長距離無線アクセスにおけるCSMA／CAプロトコルの性能解析

摘要

IP網に接続されたアーバンエリアと孤立したルーラルエリア間のデジタルデバイドの解消を目的として，無線アクセスネットワークを用いることは経済的に有望な手段である.本稿では，長距離無線アクセスネットワークにおけるIEEE802.11 CSMA／CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）プロトコルの性能解析を行う.長距離無線アクセスにおいては伝搬遅延の増加がシステムスループットに影響を与える.IEEE802.11 CSMA／CAのバックオファルゴリズムの解析にマルコフ連鎖のモデルを用い，伝搬遅延の影響を含めた理論解析を行う.また伝搬遅延の増加に伴ってshort-term unfairnessが顕在化することを計算機シミュレーションによって明らかにし，Short-term unfairnessがスループット向上に効果があることを示す.%The use of wireless access networks, particularly such as IEEE 802.11 wireless access networks, is a economically promising method to bridge the digital divide between urban areas and rural and isolated areas. This paper analyzes the throughput performance of IEEE 802.11 carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) protocol with a large propagation delay. The increase of a propagation delay results in decrease of uplink and downlink throughputs. A Markov chain model is used to analyze throughput performance of the IEEE 802.11 CSMA/CA binary exponential backoff algorithm, and this analysis includes the impacts of propagation delay. It is shown that short-term unfairness occurs according to the increase of the propagation delay, and it contributes to throughputs improvement.