다중접근범주를 지원하는 IEEE 802.11 기반 네트워크의 모형화와 성능 분석

Modeling and Performance Analysis of IEEE 802.11-based Networks for Multiple Access Categories

무선랜 표준으로 가장 많이 사용되고 있는 IEEE 802.11을 확장하여 다중접근범주를 지원하는 개선된 메카니즘을 제안하고, 네트워크의 모형화와 성능분석을 실시한다. 제안된 프로토콜은 패킷의 다양한 유형별로 차별화된 서비스를 제공하기 위하여, 802.11의 매체접근제어층에 유연성을 부여하여 패킷의 접근 범주에 따른 차별화된 백오프 절차를 통하여 다중접근범주를 지원한다. 유한 트래픽 조건 아래서 네트워크의 각 스테이션의 상태를 마코프 모형으로 분석하고 상태별 극한 확률과 전송처리율을 구하는 수치해석적 알고리즘을 유도한다. 기존 연구에서의 제한적인 가정들을 완화하여 각 스테이션은 임의의 유형의 패킷 전송을 시도할 수 있고, 유형별 패킹의 길이도 다르다고 가정한다. 마지막으로 다양한 시스템 설정 하에서 시뮬레이션을 통한 모형 검증과 성능 평가를 실시한다.

We model a network under an IEEE 802.11-based protocol for multiple access categories and carry out the performance analysis. Currently, 802.11 is the most widely deployed wireless LAN standard. The MAC layer of 802.11 is endowed with flexibility to provide a differentiated service for various types of packets through a diffrentiated backoff procedure. We present a Markov model for the state of each station under a finite load traffic condition and derive an numerical algorithm to find the transmission probability and the throughput. Most of the restrictive assumptions in the previous works are loosened in the way that each station can send an arbitrary type of packets and the length of a packet can be different depending on the access category. The proposed model is validated through simulation under various system settings.