Abstract
Recent advances in the speed of multi-rate wireless local area networks (WLANs) and the proliferation of WLAN devices have made rate adaptive, opportunistic scheduling critical for throughput optimization. As WLAN traffic evolves to be more symmetric due to the emerging new applications such as VoWLAN, collaborative download, and peer-to-peer file sharing, opportunistic scheduling at the downlink becomes insufficient for optimized utilization of the single shared wireless channel. However, opportunistic scheduling on the uplink of a WLAN is challenging because wireless channel condition is dynamic and asymmetric. Each transmitting client has to probe the access point to maintain the updated channel conditions at the access point. Moreover, the scheduling decisions must be coordinated at all clients for consistency. This paper presents JUDS, a joint uplink/downlink opportunistic scheduling for WLANs. Through synergistic integration of both the uplink and the downlink scheduling, JUDS maximizes channel diversity at significantly reduced scheduling overhead. It also enforces fair channel sharing between the downlink and uplink traffic. Through extensive QualNet simulations, we show that JUDS improves the overall throughput by up to 127% and achieves close-to-perfect fairness between uplink and downlink traffic.
무선랜의 보편화와 속도증가로 인해 시스템 성능향상을 위한 기회적 스케줄링 기법의 중요성이 증대되고 있다. Voice-over-IP, peer-to-peer와 같은 새로운 응용 프로그램의 증가와 함께 무선랜 트래픽은 점점 더 상하링크 대칭이 되어가고 있으며, 그에 따라 무선랜 하향링크에 편중된 기회적 스케줄링 기법만으로는 공유된 한 개의 무선 채널의 효율을 높일 수 없게 되었다. 그러나, 무선랜의 채널 특성은 시간에 따른 변화가 크며 또한 상하대칭적이지도 않기 때문에, 무선랜 상향링크에서의 기회적 스케줄링은 결코 쉬운 문제가 아니다. 각 전송 클라이언트는 access point에게 채널상황을 보고해야 하며, 스케줄링 결정은 모든 클라이언트들의 동의를 얻어야만 한다. 본 논문에서는 무선랜 환경에서 협동 상향/하향 링크 기회적 스케줄링 기법 JUDS(joint uplink/downlink opportunistic scheduling for WLANs)을 제안한다. JUDS는 상향과 하향링크 스케줄링을 결합함으로써 채널의 상이점을 최대화하며 오버헤드를 최소화한다. JUDS는 또한 상향과 하향링크 사이에 균등한 채널 공유를 하도록 한다. Qualnet 시뮬레이션을 통해, JUDS는 최대 127%의 성능향상을 보이며, 상향/하향 링크 사이 완벽에 가까운 균등한 채널 공유를 보인다.
