[CS/네트워크] 6. Mobile

1. Wired

core network는 wired로 이루어져 있음

 

 

2. Wireless

Host	laptop, smartphone..
Base station	Wifi AP, Cellular AP.. wired network에 연결되어 있을 수 있음 wired <-> wireless packet 전환 가능
Link	multiple access protocol various data rates, transmission distance
Infrastructure mode	base station handoff - mobile 이동하면서 base station을 변경
Ad hoc mode	no base station link로 연결된 node까지만 data 전송 가능

 

2.1. Wireless Link 특징

Decreased signal strength	거리가 멀어짐에 따라 신호 감소 - packet loss
Interference from other sources	같은 frequence 이용시 간섭 현상 발생
Multipath propagation	multipath로의 전송 시간이 다름

 

SNR and BER

SNR	signal to noise ratio
BER	bit-error rate SNR과 BER은 trade-off
Coding	신호 증가로 전송량 증가

Physical layer에서 Power 증가	SNR fixed
SNR 증가, BER 감소	required BER에 따라 physical layer power 설정 (ex) data 증가 = coding 증가, BER 증가 따라서 SNR을 높여줄 필요 있음, Power 증가

SNR이 크면 noise에 강하다고 보면 됨

 

거리에 따른 signal 문제

Hidden terminal problem	Signal attenuation
A와 C는 서로 모름. B에서 A, C에 의한 collision 발생 가능	A와 C는 서로의 신호를 들을 수 없음 멀기 때문

 

 

2.2. CDMA

모든 user가 same frequency 사용

chipping code를 통해 packet을 encode

receiver에서 약속했던 chipping code를 이용해 packet decode

code = orginal x chipping code

 

 

2.3. 802.11 Wifi

ISM (Industrial, scientific and medical) networks를 이용한 LAN

2.4 - 5 Ghz, CSMA/CA, Base station과 ad-hoc network을 사용

2.4 - 5 Ghz 사용으로 cellular(ex. 60Ghz 등)보다 빨라질 수 없음

passive scanning	active scanning
AP에서 beacon frame 전송 host가 AP 선택	host가 request frame broadcast host가 AP 선택

 

 - CSMA/CA

Sender	Receiver
DIFS 동안 channel sensing channel이 busy면 random backoff 수행	Data를 받고 SIFS 기다렸다가 ACK 전송

Hidden node에 의한 collision 문제를 해결하지 못함 -> RTS/CTS

(1) 아주 작은 packet RTS를 CSMA를 이용해 channel에 전송

(2)  RTS collision 발생하면 random backoff 수행

(3)  RTS 성공하면 CTS를 모든 host에 전송

     CTS = 지금부터 내가 channel 사용하겠다

(4)  packet 전송

 

 - Rate adaption by SNR/ BER

base station에서 transmission rate를 SNR과 BER에 따라 조절 as mobile move

(1) SNR 감소 = BER 증가

(2) coding 감소 또는 physical layer power 증가

 

- Power management

node가 sleep하다 AP가 다음 beaccon frame을 보낼 때, wake up

AP는 확실히 전송 안할 수 있어서 좋음

 

 

2.3. Cellular

cellular network architecture

- 1G

cell of base station
MSC : connect cell to wired tel, net
combined FDMA/TDMA, CDMA 사용

 

- 2G (voice)

 

- 3G (voice + data)

data network operates in parallel

 

- 4G-LTE

all IP core & no separation between voice and data

QoS 시작, service별로 성능의 차이를 둠

 

 

3. Mobility

3.1. 넓은 범위

Home network

host는 permanent home of mobile, permanent IP address를 가짐 home agent 존재

Visited network

host는 care of address를 할당 받음 foreign agent 존재

Correspondent

host에게 연결하고 싶지만, 주소를 모르는 host

 

Let routing handle it	router들이 해결, scale이 커지면 사용 불가
Let end-systems handle it	Indirect routing	home network를 통해서 연결
	Direct routing	home network로부터 이동한 곳의 주소를 받고, 그쪽으로 직접 통신

 

3.2. 좁은 범위 (handoff)

Soft handoff

두 기지국과 연결을 유지하다, 한 곳을 종료

Hard handoff

기존 기지국 연결을 종료하고 새로운 기지국에 연결

 

 

4. 기타

최근에는 무선망의 성능 향상을 위해 cross-layer control 연구가 진행되고 있다.