• 한국통신학회논문지
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• 제36권7B호
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• pp.827-833
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• 2011

최근 무선 Ad Hoc 환경에서 지향성 안테나를 사용하여 통신을 하는 기술은 초고속 통신을 위하여 각광받고 있는 기술이다. 하지만 지향성 안테나를 사용할 경우에는 난청 현상이 발생하는 문제점이 대두된다. 난청 현상은 한 노드가 전송을 시작하기 위해서 DRTS(Directional Request-to-Send) 프레임을 수신 노드에게 보낼 때, 수신 노드가 다른 노드와의 통신 때문에 DRTS 프레임을 듣지 못하는 현상이다. 이러한 난청 문제를 해결하기 위해서 현재까지 다양한 지향성 안테나를 위한 MAC 프로토콜 (DMAC : Directional MAC)이 제안되어왔다. 본 논문에서는 이러한 DMAC 프로토콜들을 1) 주변노드에 자신의 통신정보를 알려주는 방법, 2) 미래 통신노드를 지정하는 방법, 3) 실제 네트워크 실패를 알아내는 방법으로 크게 3가지로 나누어 보았다. 본 논문에서는 이러한 기법에 대해서 난청문제를 얼마나 효과적으로 해결하는지 다양한 시나리오들을 통하여 분석하고 성능 평가를 통하여 각 기법의 특정 및 네트워크 처리량을 측정해 본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.278-286
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• 2011

지향성 안테나는 네트워크의 공간 재사용 기술이 발전함에 따라 Ad Hoc 네트워크에서 널리 사용되고 있다. 그러나 확장된 전송영역은 이웃하는 수신 노드 간에 충돌을 일으키고, 이것은 지향성 안테나의 전송능력을 충분히 사용하지 못하게 하는 원인이 된다. 본 논문에서는 지향성 안테나를 위한 새로운 전력제어 MAC프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜을 지원하기 위하여 이웃하는 수신 노드들 중에서 간섭 노드의 집합을 찾아내기 위한 기법을 개발한다. 그리고 전력 제어 알고리즘을 이용하여 최소 전송 전력을 계산한 후, 데이터를 전송한다. 이 프로토콜의 시뮬레이션 결과, 네트워크 성능이 향상되었으며 전력 소비가 감소하였음을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권1B호
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• pp.15-20
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• 2012

본 논문에서는 밀리미터파 대역을 사용하는 개인영역 무선통신 네트워크 표준의 하나인 IEEE 802.15.3c에서 지향성 CSMA/CA의 성능을 향상시킬 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 saturation 환경에서 No-ACK 모드를 고려하여 마코프 체인으로 모델링하여 분석하였다. 마코프 체인 모델에서는 공간을 재활용하는 지향성 안테나의 특성과 IEEE 802.15.3c의 특성이 고려되었다. 분석실험을 통하여 경쟁윈도우 크기의 최적값을 얻었다. 제안한 성능향상 지향성 CSMA/CA 알고리즘이 기존의 지향성 CSMA/CA에 비해 훨씬 좋은 성능을 보여주는 결과를 얻었으며 이는 시뮬레이션으로 검증되었다. 얻은 결과는 밀리미터파 대역 개인영역 무선통신 네트워크의 성능을 향상시키는 모수의 선택과 MAC 프로토콜의 개발에 지침을 제공할 것으로 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.627-635
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• 2008

무선 Ad hoc 네트워크에 지향성 안테나를 사용함으로써 간섭의 영향 감소, 공간재이용(spatial reuse) 증가, 그리고 통신용량 증가 등의 장점을 실현할 수 있다. 그러나 기존의 IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 무지 향성 안테나를 고려하여 설계되었기 때문에 기존의 MAC 프로토콜을 지향성 안테나를 탑재한 무선 Ad hoc 네트워크에 적용할 경우 그 장점을 효율적으로 제공할 수 없다. 본 논문에서는 최적의 공간재이용을 통한 성능향상을 달성하기 위한 MAC 프로토콜을 제안하였으며, 시뮬레이션을 통하여 기존의 MAC과 통신효율과 종단간 지연을 비교하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2007년도 추계학술발표대회
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• pp.917-920
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• 2007

