제한적인 채널공유 환경을 고려한 집중식 매체접근제어기법의 개발 : Design of Centralized Medium Access Control Protocols Considering Constrained Channel Sharing
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 최진우
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 200508
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 전자공학
- 식별자(기타) 000000084486
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문은 채널사용의 제약에 따라 매체공유 통신시스템을 완전매체공유 시스템과 불완전매체공유 시스템으로 분류하였다. 완전매체공유 시스템은 송수신 단말기에 상관없이 공유매체 상에 확보된 모든 통신 채널을 사용하여 통신이 가능한 시스템이다. 이에 비해 불완전매체공유 시스템은 송수신 단말기에 따라 불가피하게 공유매체상에 확보된 통신채널 중 일부만을 사용하여 통신이 가능한 시스템이다. 매체공유기반 통신시스템은 매체의 특성에 따라 각각 고유한 매체접근제어기법을 운영하고 있으며 이들의 주요기능은 다수의 노드가 동시에 프레임을 전송할 때 발생하는 프레임의 충돌(collision)을 방지하는 것이다. 만일 사용할 수 있는 채널에 다양한 제약이 따를 수 있는 불완전매체공유시스템의 특성이 반영되지 않고 기존의 매체접근기법이 불완전매체공유시스템에 그대로 적용된다면 비효율적인 채널 활용으로 인한 전체적인 성능의 열화가 발생할 가능성이 크다. 따라서 본 논문에서는 별도의 중앙노드가 채널의 할당과 회수를 담당하는 동기식/집중방식의 매체접근제어기법을 기준으로 불완전매체공유 통신시스템의 매체접근제어기법 연구의 핵심이 되는 최적 채널할당기법과 연산 복잡도를 낮춘 준최적 채널할당기법들을 제안한다. 최적 채널할당기법은 채널할당문제를 다중항목흐름(multi-commodity flow) 최대화 문제로 간주하고 선형 프로그래밍 문제를 유도하여 전역 최적해를 구한다. 최적 채널할당기법은 최적해를 구할 수 있는 장점이 있지만 그것의 연산 복잡도로 인해 실제 네트워크 환경에서 적용되기 위해서는 연산의 부담이 적은 준최적 기법의 개발이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 준최적 채널할당기법으로써 2단 반복적 짝짓기기반 채널할당기법과 1단 순차적 짝짓기기반 채널할당기법을 제안한다. 이러한 준최적 채널할당기법은 모의 실험을 통해 1단 순차적 짝짓기기반 채널할당기법이 2단 반복적 짝짓기기반 채널할당기법채널할당기법에 비해 좋은 성능을 제공하고 있음을 확인할 수 있었다.
more초록/요약
Shared medium communication systems can be classified into two classes according to constraints on channel allocation : complete medium sharing system and incomplete medium sharing system. In complete medium sharing systems, any unoccupied channels can be allocated to any transmitter/receiver pairs. On the other hand, in incomplete medium sharing systems, there exist constraints in allocating unoccupied channels to some transmitter/receiver pairs for various reasons; e. g., due to limitations in functionality of transmitter and/or receiver. Reflecting such constraints in medium access control is crucial to achieve efficient channel utilization in incomplete medium sharing systems. In this thesis, we address the problem of optimal channel allocation in incomplete shared medium systems where each transmitter/receiver pair can communicate over a specific subset of channels. The optimal allocation problem is translated into a maximum flow problem in a multi-commodity flow graph, and it is shown that the optimal solution can then be obtained by solving a linear programming problem. In addition, two suboptimal channel allocation schemes are proposed, which are based on an iterative matching technique similar to iSLIP and require much less computation than the optimal schemes. Through a set of numerical experiments, the average channel utilizations achieved by optimal/suboptimal channel allocation schemes are compared, and it is found that coordinate-based matching algorithm among suboptimal schemes can achieve channel utilization close to that of the optimal scheme.
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