Kablosuz Yerel Alan Ağlarında Kanal Kullanımının MAC Katmanında Döngü Tablosu ile Artırılması

Year 2020, Volume: 8 Issue: 3, 542 - 560, 27.09.2020

Hacı Karakurt Cemal Koçak

https://doi.org/10.29109/gujsc.707916

Abstract

Kanal kullanımını (Channel Utilization-CU) iyileştirmek, kablosuz ağlarda bilinen bir sorundur. Geleneksel noktadan noktaya kablosuz iletişimde kanal kullanımı, ortama erişim (Medium Access Control- MAC) katmanında hizmet kalitesi (Quality of Service-QoS) performansını arttırmaktadır. Kablosuz Yerel Alan Ağ (Wireless Local Area Network-WLAN) iletişiminde kanal kullanımını arttırmaya yönelik önemli çalışmalar yapılmıştır. WLAN’larda kanal kullanım durumunu arttırmak için birçok giriş parametresi bulunmaktadır. Özellikle Çarpışmadan kaçınma ile taşıyıcı algılamalı çoklu erişim (Carrier-sense Multiple Access with Collision Avoidance CSMA/CA) protokolünde kullanılan RTS Eşik Değeri (Request to Send Threshold-RTSED), Parçalama Eşik Değeri (Fragmentation Threshold-PED) ve Arabellek Boyutu (Buffer Size-AB) kanal kullanımını artırmak için literatürde kullanılan en önemli parametrelerdir. Yapılan çalışmalarda bu parametreler Riverbed Modeler üzerinden test edilip veri setleri elde edilmiştir. Elde edilen veri setleri üzerinden farklı algoritmalar uygulanarak çıkış parametrelerinde performans artışı sağlanmıştır. Yapılan bu çalışmada, RTSED, PED ve AB değerleri ile Riverbed Modeler’in kod blok yapısı üzerindeki Döngü Tablosunda (Look-up Table) Kaba Kuvvet (Brute Force) algoritması kullanılmıştır. Yapılan güncellemeler ve agent yapısı ile ağ katmanı, düğüm katmanı ve proses katmanı güncellenmiştir. Gerçekleştirilen benzetimler sayesinde kanal kullanım durumu %15-%18’e ulaşarak daha iyi kanal kullanımı sağladığı görülmüştür.

Keywords

Kablosuz yerel alan ağları, Döngü tablosu, Kanal kullanımı, Parçalama eşik değeri

