Abstract
IEEE 802.11 WLANs support various data rates in order to adapt to wireless channel condition. It is known that when some WLAN stations use a lower data rate than the others, total throughput is considerably degraded. The concept of temporal fairness which provides equal time to all stations has been introduced to alleviate this performance anomaly problem. However, most previous mechanisms assume that stations have infinite backlogs in the MAC layer and do not consider transport layer. In this paper, we first examine and analyze the performance of previous methods considering transport layer protocols. We then propose two new temporal fairness guarantee methods: AP priority and dynamic CWmin adjustment. We carried out extensive performance study via ns-2 computer simulations. The results show that the proposed methods provide temporal fairness and improve the throughput of WLANs in various environments.
무선랜(Wireless LAN)으로 현재 널리 쓰이고 있는 IEEE 802.11 표준 프로토콜은 채널상태에 따라 다양한 데이타 전송률(data rate)을 지원한다. 서로 다른 데이타 전송률을 사용하는 여러 단말들이 동일한 무선랜에 존재할 경우 낮은 전송률을 사용하는 단말 때문에 높은 전송률을 지원하는 단말의 처리율이 저하되는 성능 이상(Performance Anomaly) 문제가 발생한다. 이러한 성능 이상 문제를 해결하는 방법으로 모든 단말에 동일한 전송시간을 제공하는 시간 공정성(Temporal Fairness) 개념이 제안되었다. 그러나 현재 제안된 대부분의 시간 공정성 제공방안은 MAC 계층에서 보낼 패킷이 항상 있는 상황을 가정하여 전송계층 프로토콜의 특성은 고려하지 않았다는 제약점을 가지고 있다. 본 논문에서는 대표적인 전송계층 프로토콜인 TCP와 UDP가 사용되는 환경에서 현재까지 제시된 시간 공정성 제공방안이 어떤 성능을 보이는지 분석하고, 전송계층의 특성 때문에 발생하는 문제점들을 해결하기 위해서 AP에 높은 우선 순위를 제공하는 AP 우선순위 방법과 노드의 CWmin 을 조절하는 동적 CWmin 조절 방안을 제안한다. 제안한 방법을 적용하면 다중 데이타 전송률을 사용하는 무선랜에서 전송계층으로 TCP, UDP 프로토콜이 혼재할 경우에도 전체적인 시간 공정성을 유지할 수 있고 전체 데이타 처리율(total throughput)이 향상된다는 것을 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 검증하였다.
