Frequency Agile AP가 설치된 이종 네트워크 환경에서 Throughput 성능 향상을 위한 동적 Path Selection 기법 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We propose an adaptive path selection scheme for the throughput improvement in heterogeneous wireless networks with a Frequency Agile AP (FAAP).
FAAPs with multiple radio interfaces and reconfigurable functions can operate as not only APs but also relay stations (RSs) between same/different wireless networks. In such heterogeneous networks, MSs with only a single radio interface can connect with other networks via FAAPs and this heterogeneous relaying can yield benefits, such as the coverage extension and the throughput improvement. However these benefits can be achieved by using the heterogeneous relaying path efficiently according to varying network conditions (e.g., link quality, traffic load, etc). Therefore it is necessary to study a scheme for an adaptive path selection which can reflect effects of the time variant network conditions in heterogeneous wireless networks.
Our proposed scheme defines ‘effective transmitted bits per weighted channel’ as a path selection parameter which considers link quality and traffic load. By using this parameter, every MS considers a number of transmitted bits per channel and an amount of remained resources in each network to select a path which can improve the throughput.
We derived the results, including the throughput, a number of users which connect with FAAPs and channel utilization ratio by performing various system-level simulations to analyze the performance of the proposed scheme. And we demonstrated which using the FAAP improves the throughput and integrates various wireless networks efficiently. The proposed scheme which reflects the network conditions is expected to be used as key technologies for the reconfigurable network in next-generation wireless systems.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 Frequency Agile AP (FAAP)가 설치된 이종 네트워크 환경에서 throughput 성능 향상을 위한 동적 path selection 기법을 제안한다.
Multiple radio interface와 reconfigurable 기능을 가진 FAAP는 기존의 AP 기능과 동종 또는 이종 네트워크간 relay 역할을 수행할 수 있다. FAAP를 RS (Relay Station)로 사용할 경우 single radio interface를 가진 MS (Mobile Station)를 이종 네트워크간 relaying path를 통해 radio interface가 다른 네트워크로 연결시킬 수 있으며, 이를 통해 coverage를 확장하고 throughput을 증가시킬 수 있다. 그러나 link quality, traffic load와 같은 네트워크 상황을 고려하지 않고 path를 선택할 경우 시스템 성능을 효과적으로 향상시키는 것이 어렵다. 그러므로 이를 반영하여 이종 네트워크간 relaying path를 효율적으로 사용하기 위한 path selection 기법이 필요하다.
제안한 기법에서는 MS의 서비스 경로 선정을 위한 parameter로 link quality와 traffic load가 반영된 effective transmitted bits per weighted channel을 정의한다. 정의한 parameter를 기준으로 MS는 단위 자원당 전송 가능한 bit 수와 각 네트워크의 남아있는 가용 자원량을 고려하여 전체적인 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 path로 연결된다.
다양한 모의실험을 통해 FAAP가 설치된 이종 네트워크 환경에서 제안한 기법을 적용할 경우 throughput 성능, FAAP에 연결된 MS 수와 자원의 utilization ratio를 도출하였다. 도출한 결과를 통해 제안한 기법이 적용된 FAAP 를 사용하여 throughput 성능을 증가시킬 수 있고, 이종 네트워크를 효율적으로 연동시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 네트워크 상황을 반영하여 동적으로 path를 선택하는 이 기법은 차세대 이동통신 시스템이 갖추어야 할 reconfigurable 네트워크를 구축하기 위한 요소 기술로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.