• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제22권1_2호
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• pp.501-515
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• 2006

The IEEE 802.11 protocol is the most mature technology for WLANs(Wireless Local Area Networks). However, as the number of stations increases, the delay and throughput performance of IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) degrades severely. In this paper, we present the comprehensive performance analysis of IEEE 802.11 MAC protocol by investigating the MAC layer packet service time when arrival packet sizes have a general probability distribution. We obtain the discrete probability distribution of the MAC layer service time. By using this, we analyze the system throughput and the MAC layer packet service time of IEEE 802.11 MAC protocol in wireless LAN environment. We take some numerical examples for the system throughput and the mean packet service time for several special distributions of arrival packet sizes.

• 대한산업공학회지
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• 제37권2호
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• pp.89-95
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• 2011

The distributed coordination function (DCF) and point coordination function (PCF) protocols are the basic MAC protocols for legacy IEEE 802.11, IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11e, IEEE 802.11g and IEEE 802.11n wireless LANs. When the DCF protocol is used for the various versions of IEEE 802.11 wireless LANs, the MAC performance seriously degrades due to the collisions among the stations (STAs) as more and more STAs attempt to transmit their data frames. On the other hand, the PCF MAC performance becomes poor when many STAs exist in IEEE 802.11 wireless LANs, however, only small number of STAs actually attempt to transmit their data frames. In this paper, we propose the algorithm for improving the MAC performance by selectively using the DCF and PCF protocols according to the state of IEEE 802.11 wireless LANs. Numerical examples are presented to show the MAC performance improvement by the selective use of the DCF and PCF protocols according to the network state.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8A호
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• pp.640-647
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• 2009

IEEE 802.11i에서는 기존의 802.11a,b,g가 가지고 있던 보안상 문제점을 보완하기 위해서 RSNA(Robust Security Network Association)를 새로이 규정하고 있다. RSNA에서는 기존의 데이터 암호화를 위한 WEP(Wired Equivalent Privacy)을 대신하여 좀 더 견고한 데이터 암호화를 위하여 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)와 CCMP(Counter with CBC-MAC Protocol)를 사용하고 있다. 본 논문에서는 WEP, TKIP, CCMP의 암.복호 엔진을 설계하여 IEEE 802.11i를 지원하는 MAC Layer를 설계, 구현 하였다. WEP은 기존의 IEEE 802.11 legacy MAC과의 호환성을 보장하기 위하여 구성되었고, TKIP와 CCMP는 IEEE 802.11i에서 규정한 데이터 보안을 보장한다. 본 논문의 CCMP 블록은 동작 주파수 134MHz에서 최대 816.7Mbps의 데이터의 처리속도를 가짐으로써 802.11n의 성능을 보장 한다. 또한 2단 파이프 라인 구조를 가지는 AES 구조를 제안하여 CCMP에서의 동작 모드인 CBC 모드와 CTR 모드를 1개의 AES 코어에서 처리하도록 하여 적은 면적의 하드웨어를 가지도록 하였다.

• 대한산업공학회지
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• 제40권5호
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• pp.520-525
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• 2014

When the PCF (Point Coordinated Function) MAC protocol is combined with the frame aggregation method to enhance the MAC performance in IEEE 802.11 wireless LANs, the formulae for the optimal frame aggregation level for best PCF MAC performance were derived in our previous study. We extend the formulae for the PCF protocol to derive the optimal frame aggregation level for the connectivity-based multipolling MAC protocol in IEEE 802.11 wireless LANs. By simulations, we compare the performances of IEEE 802.11 wireless LANs with the optimal and random frame aggregation levels. Compared with the random frame aggregation level, the optimal frame aggregation level significantly improves the performance of IEEE 802.11 wireless LANs.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권1A호
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• pp.62-69
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• 2005

