WiMedia UWB 환경에서 트래픽 특성을 고려한 자원할당 알고리즘
Resource Allocation Algorithm Considering Traffic Characteristics in WiMedia UWB
- 주제(키워드) WiMedia , UWB , WPAN , QoS
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 김재현
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
WiMedia UWB 시스템은 중앙 코디네이터가 없는 분산구조로 되어있고 초고속의 데이터 전송이 가능하다. 자원할당을 제어하는 코디네이터가 없기 때문에 무선자원의 효율적인 활용 방안이 중요하다. WiMedia UWB 표준에서는 효율적인 무선자원 관리 알고리즘을 정의하고 있으나 자원의 부족현상이 발생할 경우 이를 해결하는 방안은 제시하고 있지 않다. 본 논문에서는 WiMedia UWB MAC의 기본적인 동작 메커니즘과 자원 할당 프로토콜에 관한 연구를 한다. 그리고 자원의 부족현상이 발생하였을 경우 지연에 민감한 실시간 서비스를 보장해주는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 지연에 민감한 정도에 따라 트래픽의 우선순위를 분류하고 사용 가능한 자원이 없는 상황에서 높은 우선순위의 트래픽을 갖는 단말이 자원을 확보함으로써 실시간 서비스의 전송을 보장해 준다. 또한 DSP를 적용하여 제안한 알고리즘으로 인해 특정 트래픽이 자원을 독점하는 것을 방지하고 각 트래픽의 최소한의 자원을 보장해주었다. 본 논문에서는 기존의 WiMedia UWB MAC과 제안한 알고리즘이 적용된 MAC간의 성능을 비교 분석하였다. 성능분석 지표로는 처리율, 지연, 공정성 그리고 패킷 손실률이 있다. 분석 결과에 의하면 제안한 알고리즘은 자원이 부족한 상황에서 실시간 트래픽의 전송을 보장해주었고 실시간 트래픽에 대해 공정성을 보장하였다. 또한 단말의 수가 증가할 수록 제안한 알고리즘이 보다 향상된 성능을 나타내는 것을 확인하였다.
more초록/요약
WiMedia UWB system is a distributed network where there is no central coordinator and can support high data rate. Since there is not a central coordinator which controls and manages resources among devices, it is important to utilize wireless resource efficiently. Though efficient resource allocation algorithms are defined in standard, algorithms that can overcome the problem where there lacks the resources are not yet proposed. In this paper, basic mechanisms of WiMedia UWB MAC protocol and resource allocation schemes are studied. Moreover, the algorithm that guarantees delay-sensitive traffic is proposed when resource is insufficient. The proposed algorithm classifies traffic priority according to delay sensitivity and guarantees real-time traffic transmission by providing resources in case of resource insufficiency. In addition, we applied DSP to prevent a particular traffic from possessing resources exclusively due to our proposed algorithm and to provide minimum required resources to each traffic. We analyzed and compared the performance of legacy WiMedia UWB MAC with that of the proposed algorithm. The performance metrics are throughput, delay, fairness and packet loss. As a result of the analysis, the proposed algorithm provides transmission and fairness of real-time traffic when resource is insufficient. Also as the number of devices increases, it is seen that the performance of the proposed algorithm is much improved.
more목차
제1장 서론 = 1
제2장 WiMedia UWB MAC = 3
2.1 WiMedia UWB MAC Superframe = 3
2.2 BP (Beacon Period) = 4
2.3 PCA (Priority Contention Access) = 5
2.4 DRP (Distributed Reservation Protocol) = 6
가. Reservation Policy = 8
2.5 BP 병합 (Merger of Multiple BPs) = 9
제3장 트래픽 특성을 고려한 자원할당 알고리즘 = 11
3.1 Relinquish Request IE를 활용한 자원 재할당 = 12
3.2 DPS (Dynamic Processor Sharing) = 15
가. 예약된 자원의 트래픽 비트맵 구성 = 16
나. DPS 적용 = 17
3.3 시뮬레이션 환경 = 20
3.4 성능분석 결과 = 22
가. 단말 수의 중가에 따른 네트워크 처리율 및 평균 패킷 지연 분석 = 22
나. 단말 수의 중가에 따른 패킷 손실률 분석 = 26
다. 단말 수의 중가에 따른 자원 점유율 분석 = 27
라. 단말 수의 중가에 따른 공정성 분석 = 28
마. BP 병합에서 음성 패킷의 손실률 분석 = 30
제4장 결론 = 34
참고문헌 = 36
Abstract = 38