References

• Referans1 H. Singh, T. Singh, M. Kaur, Improving the quality of Service of EDCF over DCF For Real Time Applications Using Probability Algorithm. International Journal of Advanced Research in Computer and Communication Engineering, 3:4 (2014) 6330- 6333.
• Referans2 A. Dalvi, P. Svamy, B. B. Meshram, DCF Improvement for Satisfactory Throughput of 802.11 WLAN. International Journal on Computer Science and Engineering, 3:7 (2011) 2862-2868.
• Referans3 F. Zarinni, Understanding and Improving Performance in Next-Generation WLANs and Cellular Networks. Dissertation, Stony Brook University, 2015.
• Referans4 S. Sarmah, S. K. Sarma, Performane Analysis of IEEE 802.11 WLAN by Varying PCF, DCF and EDCF to Enhance Quality of Service. International Journal of Computer Applications, 138:3 (2016) 22-25.
• Referans5 M. Nj, N. Suryana, S. Sahib, B. Hussin RTS/CTS Framework Paradigm and WLAN Qos Provisioning Methods. IJACSA, 8:2 (2017) 176-186.
• Referans6 S. S. Cheng, C. M. Huang, T. H. Tu, A CSMA/CA-Based Media Access Protocol Using the Registered Backoff Time Vector (RBTv) Mechanism for M2M Communications. Mobile Netw Appl, 22:1 (2017) 83-97.
• Referans7 C. Kocak, H. B. Karakurt, Fuzzy logic-based performance improvement on MAC layer in wireless local area networks. Neural Computing and Applications, 31 (2019) 6113–6128.
• Referans8 C. Kocak, H. B. Karakurt, Data traffic optimization in wireless local area networks with artificial neural networks. Journal Of Polytechnic 22 (2019) 737–747.
• Referans9 A. Asadi, V. Sciancalepore, V. Mancuso, On the Efficient Utilization of Radio Resources in Extremely Dense Wireless Networks. IEEE Communications Magazine, 2015 126-132.
• Referans10 S. Malik, R. Chaudhary, A. Pathak, S. P. Chakraborty, Modeling and analysis of IEEE 802.11 DCF MAC. In: 3rd International Conference on Recent Trends in Computing, Procedia Computer Science, 57:4 (2015) 73-482.
• Referans11 S. Choi, J. D. Prado, S. Mangold, IEEE 802.11e contention-based channel access (EDCF) performance evaluation. In IEEE International Conference on Communications, 2003. ICC'03, 2 (2003) 1151-1156.
• Referans12 I. Kaur, M. Bala, H. Bajaj, Performance evaluation of wlan by varying Pcf, Dcf and enhanced Dcf slots to improve quality of service. IOSRJCE, 2:5 (2012) 29-33.
• Referans13 A. Sidelnikov, J. Yu, S. Choi, Fragmentation/Aggregation scheme for throughput enhancement of IEEE 802.11n WLAN. In: Proc. IEEE APWCS, 24-25 2006.
• Referans14 H. B. Karakurt. Performance Improvement With Fragmentation Threshold For The Co-Ordınation Functions By Using Wireless Local Area Networks. Dissertation Gazi University, 2015.
• Referans15 H. B. Karakurt, C. Kocak, On wireless network PCF, DCF and EDCF with fragmentation threshold. XVII. Academic Informatics Conference, Eskisehir/Turkey, 2015.
• Referans16 H. Purohit, K. Joshi, A Simulation Based Comparative Study on Channel Utilization Enhancement Using DITMC Technique in Speech and Data Communication of Mobile Network. 6th International Conference on Information Communication and Management, 201-204, 2016.
• Referans17 C. H. Lin, Y. C. Chen, C. F. Lin, FDoF: Enhancing Channel Utilization for 802.11ac. IEEE/ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING, 26:1 (2018) 465-477.
• Referans18 H. Kobayashi, E. Kameda, Y. Terashima, N. Shinomiya, Towards sustainable heterogeneous wireless networks: A decision strategy for AP selection with dynamic graphs. Computer Networks, 132 (2018) 99-107.
• Referans19 S. Y. Wang, C. L. Chou, K. C. Liu, T. W. Ho, W. J. Hung, C. F. Huang, M. S. Hsu, H. Y. Chen, C. C. Lin, Improving the Channel Utilization of IEEE 802.11p/1609 Networks. 2009 IEEE Wireless Communications and Networking Conference, IEEE, 2009.
• Referans20 R. Laufer, L. Kleinrock, The Capacity of Wireless CSMA/CA Networks. IEEE/ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING, 24:3 (2016) 1518-1532.
• Referans21 N. Bandırmalı. İ. Ertürk, C. Çeken, C. Bayılmış, Skipjack Şifreleme Algoritması Kullanarak Gecikme Duyarlı ve Enerji Etkin Kablosuz Algılayıcı Ağ Güvenlik Hizmeti. B-SAU-1837, 2008.
• Referans22 B. Güngörer, A. Kayabaşı, M. Tekbaş, Wlan uygulamaları için besleme metotları farklı dairesel mikroşerit anten benzetimi ve üretimi. Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Dergisi, 1:1 (2019) 120-127.
• Referans23 M. Şanlı, F. Zengin, O. Urhan, Akıllı Kart ile Anahtar Güncellemeli 3-DES Algoritması Kullanarak Ön Ödemeli Sistem Uygulaması. SİU05, 2005.
• Referans24 S. Singh, N. Chandra, A. K. Tripathi, Performance Analysis for Channel Utilization in Wireless LAN. International Journal of Computer Applications, 122:20 (2015) 40-44.
• Referans25 M. Yazid, L. B. Medjkoune, D. Aissani, N. Amrouche, K. Bakli, Analytical Analysis of Applying Packet Fragmentation Mechanism on Both Basic and RTS/CTS Access Methods of the IEEE 802.11b DCF Network Under Imperfect Channel and Finite Load Conditions. Wireless personal communications 77:1 (2014) 477-506.
• Referans26 K. Bian, J. M. Park, L. Chen, X. Li, Addressing the Hidden Terminal Problem for Heterogeneous Coexistence Between TDM and CSMA Networks in White Space. IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 63:9 (2014) 4450-4463.
• Referans27 H. S. Mewara, D. Manghnani, Rising up the Performance of Wireless Local Area Network by Varying Fragmentation Threshold using OPNET. International Journal of Computer Applications, 97:7 (2014) 22-25.
• Referans28 K. Inderjeet, B. Manju, B. Harpreet, Performance Evaluation of Wlan by Varying PCF, DCF and Enhanced DCF Slots To Improve Quality of Service. IOSR Journal of Computer Engineering (IOSRJCE), 2:5 (2012) 29-33.