소규모의 낮은 전송 속도 무선 네트워크: 디자인 및 시뮬레이션

Abstract

차세대 군통신 무전기 개발을 목적으로 다음과 같은 필요조건들이 있다. 4 ~ 16 명하에 소규모 크기의 부대원끼리 자동중계 (Ad-hoc) 무선 통신 지원을 목표로 하고 있으며 전방 4 km 이하의 통신반경을 이루고 멀티 홉 시나리오와 도보 및 전차 환경에서 동작 가능하도록 설계할 예정이다. 어플리케이션의 종류는 음성과 데이터 전송이 있으며 유니캐스트 서비스가 이루어질 경우 3 홉거리 이하의 노드에 대해서만 가능하고 멀티캐스트의 경우 음성이 2 홉거리까지 이루어지도록 설계할 예정이다. 네트워크 프로토콜 디자인에서는 크게 세가지의 작업이 이루어졌다고 볼 수 있겠다. Application Layer에서는 멀티캐스트 서비스를 위하여 Overlay 멀티캐스트 기법을 이용하였다. 그리고 Routing Layer에서는 2 홉 이하 거리 전송할 경우 OLSR 기반의 proactive 라우팅을 채택하고 3 홉 거리 전송할 경우 AODV 기반의 reactive 라우팅을 채택하여 최종 hybrid 라우팅을 이룩하였다. Route 정보를 알리기 위해 OLSR 라우팅에서는 HELLO 메시지를 주기적으로 Broadcast하게 되는데 각 노드가 움직일 상황을 고려하여 적당한 HELLO 메시지 전송 간격을 살펴보았다. MAC Layer에서 기존 802.11 CSMA 프로토콜을 변형하였다. 이 계층에서는 다음 상황을 고려하였다. HELLO 메시지 전송으로 인하여 열려진 음성 세션이 방해를 받을 소지가 있기 때문에 802.11 프로토콜에서 사용하고 있는 QoS 우선순위 메커니즘을 사용하여 AIFSN 파라미터 설정을 통하여 해결할 수 있음을 밝혔다. 마지막으로, NS-3 네트워크 시뮬레이터를 사용하여 도심지와 숲 속 지역에서 그리고 도보 및 전차 노드들이 혼재된 상황일 경우를 모두 포함하여 음성 실패율을 결과로 살펴보았다.