IEEE 802.11 wireless local area networks have been widely deployed in public and private areas in recent years. Many WLAN devices have been installed in many types of electronic devices such as personal computers, smartphones, etc. and energy consumption in wireless networks is expected to account for almost 50\% in information and communication technology in 2020. It also affects operational expenditure of network service providers. The IEEE 802.11 standards only support power saving control for stations which mostly have battery limitations. It does not support power saving control for AP because it is assumed that APs are always supplied by main electric power. However, to support increasing demands of wireless local area network, the number of wireless access points are increased. On the other hands, traffic profiles indicates that access points have many chance to reduce its energy consumption due to low traffic load. To save energy, energy efficient sleep mechanism for access point is needed. In this thesis, energy-efficient sleep interval decision scheme for IEEE 802.11 wireless LAN access points is proposed. Proposed scheme uses dynamic sleep boundary decision algorithm which dynamically set upper and lower bound of sleep duration considering traffic arrival rate and traffic delay requirements. By analyzing bulk arrival queueing model, numerical results show proposed scheme can increase energy efficiency about 25\% with reasonable increment of packet delay in off-peak situation.
전 세계적으로 에너지 절약 문제가 주목받는 가운데 스마트폰의 보급과 지속적인 무선 기지국의 개발로 인해 무선 트래픽은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 2020년까지 무선 통신에서의 에너지 소비는 전체 정보 통신 기술에서 소비하는 에너지의 50\% 이상을 차지하게 될 것으로 전망되고 있다. 이는 무선 통신사업자의 운용비용측면에서 직접적인 부담으로 다가올 것이며, 에너지 문제와 관련된 다양한 규제에도 상당한 제약을 받을 것으로 예상된다. 관련하여, ITU-T, Greentouch, 3GPP 등 국제 통신 관련 기구들이 지속적으로 본 문제에 대하여 고민하고 있는 중이다. 지금까지 IEEE 802.11 환경에서의 연구 흐름을 살펴보면, 에너지 소비 제약이 있는 단말의 에너지 소비를 최소화하는 것에 집중된 연구와 표준화가 지속적으로 진행되어 왔다. 하지만, 단말의 갯수가 증가함과 같이 Hotspot 형태로 IEEE 802.11 무선접근지점의 수도 빠르게 증가하고 있고, 그에 따라 무선접근지점이 사용하는 에너지의 양도 계속 증가되고 있는 추세이다. 사용자의 데이터 사용 양상을 보면 낮에는 사용자들이 데이터를 많이 사용하기 때문에 무선접근지점의 에너지 효율이 높지만, 데이터를 많이 사용하지 않는 밤에는 무선접근지점의 에너지 효율이 낮아지는 것을 알 수 있다. 이러한 추세에도 불구하고, 단말에서의 에너지 소비를 최소화 하는 연구와는 다르게 무선접근지점의 에너지 소비 최소화에 관한 연구는 많이 이루어지지 않은 상태이다. 본 학위 논문에서는 기존에 무선 단말에서 이용되던 동적 슬립 (sleep) 시간 방식을 무선접근지점의 특성에 맞춰 적용하여, 무선접근지점의 에너지 효율을 높이면서 데이터 전송 지연 시간 손실을 최소화 하는 방식을 제안하였다. 제안된 방식은 무선접근지점에서 처리되는 데이서 사용량과 데이터의 최대 전송 지연 시간을 고려하여 동적으로 슬립 시간의 최소값과 최대값을 구함으로써 전송 지연 시간을 고려한 에너지 효율적인 슬립 시간을 구하였다. 사용량이 낮은 조건에서 집단도착 대기행렬 시스템을 통해 분석한 결과 제한된 방식이 기존에 존재하는 방식보다 지연 시간은 증가했지만, 에너지 효율이 25\% 정도 향상되었음을 알 수 있었다.
