In wireless networks, optimizing the number of channels is one of the important research areas due to the limit on the number of usable channels in the network. And also, recently, various multimedia services with different and high QoS requirements have become popular in wireless networks. So, some source - destination pairs cannot satisfy their QoS requirements of the services using single path transmission in multi-hop wireless networks like wireless mesh network. As a result, multipath transmission issue has become conspicuous.
This thesis, applying the multipath transmission, presents the channel assignment and multipath selection algorithm to minimize the number of required channels while satisfying the throughput requirements of source - destination pairs in multi-channel, multi-NIC, multi-rate wireless mesh network. A mathematical model of the channel assignment problem considering the constraints such as interference effect, link capacity, and throughput requirements and a novel channel assignment algorithm that takes channel reusability, link capacity sharing, and global optimization aspects into account are proposed. Performance of the algorithm is compared with the CPLEX solution within 24 network scenarios and outstanding computational results are obtained.
무선 네트워크 환경에서는 사용 가능한 채널 수에 제한이 있기 때문에 네트워크에서 사용되는 채널 수를 최적화하는 문제가 많이 연구되어 왔다. 뿐만 아니라 멀티미디어 서비스들의 종류가 다양해짐에 따라서 각 멀티미디어 서비스들이 필요로 하는 QoS 요구치 또한 다양해지고 높아졌기 때문에 무선 메쉬 네트워크와 같은 멀티홉 무선 네트워크 환경에서는 단일 경로만으로는 서비스에서 요구하는 QoS 요구치를 만족하지 못 하는 경우가 발생하기도 한다. 그렇기 때문에 다중 경로를 이용한 전송 방식에 대한 많은 연구도 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 다중경로를 활용함에 있어서, 서비스의 요구사항을 만족시키면서 사용하는 채널의 수를 최소화 할 수 있는 경로선택 및 채널할당 알고리즘을 제안하고자 한다. 다루고 있는 네트워크 환경으로는 멀티채널, 멀티 네트워크 카드, 멀티 전송률을 지원하는 무선 메쉬 네트워크 환경이며, 여러 송신자-수신자간의 요구 쓰루풋이 있는 상황에서, 주어진 다중 경로 정보들을 선택적으로 이용하여, 네트워크에서 사용되는 채널 수를 최소화하는 문제를 풀고자 한다. 이 문제에 대해 선형 계획법을 이용하여 간섭 효과, 링크 수용량, 그리고 요구 쓰루풋 등의 제약식들을 고려한 수학적 모델을 제시하고 있으며 이를 실제 네트워크 정도의 문제에 대해서도 합리적인 시간 내에 풀기 위한 채널 할당 알고리즘을 제안하고 있다. 이 알고리즘은 채널 재사용, 링크 수용량 공유, 그리고 전역 최적화를 함께 고려하고 있으며, 성능 평가는 24가지 네트워크 시뮬레이션 모델에 대해서 수학적 모델의 CPLEX 결과와 비교하고 있다. 시뮬레이션 결과들을 통해 알고리즘이 뛰어난 성능을 내고 있음을 확인할 수 있다.
