• 한국산업정보학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.27-35
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• 2015

본 논문에서는 저속이지만 다수 노드의 연결이 요구되는 산업용 제어통신망, 홈네트워크 등에서 널리 사용되는 RS485에 적용할 수 있는 CSMA/CD 기법을 제안하고, 기존의 Master-Slave 프로토콜인 Modbus와 성능을 비교하였다. 모의실험을 위해 실제 산업용 제어통신망을 모델링 하였고, 모의실험을 통하여 여러 전송속도에서 평균 전송 지연시간과 처리량이 크게 개선됨을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권1호
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• pp.193-214
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• 2017

In this paper, we study the problem of network utility maximization in a CSMA based multi-hop wireless network. Existing work in this aspect typically adopted continuous time Markov model for performance modelling, which fails to consider the channel conflict impact in actual CSMA networks. To maximize the utility of a CSMA based wireless network with channel conflict, in this paper, we first model its weighted network capacity (i.e., network capacity weighted by link queue length) and then propose a distributed link scheduling algorithm, called CSMA based Maximal-Weight Scheduling (C-MWS), to maximize the weighted network capacity. We derive the upper and lower bounds of network utility based on C-MWS. The derived bounds can help us to tune the C-MWS parameters for C-MWS to work in a distributed wireless network. Simulation results show that the joint optimization based on C-MWS can achieve near-optimal network utility when appropriate algorithm parameters are chosen and also show that the derived utility upper bound is very tight.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제37권2호
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• pp.7-16
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• 2000

본 논문에서는 p-persistent CSMA 방식의 IEEE 802.11 MAC 계층 프로토콜을 모델링 하였다. 그리고 renewal 이론을 적용하여 수학적으로 분석한 Basic CSMA/CA 프로토콜, CTS/RTS 프로토콜 그리고 은닉 노드를 고려한 Basic CSMA/CA 등의 성능분석모델을 제안하였다. 제안한 분석 모델을 이용하여 throughput을 구한 결과, active 노드 수가 적거나 패킷의 길이가 짧을 때는 Basic CSMA/CA 프로토콜 방식이, active 노드 수가 많거나 패킷의 길이가 길 때는 CTS/RTS 프로토콜 방식이 우수하였다. 또한 active 노드 수가 적은 경우가 많은 경우 보다 은닉 노드의 영향을 적게 받았다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권2호
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• pp.70-80
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• 2008

CSMA(Carrier Sense Multiple Access)는 여러 노드들이 채널을 공유하여 사용하는 경우, 노드들의 접속을 조절해 주는 기술이다. 여러 노드들이 채널을 공유하므로 발생하는 충돌 가능성을 줄이고 성능을 향상시키기 위해 채널의 사용 여부를 확인한다. 본 논문에서는 CSMA의 다양한 persistent 방법 중 네트워크 효율성과 충돌 확률의 문제점을 보완하는 p-persistent 방법을 기반으로 성능향상 방안을 연구하였다. p-persistent 방법이 네트워크 효율성과 충돌 확률의 문제점을 해소할 수는 있지만, 네트워크에 존재하는 노드 수에 따라 전송 확률 p는 성능에 큰 영향을 준다. 본 논문에서는 네트워크 환경에 따라 노드의 전송 확률을 조절하여 성능을 향상시키는 방법을 제안한다. 충돌 가능성이 적은 경우에는 p를 증가시켜 데이터의 전송을 늘리고, 충돌 가능성이 많은 경우에는 p를 감소시켜 충돌을 줄임으로 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 제안한 동적 CSMA 다중접속 방식과 기존의 p-persistent 방법의 성능을 비교 분석한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.735-742
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• 2016

저속 WPAN은 저속, 저전력, 저비용의 단거리 무선 네트워킹 기술이다. 저속 WPAN에서는 경쟁 기반의 CSMA/CA 알고리즘을 사용하여 디바이스들의 무선 채널 접속을 제어하기 때문에 프레임 전송시 언제라도 충돌이 발생할 수 있으며 이로 인해 네트워크 성능이 심각하게 저하될 수 있다. 본 논문에서는 저속 WPAN의 CSMA/CA 과정에서 프레임 충돌율을 줄이기 위해 네트워크 상황에 따라 백오프 구간을 동적으로 변화시키는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 수행 결과, CSMA/CA 과정에서 제안하는 동적 백오프 알고리즘은 백오프 구간을 정적으로 유지했을 경우에 비해 프레임 전달율과 지연 시간 측면에서 안정적이면서도 우수한 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.1508-1517
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• 1993

