IEEE 802.16e 무선링크 자원 낭비 최소화를 위한 헤더 압축 및 맥 스케쥴링 방안

Abstract

IEEE 802.16e 네트워크에서 VoIP 또는 비디오 스트리밍과 같은 IP 기반의 무선 광대역 서비스를 효율적으로 제공하기 위해, 제한적인 무선 링크의 대역폭을 보다 효율적으로 활용하여 무선 링크의 자원 낭비를 최소화하여야 한다. 이러한 방안 중의 하나로 [1]에서와 같이 헤더 압축 기법인 ROHC(RObust Header Compression)를 모바일 와이맥스 표준에서 정의된 헤더 압축 기법인 PHS(Payload Header Suppression) 대신에 적용하여 사용할 경우, 압축효율성과 견고성 면에서 성능을 향상시킬 수 있다. IEEE 802.16e 네트워크에서의 음영서비스 지역이나 비트 에러로 인한 수신단에서의 연속적인 패킷의 손실이 발생할 경우 컴프레서와 디컴프레서가 유지하는 압축 정보가 비동기화되어 O 모드의 패킷 복구 실패율이 증가하게 되므로 이를 보완할 방안이 필요하다. 또한 IEEE 802.16e의 성능 분석을 통한 표준 규격의 개선을 위해 작성된 IEEE 802.16m draft[2]를 기반으로 트래픽 모델 중 킬러 어플리케이션으로 주목 받는 VoIP 서비스를 제공하고자 할 때, VoIP를 위한 상향 링크 스케줄링 알고리즘이 VoIP의 음성 상태 별 패킷 전송 시간 간격에 대한 고려를 하지 않았기 때문에 상향 링크 자원의 낭비가 발생하게 된다. 이에 본 논문에서는 IEEE 802.16e 네트워크에서의 효율적인 무선 링크 대역폭 활용을 위해, O 모드의 압축률과 견고성에 모두 영향을 미치는 Optimistic 파라미터의 값을 동적으로 조절하여 패킷 손실에 대한 ROHC O 모드의 성능 향상을 위한 방안을 제안하고자 한다. 또한, IEEE 802.16e 네트워크의 상향 링크 자원의 낭비를 최소화하기 위해 상향 링크 스케줄링 알고리즘을 개선하는 방안을 제안하고자 한다. 제안한 방안들은 OPNET 시뮬레이터를 사용하여 기존에 제안되었던 방안들과의 성능 비교 및 분석을 하였다.;In order to efficiently provide IP based Wireless Broadband services such as VoIP and video streaming in IEEE 802.16e Network, It have need to minimize the resource waste by efficiently utilizing the limited bandwidth in wireless links. As an one of solutions for solving the above requirement, Robust Header Compression (ROHC), a standard head compression scheme proposed by IETF, Bi-directional Optimistic(O) mode provides higher compression efficiency and robustness compared with Payload Header Suppression(PHS) which is an optional header compression scheme for IEEE 802.16e Network. However, if consecutive packet losses occur because of a Shadow Region of IEEE 802.16e Network or bit errors, header decompression failure rate of the ROHC O mode increases due to inconsistency of the compression information between the Compressor and the Decompressor. Therefore, a complementary mechanism is needed. In addition, when it provide VoIP services based on IEEE 802.16m draft which is defined VoIP traffic for the performance analysis of IEEE 802.16e standard, the uplink resources may be wasted. Because the uplink scheduling algorithm defined by IEEE 802.16e is not consider the packet transmission interval based on voice states of the VoIP. In this paper, in order to efficiently utilizing the bandwidth of wireless links in IEEE 802.16e Network, we propose an approach for the dynamic adjustment of an optimistic parameter, which has an effect on both the compression efficiency and the robustness, for improving the performance of ROHC O mode. We also propose an improved the uplink scheduling algorithm for minimizing the uplink resource waste of IEEE 802.16e Network. Finally, we compare the performance of the proposed approaches with that of existing approaches and analyze its performance.