WiFi offloading has been proposed in order to alleviate mobile data explosion. As more and more WiFi access points (APs) are installed for cellular traffic offloading, placement of multi-cell WiFi APs causes a hidden node problem (HNP) and an exposed node problem (ENP). Most of previous approaches to solve these problems accompanied additional overhead and focused on mitigating the performance degradation induced by the hidden or exposed nodes rather than resolving the problems themselves. In this paper, we propose a new multi-cell WiFi offloading scheme, the HNP/ENP-Free WiFi offloading scheme, which clearly resolves the hidden and exposed node problems in a multi-cell WiFi system without any additional overhead. The HNP/ENP-Free WiFi offloading scheme is a fundamental solution for the hidden and exposed node problems based on the approach to find the HNP/ENP-Free condition for the transmission range and the carrier sensing range. By removing the hidden and exposed node problems, this scheme provides the environment which enables each WiFi AP to show its full performance. In addition, we can achieve a capacity enhancement of 313%, compared with that of the cellular network through this offloading scheme. This study will be further extended to a more practical system for improving the efficiency of WiFi offloading.
최근 급증하는 모바일 데이터를 수용하기 위한 대안으로 와이파이 오프로딩이 주목 받고 있다. 셀룰러 네트워크의 데이터 오프로딩을 목적으로 많은 수의 와이파이 액세스 포인트가 설치됨에 따라 멀티셀 와이파이 환경이 구축되었고, 이는 은닉 노드 문제와 노출 노드 문제를 야기하였다. 은닉 노드 문제와 노출 노드 문제를 해결하기 위한 기존 연구들은 추가적인 오버헤드가 불가피한 해결책을 제안하고 있으며, 이 두 가지 문제 자체에 대한 해결이 아닌 이 두 가지 문제로 인해 야기되는 성능저하를 완화하는 것에 초점을 맞추고 있다. 본 논문에서는 은닉 노드 문제와 노출 노드 문제를 해결하기 위한 전송 범위 및 반송파 신호 탐지 범위의 조건을 찾고 이를 바탕으로 이 두 가지 문제를 완전히 해결한 새로운 와이파이 오프로딩 기법을 제안한다. 이 오프로딩 기법은 추가적인 오버헤드를 동반하지 않을 뿐만 아니라 은닉 노드 문제와 노출 노드 문제를 해결함으로써 각각의 와이파이 엑세스 포인트가 보다 효율적으로 동작할 수 있는 환경을 제공한다. 제안된 오프로딩 기법을 적용하면 셀룰러 네트워크만으로 서비스 할 때와 비교하였을 때, 313%이상의 시스템 용량 증대 효과를 기대할 수 있다. 본 연구는 와이파이이 오프로딩의 효율을 높이기 위한 보다 실제적인 연구로 확장될 것이다.