무선 Ad-hoc 네트워크에서는 주로 IEEE 802.11 MAC 프로토콜을 이용한다. IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 제어 메시지인 RTS-CTS를 통해서 채널 예약을 하고 데이터를 전송하는 방식으로 모든 통신에 Omni-directional 안테나를 이용하여 전송한다. 본 논문에서는 기존 IEEE 802.11 MAC 프로토콜보다 성능을 향상시키기 위해서 directional 안테나를 이용한 MAC 프로토콜을 사용한다. Directional 안테나를 사용한 MAC 프로토콜은 IEEE 802.11 MAC 프로토콜에 비해서 Spatial Reuse를 증가함으로서 채널 자원을 더욱 효율적으로 사용하는 것이 가능하다. 또한 Directional 안테나의 사용은 안테나의 지향성에 따른 안테나 이득 및 전송 범위의 증가 그리고 전송 범위를 Omni-directional 안테나와 동일하게 적용할 경우에는 저 전력 통신이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 Directional 안테나의 사용은 IEEE 802.11 MAC보다 좋은 성능을 갖기는 하지만 새로운 문제들이 발생한다. 이러한 문제들로는 New Hidden Terminal, Deafness, Capture, 그리고 위치 인식에 관련된 문제들이 발생한다. 본 논문에서서 위에서 언급한 Directional 안테나의 이점과 그리고 문제점에 대해서 설명하고, 이러한 문제들 중에 Deafness 문제를 완화시킬 수 있는 방법을 제안한다. 그리고 QualNet 4.0을 이용한 시뮬레이션을 통해서 제안된 프로토콜의 성능을 평가한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권1호
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• pp.16-27
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• 2006

무선 네트워크의 물리계층에서 이용하는 무선 전송매체는 전송 범위내의 모든 이웃 노드들이 동시에 전송 신호를 수신할 수 있는 브로드캐스트 전파 특성을 갖는다. 기존의 비동기 무선 MAC 프로토콜들은 신뢰성 있는 브로드캐스트에 대한 구제적인 해결 방안을 고려하지 않고 있다. 무지향성 브로드캐스트가 과다한 채널 경쟁과 충돌을 발생시켜 네트워크의 성능 저하를 야기하기 때문이다. 본 논문에서는 링크계층에서 지향성 안테나를 이용하여 지향성 브로드캐스트를 지원하는 MDB(MAC protocol for Directional Broadcast) 프로토콜을 제안한다. MDB 프로토콜은 DAST(Directional Antennas Statement Table) 정보와 4-way 핸드셰이크에 의한 D-MACA(Directional Multiple Access Collision Avoidance) 구조를 기반으로 Hidden Terminal 문제와 Deafness 문제를 해결한다. 성능 평가를 위해 MDB 프로토콜과 기존의 IEEE 802.11 DCF(Distributed Coordination Function) 프로토콜[9]와 참고문헌 [3]의 프로토콜 2를 비교대상으로 브로드캐스트로 인한 충돌 발생률과 브로드캐스트 완료율 관점에서 성능을 분석하였다. 성능 분석 결과는 네트워크 밀도가 높을수록 MDB 프로토콜이 기존의 프로토콜보다 높은 브로드캐스트 완료율과 낮은 충돌 발생률을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.2447-2458
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• 2009

