throughput, random delay and complementary distribution of random delay by its ability to isolate higher priorities from lower ones. We can notice the algorithm provides efficiency and random access delay in random access environment.

동적 예약 기반의 매체 접근 제어 프로토콜을 사용하는 B-WLL 시스템에서 지연에 관한 QoS에 영향을 미치는 가장 중요한 요소는 임의 접속 방식을 갖는 예약 요청 슬롯의 성공률 및 지연이다. 본 논문에서는 Slotted ALOHA 기반의 임의 접속 구간에서 충돌을 겪지 않은 새로운 사용자와 이전 프레임에서 충돌을 경험한 사용자가 액세스하는 예약 요청 슬롯을 분할하여 충돌을 해소하는 충돌 해소 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 충돌이 발생한 슬롯의 수와 연속적인 충돌 지연을 고려하여 사용자가 경쟁하는 구간을 동적으로 설정함으로써 상대적으로 긴 충돌 지연을 경험한 사용자에게 높은 전송 성공의 기회를 제공할 수 있으며, 이에 따라 임의 접속 방식에서 예약 요청 패킷이 가지는 평균 경쟁 지연을 감소시킬 수 있다. 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션을 실시하였으며, 평균 경쟁 지연과 성공률 관점에서 기존의 기법보다 우수한 성능을 나타내었다.

Keywords

References

  1. IEEE 802.16 Broadband Wireless AccessWorking Group, 'Media Access ControlProtocol Control Protocol Based on DOCSIS1.1,' IEEE 802.16.1mc-00/01, Dec. 1999
  2. IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group, 'MAC Protocol for IEEE 802.16.1,' IEEE 802.16.1mc-00/15rl, April 2000
  3. D. Raychaudhuri, et. al., 'WATMnet : APrototype Wireless ATM System forMultimedia Personal Communication,' IEEE JSAC., vol. 15, no.1, pp.83, Jan. 1997
  4. 이우용, 김용진, 강충구. 'ETSI BRAN의 무선ATM 및 광대역 무선 액세스 네트워크 표준화및 기술 동향,' 한국통신학회지, 1998년 11월
  5. 정해원, 박봉혁, 이형호, '광대역 무선 가입자망의 현황 및 관련 기술 동향', 한국통신학회지, 제16권 10호, 1999년. 10월
  6. D.Vazquez-Cortizo, et. al., 'FS-ALOHA++, A Collision Resolution Algorithm with QoSSupport for the Contention Channel inMultiservices Wireless LAN,' Globecom'99,1999
  7. Mark D. Corner, et. al., 'A Priority Scheme forthe IEEE 802.14 MAC Protocol for Hybrid Fiber-Coax Networks,'
  8. Philippe Jacquet, Paul Muhlethaler et.al.,'Performance implementations of tree collisionresolution on CATV network,' IEEE 802.14Working Group(WG) meeting, April 1, 1996