Dynamic Spectrum Access 환경에서 스펙트럼 센싱 시간을 이용한 TCP의 성능 개선

Abstract

DSA (Dynamic Spectrum Access)는 ISM 밴드와 같이 라이선스가 없는 무선 채널 자원의 사용량이 포화 상태에 이르는 문제를 해결하기 위한 기술이다. DSA에 관한 기존 연구들은 스펙트럼 관리와 같이 물리 계층이나 MAC 계층의 성능 향상에 중점을 두고 있다. 그러나 QoS에 관한 요구사항이 증대되면서 전송 계층을 위한 연구에 관한 필요성이 대두되고 있다. 대표적인 전송 계층 프로토콜로 TCP가 있지만, DSA 환경에서는 적합하지 않다. 스펙트럼 센싱 기간 동안 TCP의 타임아웃이 발생하여 불필요한 혼잡제어를 함으로써 처리량이 떨어지는 문제가 있다. 기존 TCP 연구들은 이 문제를 해결하기 위해 TCP 송신자가 DSA 링크에 위치하는 경우 하위 계층으로부터 DSA 링크에 관한 정보를 지원 받을 수 있는 크로스 레이어링 기법을 도입하고 있다. 그러나 TCP 송신자가 DSA 링크의 반대편인 서버 측에 위치하는 원격 TCP의 경우, 이 같은 접근 방법에는 많은 제약이 따른다. 본 연구에서는 원격 TCP에서 DSA 링크의 스펙트럼 센싱 주기를 예측하고, 이를 이용하여 센싱 기간 동안 타임아웃이 발생할 경우 이를 센싱 이후로 연장하여 불필요한 혼잡제어를 방지하는 기법인 TCP-DSA를 제안하였다. 성능 평가 결과, 제안 기법이 TCP-SACK에 비해 높은 단 대 단 처리량을 나타내는 것을 확인하였다.