단일 셀 IEEE 802.11 WLAN에서 가변 길이 패킷의 응용 지연 모델링

초록

본 논문은 단일 셀 IEEE 802.11 DCF 환경에서 가변 길이 애플리케이션 패킷이 경험하는 평균 지연을 모델링한다. 각 노드의 패킷 도착 과정을 평균 ai와 두 번째 모멘트 a(2)i를 갖는 정적 독립 증가 과정으로 가정하고, 패킷 길이는 평균과 두 번째 모멘트를 가진 i.i.d. 확률변수 Pi 로 설정한다. 시스템을 스위치오버 시간이 0인 1‑제한 랜덤 폴링 시스템으로 근사하여 폐쇄형 지연식을 도출하고, 독립 포아송 도착을 전제한 시뮬레이션을 통해 분석 결과를 검증한다.

상세 요약

이 연구는 IEEE 802.11 DCF(Distributed Coordination Function) 기반 무선 LAN에서 다중 노드가 단일 채널을 공유할 때 발생하는 애플리케이션 레벨 지연을 정량화하려는 시도이다. 기존 연구들은 주로 고정 길이 패킷이나 평균 서비스 시간만을 고려했으나, 실제 네트워크에서는 패킷 크기가 크게 변동하고, 이 변동이 지연에 미치는 영향을 무시할 수 없다. 논문은 먼저 각 노드 i에 대해 패킷 도착 과정을 ‘정적이고 독립적인 증가 과정(stationary independent increment process)’으로 모델링한다. 이는 도착 간격이 일정하지 않지만 평균값 ai와 두 번째 모멘트 a(2)i가 존재함을 의미한다. 이러한 가정은 포아송 도착을 일반화한 형태로, 실제 트래픽의 burstiness를 반영한다.

패킷 길이 Pi는 i.i.d. 확률변수로 가정하고, 평균 E