본 논문에서는 분산 무선망에서 CSMA프로토콜을 사용한 무선통신 시스템을 모델링하고, 컴퓨터로 시뮬레이션을 수행하여 패킷의 도착율(arrival rate) 함수에 의한 평균 END-to-END 지연특성을 살펴보았고, 또 모델링 을 수학적으로도 해석하였다. 이 무선 통신시스템은 단방향 통신방식으로 비동기식 1-persistent CSMA프로토콜을 사용하였으며, 또 모든 무선 통신시스템들이 근거러 영역에 적절하게 위치하고 있다고 가정하였고, 트래픽이 공용채널에 포아송 분포를 이루고 있다고 가정하였다. 이 모델의 해석에서는 무선 통신시스템이 breakdown 특성을 갖는 M/D/1 모델을 기본으로 하였다. 결과적으로 본 논문의 모델에 기초한 무선망은 패킷도착율이 2(packet/sec) 미만인 경우 평균지연시간이 패킷전송시간의 2배정도로 잘 동작됨을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12A호
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• pp.1006-1014
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• 2011

최근 CSMA가 많은 무선 환경에서 적용됨에 따라 CSMA 기반의 우선 네트워크의 성능을 높이기 위한 다양한 통계적 분석이 수행되고 있다. 그러나 이러한 노력에도 불구하고 여전히 CSMA가 가지고 있는 작위적 특성은 네트워크의 분석을 어렵게 만들고 있다. 기존의 많은 연구들은 대규모 CSMA 네트워크의 통계적 분석에서 노드의 반송파 감지 기능을 표현하기 위해 반송파 감지 반경을 도입하여 사용해 왔다. 그러나 반송파 감지 반경은 노드의 전송 여부에 따른 노드 간 간섭효과를 고려하지 않기 때문에 간섭이 큰 채널 환경에 적용되는 경우 분석 오류를 피하기 어렵다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 노드 간 간섭효과를 고려한 물리적 모델 기반의 반송파 감지 반경을 유도하는 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 대규모 CSMA 네트워크에서의 반송파 감지 동작 특성과 이에 따른 간섭효과를 분석하고, 분석 결과를 토대로 물리 모델에 근사된 반송파 감지 반경을 찾기 위한 감지 반경의 반복적 근사 기법을 제안한다. 제안된 알고리즘의 적합성을 확인하기 위해 모의실험을 통해 제안된 감지 반경을 이용해 다양한 채널 환경에서 유도된 총 간섭 모델의 정확성을 비교 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.1208-1220
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• 1996

본 논문에서는 IEEE 802.11에서 채택한 매체접근제어 프로토콜인 Stop-and-Wait Automatic Repeat reQust(ARQ)방식을 사용하는 Carrier Sence Multiple Access/Collision Avoidance(CSMA/CA) 프로토콜의 성능을 renewal theory를 사용하여 수학적으로 분석하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 분석의 신뢰성을 검증하였다. CSMA/CA 프로토콜의 처리율을 분석하기 위하여 통신망은 유한 가입자로 구성되며, 슬롯화된 채널을 고려하였고, CSMA/CA프로토콜은 1-persistent CSMA와 p-persistent CSMA프로토콜을 혼합한 프로토콜로 모델링하여 CSMA.CA 프로토콜의 처리율 및 패킷지연을 분석하였다. 분석 결과에 의하면, CSMA/CA 방식은 스테이션의 수, Acknowledgement(ACK) 패킷의 길이 및 Distributed coordination function Inter Frame Space(DIFS)의 길이가 커짐에 따라 처리율이 저하되었으며, 패킷 지연이 증가하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.605-613
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• 1994

본 논문에서는 CSMA 다중 access 방식으로 분산 무선 통신망을 구현할 때 다중 access 방식의 성능을 비교하였다. 또한 숨겨진 노드가 존재하거나 전자파 장애로 인한 CSMA방식의 성능 저하의 원인을 개설 할 수 있는 프로토콜을 제안하여 성능을 개선하였다. 숨겨진 노드가 존재하는 상황에서 CSMA의 방식을 개선하기 위해 중앙 집중식망에서 ISMA(Idle Signal Multiple Access), BTMA(Busy Tone Multiple Access), BCMA(Busy Channel Multiple Access)등 과 같은 채널 access 방식을 사용하였다. 본 논문에서는 중앙 집중식이 아닌 분산이면서 독립적인 노드로 통신하는 환경에서 숨겨진 노드가 존재하거나 전자파 방애로 인한 노드들이 있는 경우 성능 개선을 위해 프로토콜을 제안하였다. 새로운 프로토콜을 이용하여 컴퓨터 모의실험(simulation)을 함으로써 처리율(throughput)과 전송성공 확률이 실질적으로 개선됨을 확인하였다. 모의실험은 OPNET simulator를 사용하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.87-93
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• 2012

Due to the development of information and communication, there is a rising interest on WBAN(Wireless Body Area Network) that maintain and check the human being health. According to the application of different quality of service and a special mechanism for transferring medical data are required in WBAN environment. In this paper, we proposed the new formed superframe that has CSMA/CA based TDMA scheduling and CSMA/CA used IEEE 802.15.4 in order to process emergency data and on-demand data in WBAN environment. We estimated performance of the proposed MAC protocol by compared performance of other MAC protocols that are IEEE 802.15.4 MAC protocl and Z-MAC protocol has contention access period based TDMA scheduling.