무선 LAN에서 IEEE 802.11 MAC 프로토콜의 성능 분석

초록 IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 무선 지역 네트워크(LAN)의 사실상 표준이며, 무선 다중 홉 애드혹 네트워크를 위한 많은 네트워크 시뮬레이션 패키지에서도 구현되었습니다. 그러나 활성 스테이션의 수가 증가함에 따라, 각 스테이션의 부하가 포화 상태에 가까워질 때 특히 지연 및 처리량 측면에서 IEEE 802.11 MAC의 성능이 극적으로 저하된다는 것은 잘 알려져 있습니다. 이 프로토콜의 내재된 문제를 탐구하기 위해 MAC 계층에서 패킷 서비스 시간의 확률 분포를 특성화하는 것이 중요합니다. 본 논문에서는 지수 백오프 프로세스를 마르코프 체인으로 모델링함으로써, 일반화된 상태 전이 다이어그램의 신호 전이 함수를 사용하여 MAC 계층 서비스 시간의 근사 확률 분포를 도출할 수 있습니다. 그 후 우리는 MAC 계층 패킷 서비스 시간에 대한 이산 확률 분포를 제시하며, 이는 네트워크 시뮬레이션에서 얻은 시뮬레이션 데이터와 정확하게 일치함을 보여줍니다. MAC 계층 서비스 시간에 대한 확률 모델을 기반으로, 우리는 무선 LAN의 몇 가지 성능 지표를 분석하고 다양한 트래픽 부하에서 지연 및 처리량의 성능 저하에 대한 더 나은 설명을 제공합니다. 더욱이, 지수 분포가 큐 분석을 위한 MAC 계층 서비스 시간에 대한 좋은 근사 모델이 됨을 보여주며, 제시된 큐 모델이 MAC 계층의 도착 프로세스가 포아송일 때 ns-2에서 얻은 시뮬레이션 데이터와 정확하게 일치할 수 있습니다. 저작권 © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.