무선 멀티 홉 네트워크는 채널 상태의 불안정으로 인해 전송 지연, 패킷 손실이 빈번하게 발생하며, 홉 수가 증가할수록 이와 같은 품질 저하는 더욱 심각해진다. 무선 멀티 홉 네트워크에서 QoS를 보장하기 위해 IEEE 802.11e에서는 우선순위가 높은 노드에게 정해진 시간 동안 패킷을 연속해서 전송할 수 있도록 TXOP(Transmission Opportunity) 파라미터 값을 설정하고 있다. 하지만 IEEE 802.11e는 단일 홉 네트워크를 가정하여 설계되어 있고, 전송 홉 수의 증가에 따른 전송 지연과 패킷 손실 증가를 고려하지 않아 무선 멀티 홉 네트워크에 적합하지 않다. 본 논문에서는 멀티 홉 환경에서의 QoS 지원을 위한 DTA(Dynamic TXOP Allocation) 기법을 제안한다. DTA 기법은 네트워크 상황을 고려한 동적 TXOP 할당 기법으로, 각 노드의 전송 큐 상태와 종단 간 전송 지연 비율을 판별하여 QoS 지원을 위한 동적 TXOP를 할당한다. OPNET 시뮬레이터를 이용하여 제안하는 기법의 성능 평가를 했다. 실험 결과를 통해 멀티 홉 네트워크 환경에서 전송 홉 수 증가에 따른 전송 지연과 패킷 손실의 성능이 개선되는 것을 확인하였다.
Packet loss and latency are frequently occurred by unstable channel conditions in wireless multi-hop networks, and as the number of transmission hops increases, the quality of transmission rate is increasingly deteriorated. In order to provide QoS in wireless multi-hop networks, the IEEE 802.11e defines TXOP(Transmission Opportunity) parameter which is a bounded time interval for allowing high-priority nodes to send multiple frames. However, IEEE 802.11e is designed to provide QoS differentiation in single hop wireless network(WLAN) and it does not work well in a multi-hop environment because it has no notion of packet loss and end-to-end delay caused by multi-hop transmission. In this paper, we propose a Dynamic TXOP Allocation(DTA) scheme to support QoS scheme in wireless multi-hop networks. The DTA scheme adaptively applies the TXOP scheme, according to the network status, transmission queue states, and end-to-end delay. We evaluate performance of proposed scheme using OPNET simulator. Through the simulation, we prove that the proposed scheme reduces the end-to-end delay and the packet loss in wireless multi-hop networks.