Ad hoc 네트워크는 데이터 발신과 라우터 역할을 동시에 수행할 수 있는 노드들로 구성되며 특정한 네트워크 기반 구조의 지원 없이도 동작할 수 있는 장점을 지니고 있다. Ad hoc 네트워크에서는 무선 네트워크 상의 전체 전송영역에서 높은 처리율과 낮은 지연시간을 반드시 제공할 수 있어야 한다. 최근 들어 빔 생성(beam-forming) 방식이나 멀티플렉싱 방식의 다중안테나 (MIMO)를 이용하여 높은 처리율과 낮은 지연시간을 제공하기 위한 새로운 연구가 수행된 바 있으며, 이러한 연구 결과에 의해 송 수신자들이 서로간에 심각한 간섭을 일으키지 않는다면 다수의 송 수신자가 안테나의 지향성 빔을 이용하여 통신을 위한 공간 재사용 가능성을 높일 수 있음을 검증한바 있다. 그러나 Ad hoc 네트워크에서 노드 밀도가 증가하면 지향성 안테나의 성능은 무지향성 안테나의 성능과 유사하게 된다. 본 연구에서는 QualNet을 이용한 시뮬레이션을 통해 Ad hoc 네트워크 내의 노드 수가 크게 증가하면 지향성 안테나의 평균 처리량과 패킷 에러율이 무지향성 안테나의 성능에 점진적으로 근접한다는 사실을 증명하였으며, 무선네트워크에서 지향성 안테나 성능 개선을 위해 비중 있게 다루어야 할 중요 이슈들에 대해 자세히 기술하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권11호
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• pp.118-127
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• 2006

무선 네트워크의 물리계층에서 이용하는 무선 전송매체는 전송 범위내의 모든 이웃 노드들이 동시에 전송 신호를 수신할 수 있는 브로드캐스트 전파 특성을 갖는다. 기존의 비동기 무선 MAC 프로토콜들은 신뢰성 있는 브로드캐스트에 대한 구제적인 해결 방안을 고려하지 않고 있다. 무지향성 브로드캐스트가 과다한 채널 경쟁과 충돌을 발생시켜 네트워크의 성능 저하를 야기하기 때문이다. 본 논문에서는 링크계층에서 지향성 안테나와 이웃노드 정보를 이용하여 지향성 브로드캐스트를 지원하는 MNDB(MAC protocol with Neighborhood for reliable Directional Broadcast) 프로토콜을 제안한다. MNDB 프로토콜은 이웃노드 정보와 RTDB, CTDB, DDATA, DACK의 4-way 핸드셰이크에 의한 DMACA(Directional Multiple Access Collision Avoidance) 구조를 기반으로 신뢰성 있는 지향성 브로드캐스트를 지원한다. 성능 평가를 위해 MNDB 프로토콜과 기존의 $RMDB^{[2]}$ 참고문헌 [3]의 프로토콜 2, IEEE 802.11 프로토콜$^{[9]}$를 비교대상으로 브로드캐스트로 인한 충돌과 패킷 분실, 패킷 중복수신, 브로드캐스트 전송지연 관점에서 성능을 분석하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.113-114
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• 2007

무선 Ad Hoc 네트워크 환경에서 기존 IEEE 802.11 MAC 프로토콜에서 Omni-Directional 안테나를 이용하여 방식으로부터 자원의 활용을 늘이기 위해서 Directional 안테나를 이용한다. Directional 안테나의 사용으로 기존 802.11 MAC 프로토콜에 비해 Spatial reuse가 증가하고, 안테나의 높은 이득과 간섭의 감소, 그리고 전송범위의 증가의 장점을 갖는다. 그러나, Directional 안테나를 이용함으로서 New Hidden Problem, Deafness, 그리고 Capture 등과 같은 문제점이 발생하였다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 파악하고, 이를 해결하는 방안들을 분석하고 각 해결방안들에 대한 성능을 비교평가한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권4호
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• pp.9-16
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• 2015

VANET에서 신속하고 안전한 메시지 전달은 중요한 연구 주제이다. 대부분의 연구가 운전자의 안전성을 높이기 위해 차량 간 주기적인 비콘(Beacon) 브로드캐스트를 가정하고 있다. 본 논문에서는 차량 간 통신에서 이러한 문제점을 해결하고 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원하기 위하여 고속으로 이동하는 차량의 주행 환경에 적합한 위치기반 클러스터링을 통한 매체접속제어 프로토콜을 설계하였다. 클러스터 헤드를 통해 각 노드들의 access를 관리하고 자원을 할당함으로써 기존 싱글 채널을 사용하여 경쟁 기반의 MAC 프로토콜에서 발생하는 패킷 충돌 및 통신 지연을 줄이는 것을 시뮬레이션을 통해 확인 하였다.