To provide high bandwidth "last mile" connectivity of WLAN mesh networks, many researchers have proposed the use of multiple channels and radios. In particular, Hybrid Multi-Channel Protocol (HMCP) has been expected to be an ultimate solution of multi-channel multi-radio WLAN mesh networks. However, HMCP still has challenging issues in WLAN mesh usage models. In the usage models, the fast, reliable, and co-located network interference aware services have to be guaranteed, but HMCP does not consider them to a fare-thee-well.
Therefore, we propose new protocols which can ensure the requirements of WLAN mesh usage models. First, we propose co-located network interference aware fixed channel assignment scheme. In addition, we design and implement new software architecture of the scheme. Measurement results show that our scheme is less affected by interfering stream of co-located networks. Second, to support fast and reliable service, $\It{i.e.}$ Transmission Control Protocol (TCP) service, we propose TCP Aware Multi-Channel Protocol (TAMCP). Measurement results show that TAMCP outperforms HMCP in terms of throughput by 30%.
무선랜 메쉬 네트워크는 무선랜 핫스팟의 확장 및, 재난, 군사 지역, 그리고 공공장소에서의 통신망 구축 등을 목적으로 하는 무선 백본 네트워크다. 그러므로 빠르고 신뢰성 있는 송수신이 보장되어야 하며, 이를 위해 다수의 채널과 라디오를 사용하는 MAC 프로토콜들이 지속적으로 제안되어 왔다. 특히, Hybrid Multi-Channel Protocol (HMCP) 의 경우 다수의 채널을 사용하는 프로토콜들 중 가장 좋은 성능을 나타낼 뿐만 아니라, 시스템 아키텍쳐 설계 및 구현이 이루어졌으며, 메쉬 네트워크 실제 응용에 가장 가까운 프로토콜로 알려져 있다. 하지만, HMCP 는 무선랜 메쉬 네트워크에의 적용에 있어 두 가지의 문제점이 있다. 첫째, 채널 할당 시에 주변에 공존하고 있는 무선랜의 간섭을 전혀 고려하고 있지 않다. 둘째, 신뢰성 있는 전송, 즉, TCP 프로토콜에서 성능 저하가 발생한다.
본 논문에서는, 공존하는 무선랜의 간섭을 고려하는 채널 할당 기법과 TCP 성능 향상을 위한 TCP Aware Multi-Channel Protocol (TAMCP) 을 제안한다. 뿐만 아니라, 제안된 기법들을 위한 소프트웨어 아키텍쳐 디자인 및 구현을 통해 제안된 프로토콜들의 성능을 측정하였다. 결과적으로, 공존하는 무선랜의 간섭을 고려하는 채널 할당 기법을 사용하였을 경우, 주기적인 채널 모니터링을 통해 공존하는 무선랜의 채널을 회피함으로 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, TCP 를 고려하는 프로토콜의 경우 신속한 TCP ACK 전송을 통해 기존의 HMCP 보다 30%의 TCP throughput 성능향상을 보였다.
