• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.502-509
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• 2008

무선 센서 네트워크에서는 기본적으로 교환이나 충전이 어려운 베터리로 동작하는 센서 노드들로 구성된다. 따라서 센서 노드들의 에너지 소모를 줄이는 것이 무선 센서 네트워크에서는 중요한 과제이다. 이러한 에너지 효율적인 MAC 프로토콜을 구현하기 위해 기존의 IEEE 802.11 Protocol을 기반으로 휴면 기간의 에너지를 효율적으로 관리하는 Sensor MAC(이하 S-MAC) Protocol이 제안되었다. 본 논문에서는 에너지 효율적 스케줄링 기반의 기존 S-MAC을 기반으로 네트워크 트래픽에 동적으로 동작하기 위한 동적 S-MAC을 제안하였다. 동적 S-MAC 프로토콜은 네트워크 트래픽 상황에 따라 프레임 주기를 변경함으로써 S-MAC의 에너지 효율을 개선하였다. NS2 시뮬레이션을 통해 동적 S-MAC과 기존 S-MAC의 성능을 평가하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.81-88
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• 2008

센서 네트워크에서 에너지 효율적인 MAC 프로토콜에 대한 연구가 중요하다. 본 논문에서는 센서 네트워크의 에너지 효율을 향상시키기 위한 ELM-MAC(Energy efficient Link Management MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안하는 ELM-MAC 프로토콜은 주변 노드와의 최적화된 전송 전력 수준을 연산하고 전송 시 해당 노드와의 최적화된 전송 전력 수준으로 전송하는 방법을 통하여 센서 네트워크의 에너지 효율을 향상시킨다. ELM-MAC 프로토콜은 환경의 변화에 적응하는 방법을 이용하여 링크품질을 보장하는 메커니즘을 포함한다. 본 논문에서는 제안한ELM-MAC 프로토콜을 구현하고 성능을 평가한다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제6권4호
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• pp.501-510
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• 2010

Wireless sensor networks consist of sensor nodes which are expected to be battery-powered and are hard to replace or recharge. Thus, reducing the energy consumption of sensor nodes is an important design consideration in wireless sensor networks. For the implementation of an energy-efficient MAC protocol, a Sensor-MAC based on the IEEE 802.11 protocol, which has energy efficient scheduling, has been proposed. In this paper, we propose a Dynamic S-MAC that adapts dynamically to the network-traffic state. The dynamic S-MAC protocol improves the energy consumption of the S-MAC by changing the frame length according to the network-traffic state. Using an NS-2 Simulator, we compare the performance of the Dynamic S-MAC with that of the S-MAC protocol.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1604-1617
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• 2014

This paper proposes RIX-MAC (Receiver-Initiated X-MAC), a new energy-efficient MAC protocol based on an asynchronous duty cycling. RIX-MAC improves energy efficiency through utilizing short preambles and adopting the receiver-initiated approach, where RIX-MAC minimizes sender nodes' energy consumption by enabling transmitters to predict receiver nodes' wake-up times. It also reduces receiver nodes' energy consumption by decreasing the number of control frames. We use the network simulator to evaluate RIX-MAC's performance. Compared to the prior asynchronous duty cycling approaches of X-MAC and PW-MAC, the proposed protocol shows a remarkable improvement in energy-efficiency and end-to-end delay.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.225-227
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• 2004

A sensor networkis composed of a large number of sensor nodes, which are densely deployed either inside the phenomenon or very close to it. One of the most important constraints on sensor nodes is the low power consumption requirement. Sensor nodes carry limited, generally irreplaceable, power sources. Therefore, while traditional networks aim to achieve high quality of service (QoS) provisions, sensor network protocols must focus primarily on power conservation. This paper presents the characteristics of energy consuming, average delay in 802.11 MAC, S-MAC that is specifically designed for wireless sensor networks. We analyze the energy consuming state in the 802.11 MAC in the simulation topology nodes, and measure average delay in 802.11 and S-MAC. Energy efficiency is the primary goal in this protocol design. 802.11 MAC is more efficient than S-MAC in the average delay, throughput. However S-MAC is an energy efficient protocol, a tradeoff between energy efficiency and delay.

