Data Transmission Rate Improvement Scheme Using Multicast ACK in IEEE 802.15.3

IEEE 802.15.3에서 Multicast ACK를 이용한 전송률 향상 기법

  • 정필성 (광운대학교 전자통신공학과) ;
  • 김화성 (광운대학교 전자통신공학과) ;
  • 오영환 (광운대학교 전자통신공학과)
  • Received : 2011.08.22
  • Accepted : 2011.10.18
  • Published : 2011.10.25

Abstract

WPAN(Wireless Personal Area Network) have many advantages such as using low power and cheap price, small size. So it is recently increasing application range such as personal portable device, home network and sensor network so and on. IEEE 802.15.3 basically has the point to point or peer to peer UM(Usage Model). But using devises that need data transmission is increasing in the house and office. Therefor UM of point to multipoint is proposed. In this paper, I proposed Multicast ACK mechanism on the point to multipoint UM. So it is able to transfer data to multiple devices as this Multicast transfer method at a time. Thus, throughput performance is improved. But the problem that increases data transfer delay is appeared because of adding Multicast ACK traffic. We compared the performance between standard and proposed mechanism through a numerical analysis.

무선 개인영역 네트워크는 저전력소비, 저가, 소형화 등의 장점을 가지고 있어 개인의 휴대장치와 홈 네트워크, 센서 네트워크 등으로 그 응용범위가 커지고 있다. IEEE 802.15.3 표준에서는 point to point 혹은 peer to peer의 UM(Usage Model)을 기본으로 하였지만, 가정이나 회사 내에서 데이터 통신을 요구하는 장치의 수가 증가하면서 point to multipoint의 UM이 제안되었다. 본 논문에서는 point to multipoint의 UM에서 표준에서는 지원되지 않는 multicast-ACK 메시지를 사용함으로써 동일한 데이터를 다수의 디바이스로 전송하는 경우에 Multicast 전송을 하여 전송률을 향상시켰다. Multicast 전송을 하게 되면 multicast-ACK의 증가로 지연시간이 증가되는 문제가 발생하여 이를 해결하기 위하여 CTA구간에서 데이터 전송이 끝나고 채널이 남는 구간에 multicast ACK를 전송하도록 하였다. 제안한 메커니즘을 수학적 분석을 통해 성능을 표준과 비교하였다.

Keywords

References

  1. IEEE, "Part 15.3 : Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)," IEEE std 802.15.3TM, Sep 2003.
  2. IEEE, "Part 15.3 : Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)," IEEE 802.15.3cTM, Oct 2009.
  3. 이우용, 김경표, 김용선, 김진경, 권형진, "IEEE 802.15.3c WPAN 표준화 기술 동향," 한국통신학회지(정보와 통신), 제24권, 제8호, 40-52쪽, 2007년 8월
  4. 이우용, 김진경, 김용선, 김경표, "Millimeter Wave WPAN(IEEE 802.15.3c) 전송 기술 및 표준화 동향," [IITA] 정보통신연구진흥원 학술정보 주간기술동향 1307호, 2007년 8월
  5. Jong-In Lee, Sangheon Pack, Kyung-Hoe Kim, Chul-hee Kang, "Channel Adaptive ACK Mechanism in IEEE 802.15.3 Wireless Personal Area Networks," ICOIN 2009, pp. 1-5, Jan 2009
  6. H. Chen, Z. Guo, R. Yao, and Y. Li, "Improved Performance with Adaptive Dly-ACK for IEEE 802.15.3 WPAN over UWB PHY", IEICE Transaciton on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, vol. E88, no. 9, pp. 2364-2372, Sep 2005.
  7. E. Kwon, K. Lee, and J. Lim, "Enhancement of IEEE 802.15.3 High Rate WPAN via MAC header Compression," IEEE IPCCC 2005, pp. 629-230, Apr 2005.
  8. E. Kwon, D. Hwang, J. Lim, "An Idle Timeslot Reuse Scheme for IEEE 802.15.3 High-Rate Wireless Personal Area Networks," IEEE VTC 2005, Vol. 2, pp. 715-719, Sep 2005.
  9. Ji Eun Kim, Young Ae Jeon, Sangjae Lee and Sang Sung Choi, "An Improvement of Channel Efficiency for IEEE 802.15.3 High Rate WPAN," IEEE ICACT 2006, Vol. 3, pp. 1677-1680, Feb 2006.
  10. Ji Eun Kim, Young Ae Jeon, Sangjae Lee and Sang Sung Choi, "ECAP: An Enhancement of the IEEE 802.15.3 MAC via Novel Scheduling," IEEE VTC 2006, pp. 1313-1317, May 2006.