분산 무선 LAN을 위한 예약 CDMA

Abstract

최근 무선 근거리 통신망의 연구가 활발히 진행되어 지고 있으며, 정보처리 량의 급증으로 인하여 분산 처리 방식의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 기존의 TDMA나 CSMA/CA, CDMA 방안들은 효율적인 채널 사용에 문제가 있고, 제어국이 필요하거나, 코드 재사용에 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 다중 엑세스 방안으로서 CDMA 방안을 사용하고, 채널 접근에 있어서 각 노드들이 분산화된 접근을 통하여 데이타 송수신을 수행하며, CDMA 직교 코드의 재사용을 가능하게 하는 DR_CDMA 방안을 제안 하였다. 이때 노드들에 우선 순위를 부여하여, 자원의 요구가 급격하게 증가하더라도 우선 순위가 높은 사용자 들에 대한 데이타 전송 특권을 부여하는 DR_CDMA_P 방안과 함께 노드의 우선 순위를 고려하지 않고 각 노드들이 동등한 전송 능력을 가지도록 하는 DR_CDMA_NP 방안도 고려하였다. 제안한 DR_CDMA 방안은 채널 사용에 있어서, 오버 헤드를 최소화하여 효율적인 채널의 사용이 가능하며, 가변 길이 프레임을 한번에 전송할 수 있고, 기존 LAN 프로토콜들과 연계성을 유지할 수 있는 장점을 지닌다. 또한, 새로운 사용자의 등록에도 편이성을 보장한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 DR_CDMA 방안을 기존의 비트 맵 기반 예약 TDMA 프로토콜과 비교하였고, 분산 환경에서 처리율과 지연 특성이 효과적임을 보였다. 특히 우선 순위를 고려하는 DR_CDMA_P 알고리즘에서는 트래픽 밀도가 1을 넘어서는 환경에서도 우선 순위가 높은 노드들에 대하여 데이타 전송이 무리 없이 이루어 짐을 보여주고 있다.

Recent technology innovations have increased the interest of end-user on wireless LAN(Local Area Network), However, conventional access protocols have some problems such as the degradation of channel utilization, necessity of control station and code reuse. Therefore, we propose new multiple access schemes, Distributed Reservation CDMA with Priority(DR_CDMA_P) and Distributed Reservation CDMA without Priority(DR_CDMA-NP) that can solve those problems in distributed CDMA wireless LAN environment. Simulation results show reliable performance improvement by new proposed protocol in wireless LAN environment that has large bandwidth and many nodes, This performance improvement is due to the variable length transmission property, minimum guard time and preamble, and optimal channel utilization of reservation CDMA. Also, DR_CDMA_NP can transmit data effectively when offered load increases over 1 due to the effective control mechanism, although reservation TDMA and DR_CDMA_NP cannot transmit data due to an extreme delay in the heavy load condition, In the view of management, insertion of new node and extension problems can be easily solved in proposed reservation CDMA protocols for its variable length property which can encapsulate conventional LAN frame. Also, new protocol could provide high degree of security readily because of spread spectrum property. Especially, inter-networking with conventional protocol, such as IEEE 802.3 Ethernet, is simple without additional overhead for variable length property.