IEEE 802.16 is a promising wireless wide area network solution with high data-rate and wide range coverage area. IEEE 802.16 standard defines two modes of operation, point-to-multipoint (PMP) mode and mesh mode. IEEE 802.16 mesh mode is a solution to extend the coverage of IEEE 802.16 by allowing subscriber stations to relay other subscriber stations’ data. In such multi-hop network, increasing the system bandwidth through schedule length minimization is the most crucial issue, while the scheduling of the mesh network mainly depends on the design of routing protocol. In this paper, we propose an efficient routing algorithm that maximizes system bandwidth by utilizing the characteristics of IEEE 802.16 mesh network such as spatial reuse and adaptive coding and modulation. In addition, the proposed algorithm decreases scheduler complexity by integrating QoS parameters into routing algorithm instead of scheduling algorithm so that the delay and bandwidth QoS requirements are ensured within the routing algorithm.
IEEE 802.16 프로토콜은 높은 전송속도와 넓은 수신영역을 가지는 무선 도시지역 통신망 기술로써 현재 가장 활발히 상용화 되고있는 기술이다. IEEE 802.16 표준은 두가지의 작동방식을 정의하고 있는데, 그 첫번째가 단대다 (point-to-multipoint) 방식이고, 두번째가 메쉬 방식이다. 이중 두번재 방식인 메쉬 방식은 수신영역을 좀더 넓히기 위한 방식으로 하나의 가입자가 다른 가입자의 데이터를 중계해줄수 있는 방식을 취한다.
이와같은 다중 홉 네트워크에서 전체 시스템의 대역폭을 늘리기 위해서는 네트워크에서 사용되는 스케쥴의 길이를 최소화 시키는것이 가장 큰 문제가 되며, 이때 메쉬 네트워크의 스케쥴링은 라우팅 프로토콜의 라우팅 방식에 따라 결정된다. 이 논문에서 우리는 자원의 재사용 (spatial reuse)과 적응 변조 및 코딩 (adaptive coding and modulation) 등의 IEEE 802.16 메쉬 네트워크의 특성을 고려하여 전체 시스템의 대역폭을 늘릴수 있는 라우팅 알고리즘을 제안한다.
지금까지 IEEE 802.16 메쉬에서 제안된 스케쥴러들은 지연 QoS 조건들을 스케쥴링 알고리즘에서 만족하도록 하여 스케쥴러는 스케쥴 길이를 최소화 시키는 문제에 지연 QoS 조건을 만족시키는 문제까지 더해져 그 복잡도가 올라가는 단점이 있었다. 하지만 이 논문에서 제안하는 라우팅 알고리즘은 라우팅 알고리즘내에 QoS 매개변수를 포함시켜 라우팅 단에서 QoS 만족되도록 하여 스케쥴러의 복잡도를 낮추는 역할 또한 수행한다.
