Initial Backoff Window의 크기에 관한 IEEE 802.16 MAC 프로토콜 성능 분석
Performance Analysis of IEEE 802.16 MAC Protocol According to Initial Backoff Window Size
- 주제(키워드) Optimal initial backoff window , Binary exponential backoff algorithm , IEEE 802.16 MAC protocol , Cost function
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김재현
- 발행년도 2006
- 학위수여년월 2006. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
TDMA(Time Division Multiple Access) 기반의 IEEE 802.16 MAC(Medium Access Control) 프로토콜에서는 상향링크를 UL_MAP (Uplink MAP) 메시지에 의하여 레인징 구간, 경쟁구간, 데이터 전송구간으로 구성된 프레임 단위로 구분한다. SS(Subscriber Station)가 데이터를 전송하고자 하면 그 SS는 경쟁구간으로 대역폭 요청메시지를 전송하고, BS(Base Station)는 요청된 대역폭 요청메시지에 대한 응답으로 UP_MAP 메시지를 통하여 SS에게 데이터 전송구간의 대역폭을 할당한다. IEEE 802.16 MAC 프로토콜에서는 경쟁구간에서 대역폭 요청메시지 간 충돌이 발생할 경우 binary exponential backoff 알고리즘이 적용되는데, 연속적인 충돌이 발생하면 backoff window를 두 배만큼 증가시킴으로써 재전송 시 대역폭 요청메시지 간 충돌확률을 감소시킨다. Binary exponential backoff 알고리즘에서는 backoff window의 크기에 따라 MAC 프로토콜의 성능이 영향을 받지만 표준에는 backoff window에 대한 할당기준이 정의되어 있지 않으므로 backoff window의 최적의 크기에 대한 분석이 필요하다. Backoff window의 크기는 initial backoff window의 크기에 따라 결정이 되기 때문에 backoff window의 크기에 대한 분석을 하기 위해서는 initial backoff window에 대한 분석이 이루어져야 한다. 따라서, 본 논문에서는 IEEE 802.16 MAC 프로토콜의 성능을 향상시키기 위하여 binary exponential backoff 알고리즘에서의 initial backoff window의 크기를 최적화한다. Initial backoff window의 최적화는 사용자의 수에 따른 처리율과 평균전송지연, 그리고 패킷 드롭 확률을 분석하고, 세 가지 성능들에 가중치를 설정하여 cost function을 정의함으로써 시스템 성능을 분석하는 방식으로 진행하였다. 분석 결과로 평균전송지연에 민감한 트래픽은 IEEE 802.16 MAC 프로토콜의 성능을 향상시키기 위하여 initial backoff window의 크기를 작게 설정해주어야 하고, 패킷 드롭 확률에 민감한 트래픽에 대해서는 initial backoff window를 크게 할당해주어야 한다.
more목차
제１장 서 론 1
제２장 IEEE 802.16 MAC 프로토콜 4
제３장 IEEE 802.16 MAC 프로토콜에서 Binary Exponential Backoff 알고리즘의 Initial Backoff Window 크기 최적화 10
3.1 SS의 대역폭 요청메시지 전송확률 분석 12
3.2 처리율, 평균전송지연, 그리고 패킷 드롭 확률 분석 19
3.3 성능 분석 결과 23
3.4 최적의 Initial Backoff Window 크기 분석 28
제４장 결 론 36
참 고 문 헌 37
Abstract 39