• 한국IT서비스학회지
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• 제10권3호
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• pp.237-250
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• 2011

Recently, Wireless Sensor Networks (WSN) require energy performance and guaranteed delivery delay time, contrarily with previous MAC protocols that aim to high throughput mostly. In order to satisfy the new significant requirements, many MAC protocols of WSN employ and try to enhance the duty cycle mechanism which is energy efficient technique in MAC layer. This duty cycle mechanism is oriented by toggling the transceiver conditions composed of wakeup and sleep states. The synchronous MAC protocols perform the period synchronization process. Hence, these are energy efficient in periodic monitoring environment, but are inefficient in where an event is incurred rarely and infrequently. Otherwise, the performance of asynchronous MAC protocols are contrarily with synchronous protocols. In this paper, we design two models consisting Always-busy and Always-idle ti simplify the general network congestion conditions. Through these models, moreover, we analyze two types MAC protocols in terms of energy efficiency and delay performance by analytical results. Additionally, we also evaluate two MAC protocols with two gongestion models that we designed. By the analytical and simulated results, we provide the general and efficient decision method in which protocols are more appropriate in a certain WSN environment.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.177-182
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• 2014

본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 싱크노드 기반의 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안되는 싱크 노드 기반 MAC 프로토콜(Sink node-Based MAC: SB-MAC)은 송신자 노드의 에너지 소모를 줄이고 전송 지연을 감소시키기 위해 RB (rapid beacon) 프레임이 사용된다. RB 프레임은 IEEE 802.15.4의 비콘 프레임의 수정된 형태이다. RB 프레임에 포함된 전송 노드의 데이터 길이 정보를 이용하여, 데이터 전송에 참여하지 않는 다른 노드들이 오랫동안 sleep 모드에 머물게 함으로써 에너지 소모를 줄일 수 있다. 이를 통하여 기존의 X-MAC 및 RI-MAC 프로토콜들에 비해 데이터 전송 지연 및 에너지 소모 면에서 더 좋은 성능을 가진다. SB-MAC 프로토콜은 하나의 싱크노드와 다수의 송신 노드들로 구성되어 있는 네트워크 환경에 에너지 효율적인 프로토콜이다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제44권3호
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• pp.31-36
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• 2007

본 논문에서는 대규모 센서 네트워크를 구성함에 있어서 에너지 소비 효율성이 우수한 Co-MAC (Coexistence MAC) 프로토콜을 제안한다. Co-MAC 프로토콜에서 전체의 네트워크는 시간 축 상에서 상호간에 직교하면서 동작하는 독립적인 subnet들로 나눠진다. Co-MAC 프로토콜의 기본적인 아이디어는 임의의 센서 노드가 이웃 노드로부터 불필요한 데이터를 수신하는 overhearing을 줄이기 위하여 임의의 지역에서 센서 노드들이 고르게 각 subnet으로 할당되도록 설계하는 것이다. 본 논문의 시뮬레이션 결과에서는 제안된 Co-MAC 프로토콜이 기존의 센서 MAC 프로토콜보다 동일한 환경에서 에너지 소모 측면에 관하여 더 효율적임을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.471-476
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• 2015

본 논문에서는 멀티 홉 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 하이브리드(hybrid) MAC 프로토콜을 제안한다. 제안하는 MAC 프로토콜은 경쟁방식(CSMA) 방식과 비경쟁방식(TDMA) 방식을 혼합하여 사용한다. 싱크 노드로부터 멀리 떨어진 센서 노드들은 주로 데이터 측정 임무를 담당하기 때문에 데이터 발생 및 전송 트래픽이 적어 구현이 간단한 경쟁방식을 사용하는 것이 유리하다. 그러나 싱크 노드와 가까운 노드들은 데이터 측정 뿐 만 아니라 relay 노드로 동작하기 때문에 많은 데이터를 전송할 필요가 있으므로 경쟁방식을 사용하면 데이터 패킷의 충돌 및 전송지연이 증가하게 된다. 본 논문에서는 싱크 노드와 1홉 거리의 센서 노드들은 마치 비경쟁방식처럼 슬롯을 할당하여 데이터 패킷을 전송하는 메커니즘을 제안한다. 제안하는 메커니즘은 에너지 및 지연에 효율적인 장점을 가진다. 제안된 MAC 프로토콜은 유사한 다른 프로토콜에 비해 데이터 패킷 전송 지연에서 더 좋은 성능을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1460-1465
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• 2016

In this paper, we propose an energy efficient and multimedia traffic friendly MAC protocol (EEMF-MAC) that controls sender's wakeup period based on the data packet's transmission urgency and the receiver's wakeup periods based on the received data packet traffic loads. The protocol is useful for applications such as object tracking, real time data gathering, in which priority-based packet transmission is required. The basic idea of EEMF-MAC is that it uses the priority concept with transmission urgency of sender's data packet to reduce the transmission delay of the urgent data and it also uses duty cycling technique in order to achieve energy efficiency. EEMF-MAC showed a better performance in energy efficiency and packet transmission delay compared to existing protocols, RI-MAC and EE-RI-MAC.