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IEEE 802.11 프로토콜 기반 메쉬 무선랜의 성능분석
Performance Analysis of Mesh WLANs based on IEEE 802.11 protocols

이계상   (동의대학교 공과대학 정보통신공학과UU0000509  );
  • 초록

    메쉬 라우터들이 무선 멀티 홉 메쉬 형상으로 자동설정 연결되어 동작되는 메쉬 무선 랜(Mesh WLAN)은, 유선으로 AP(Access Point)를 연결하여 무선랜을 확장하는 기존 방식보다 구축의 편리성 및 신속성, 운용의 유연성 면에서 장점을 갖는다. 하지만, 멀티 홉 메쉬 무선 랜에서 인접 홉 간의 전파 간섭으로 인한 망 성능의 저하 및 기존의 무선 네트워크 프로토콜이 그대로 재활용될 수 있는지 등의 미해결 기술 과제가 남아 있다. 본 연구에서는 멀티 무선 인터페이스를 적용한 IEEE 802.11a/g 기반 선형 메쉬 무선랜의 VoIP 지원 성능을 모의 실험을 통해 분석한다. 분석 결과를 통해, 메쉬 라우터의 홉 위치에 따라 VoIP 패킷 지연 등 네트워크 성능의 불공평성(unfairness)이 존재함을 보이고, 음성 패킷의 페이로드 크기를 증가시켜 프로토콜 오버 헤드를 줄임으로써 네트워크의 호 수용 용량은 증가되지만, 기대치에는 미치지 못함을 보인다. 이는 기존 무선랜을 위해 고안된 802.11 MAC 프로토콜이 메쉬망에 그대로 적용되었을 때의 한계를 드러내는 것이며, 기존 프로토콜의 개선 및 새로운 프로토콜의 개발이 요구됨을 암시한다.


    Mesh WLANs, which consist of wireless mesh routers connecting each other in a mesh topology and self-operate after their autoconfiguration, have several advantages in convenience, swiftness and flexibility of deployment and operation over existing WLANs the expansions of which are done by connecting the APs with wires. However, many technical issues still remain to be solved. Among them, network performance degradations due to the interference between the adjacent hops in multi-hop mesh WLANs, and the reusability of the existing wireless network protocols are critical problems to be answered. This work evaluates the VoIP support performance of IEEE 802.11a/g-based mesh WLANs with multiple wireless interfaces with simulations. The results show that there exit an unfairness in VoIP packet delay performances among mobile routers located at different hops, and that although the capacity of the admitted calls can be increased by increasing the size of voice packet payload it is far less than the expected one. This suggests that the existing 802.11 MAC protocols have their limitation when applied in mesh networks and their enhancement or even a newer one nay be required.


  • 주제어

    무선랜 .   무선 메쉬 네트워크 .   불공평성 .   무선 멀티 인터페이스.  

  • 참고문헌 (9)

    1. V. Jain et al., "A Cross Layer MAC with Explicit Synchronization through Intelligent Feedback for Multiple Beam Antennas," Proc. IEEE GLOBECOM, pp 3196-3200, 2005 
    2. S. Liese, D. Wu, and P. Mohapatra, "Experimental Characterization of an 802.11b Wireless Mesh Network," UC Davis Comp. Sci. Dept. tech. rep 
    3. ITU-T Recommendation G.729, "Coding of Speech at 8 kbits Using Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear Prediction (CS-ACELP)," Mar., 1996 
    4. "Hyacinth: An IEEE 802.11-based Multi-channel Wireless Network," http://www.ecsl. cs.sunysb.edu/multichannel 
    5. I. F. Akyldiz and et. al., "A Survey on Wireless Mesh Networks," IEEE Radio Communications., pp S23-S30, Sep., 2005 
    6. P. Kyasanur and N. H. Vaidya, "Routing and Interface Assignment in Multi-Channel Multi-Interface Wireless Networks," IEEE WCNC, New Orleans, LA, pp2051-2056, Mar. 2005 
    7. S. M. Faccin and et. al., "Mesh WLAN Networks: Concept and System Design," IEEE Wireless Mag., pp 10-17, Apr., 2006 
    8. K. Ramachandran et al., "Interference-Aware Channel Assignment in Multi-Radio Wireless Mesh Networks," IEEE INFOCOM, pp 1-12, 2006 
    9. ITU-T G.114, "One-Way Transmission Time," 1996 

 저자의 다른 논문

  • Lee, Kye-Sang (14)

    1. 1998 "Internet과 ATM의 통합 표준화 동향 분석" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 2 (1): 101~108    
    2. 1998 "ATM 망을 통한 인터넷 통합서비스" 전자통신동향분석 = Electronics and telecommunications trends 13 (1): 1~13    
    3. 1999 "인터넷 Core 망 표준 기술 동향" TTA 저널 = TTA journal 66 (): 80~95    
    4. 2003 "인터넷 키 관리 프로토콜에 관한 연구" 정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part C Part C c10 (2): 133~140    
    5. 2003 "IOSec VPN 테스트 베드의 구성 및 암호화 식별 도구 개발" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템 28 (c6): 659~667    
    6. 2004 "IETF IPSEC 관련 그룹 및 MSEC 그룹 표준화 동향" 情報保護學會誌 = KIISC review 14 (2): 38~45    
    7. 2008 "IEEE 802.11e EDCA 무선랜의 매체 접속 지연 시간 및 정상 상태에서의 패킷 지연 분석" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 12 (8): 1420~1426    
    8. 2009 "IEEE 802.11 무선랜 DCF의 정상상태에서의 효과적인 성능 분석" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 13 (2): 261~266    
    9. 2010 "Comparison of Architectures Supporting Emergency Services for VOIP Services" International journal of maritime information and communication sciences 8 (5): 508~512    
    10. 2010 "이더넷 기반 기업 인터넷 전화망에서 긴급 서비스 지원을 위한 개선된 위치 정보 제공 방식" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 14 (12): 2663~2669    

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