In this paper, we consider the optimal congestion control and scheduling problem for wireless ad-hoc network. Even though there have been many researches for optimizing transport and other layer for wireless ad-hoc network, they are limited either in thier practicality or in efficiency. After studying their prior works, we present another framework based on independent set and propose the longest queue first (LQF) based heuristic algorithm. In addition, we also analyze the structural problems that occur when implementing LQF in the 802.11-based CSMA MAC protocol and we present Backoff time control technique for priority based LQF. In this paper, the proposed TCP and MAC algorithm offers more performance enhancement in efficiency and fairness compared to the existing MAC protocol. The NS-2 simulation results supports our proposal.
본 연구는 무선 ad hoc 네트워크 상에서의 혼잡제어와 매체접근제어 기법에 관한 연고이다. 무선 ad hoc 네트워크는 링크 대역폭이 고정된 유선 네트워크와는 달리 노드들간의 통신이 주변 노드들의 통신에 영향을 받아 높은 에러율과 불안정한 대역을 보이는 특성을 가지고 있다. 이러한 한정되고 불안한 무선 대역을 효율적으로 사용하기 위해 전송 계층과 MAC 계층을 최적화 하는 레이어 상호간 최적화 기법에 관한 여러 연구가 진행되었다. ALOHA, CMDA, CSMA/CA 와 같은 무선 시스템의 종류에 따라 네트워크 상의 플로우들이 공평성과 효율성면에서 최적의 자원 배분 상태를 얻기 위해 레이어간 최적화 기법을 통한 여러 알고리즘들이 제시되었는데 본 논문에서는 이들 선행 연구들이 효율성과 구현가능성 측면에서 문제가 있음을 분석하였다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방법의 일환으로 Independent Set 기반의 모델링 방법과 그것을 기반으로 한 알고리즘을 제시하였다. 하지만 이 방법 역시 구현 가능성 측면에서는 심각한 문제점을 가지고 있기 때문에 이를 해결하기 위해 LQF(Longest Queue First) 기반의 휴리스틱 알고리즘을 제시하였다. 또한 이 LQF 알고리즘을 실제 시스템에서 구현하는데에 있어서 필요한 새로운 메시지 교환 방식과 Backoff 시간 조절 방법을 제안하였다. 이를 검증하기 위해 NS-2 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과는 공평성과 효율성 측면에서 기존의 802.11 을 사용했을 때보다 성능이 향상됨을 보여준다.