최근 IEEE802.11 Working Group(WG)에서는 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위하여 기존의 IEEE802.11 MAC(Medium Access Control)프로토콜을 개선한 IEEE802.11e MAC프로토콜에 대한 표준화 작업 중에 있다. IEEE802.11e MAC프로토콜 중에서 EDCF는 기존의 DCF에서 QoS를 제공하기 위하여 서로 다른 우선수위에 대하여 서로 다른 서비스를 제공할 수 있도록 개선한 것이다. 하지만 EDCF는 DCF가 가지고 있던 문제점이었던 throughput에 대한 최적화 문제와 우선순위 보장에 대한 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서 제안하는 알고리듬은 먼저 보다 효과적인 우선순위를 위한 보장방안을 제안하고 이와 함께 처리율을 최적화하기 위하여 수학적인 분석을 통해서 보다 효과적인 처리율을 얻을 수 있는 방안을 제시한다. 제안된 알고리듬을 컴퓨터 모의실험을 통해서 기존의 알고리듬보다 노드 수에 상관없이 항상 나은 처리율을 가짐을 확인하였고 노드수의 증가로 인한 처리율의 저하도 감소되는 것을 확인하였다. 또한 기존의 EDCF보다 효과적으로 우선순위를 보장함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권12A호
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• pp.1367-1374
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• 2004

최근 IEEE802.11 Working Group(WG)에서는 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위하여 기존의 IEEE802.11 MAC(Medium Access Control)프로토콜을 개선한 IEEE802.11e MAC프로토콜에 대한 표준화 작업 중에 있다. IEEE802.11e MAC프로토콜 중에서 EDCF는 기존의 DCF에서 QoS를 제공하기 위하여 서로 다른 우선수위에 대하여 서로 다른 서비스를 제공할 수 있도록 개선한 것이다. 하지만 EDCF는 DCF가 가지고 있던 문제점이었던 throughput에 대한 최적화 문제와 우선순위 보장에 대한 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서 제안하는 알고리듬은 먼저 보다 효과적인 우선순위를 위한 보장방안을 제안하고 이와 함께 처리율을 최적화하기 위하여 수학적인 분석을 통해서 보다 효과적인 처리율을 얻을 수 있는 방안을 제시한다. 제안된 알고리듬을 컴퓨터 모의실험을 통해서 기존의 알고리듬보다 노드 수에 상관없이 항상 나은 처리율을 가짐을 확인하였고 노드수의 증가로 인한 처리율의 저하도 감소되는 것을 확인하였다. 또한 기존의 EDCF보다 효과적으로 우선순위를 보장함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.467-469
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• 2006

In wireless network environments, as users' demands on high-speed data communications due to increase of multi-media services, the necessity of new high-speed WLAN technologies has appeared. Nowaday, IEEE is standardizing a new WLAN protocol caned as IEEE 802.11n. To effectively use wireless resources, IEEE 802.11n introduces MAC aggregation function which is similar to that in IEEE 802.11e. In case of transmitting several frames without MAC aggregation, the frames include individual frame header and trailer, and their corresponding acknowledgement frames can appear on wireless link. However, if they are aggregated into single MAC frame, we can reduce the number of used bits due to frame headers/trailers and also remove redundant acknowledgement frames. In this paper, we explain two different MAC frame aggregation methods for IEEE 802.11e and IEEE 802.11n and evaluate their throughput by simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권12A호
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• pp.1320-1328
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• 2007

최근 무선 LAN의 인기로 IEEE 802.11 프로토콜의 성능 분석과 개선에 많은 관심이 생겨났다. 본 논문에서는 도착하는 패킷의 크기가 일반 확률분포를 가질 때 MAC 계층 패킷 서비스 시간을 조사하여 IEEE 802.11 프로토콜의 두 가지 매체 접속 방식을 분석한다. 무선 LAN에서 IEEE 802.11 프로토콜의 수율 및 지연 성능을 분석하기 위해 M/G/1/K 큐잉 모델을 사용한다. 두 가지 접속 방법, 기본 접속과 RTS/CTS 접속 방식의 성능을 비교한다. 그리고 시스템의 수율 및 평균 패킷 지연과 패킷 블록킹 확률을 포함하여 큐의 동작 상태를 보기 위한 여러가지 수치예를 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.469-471
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• 2002

This paper presents analysis of the IEEE802.11 MAC protocol and implementation of the asynchronous communication portion of the IEEE802.11 MAC protocol. we have used PRISM2 chipsets from intertsil to build physical layer and PCI controller from PLX to interface LLC layer. This study is shown to be able to apply to MAC implementation in high speed LAN.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제52권8호
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• pp.492-499
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• 2003

This paper presents the analysis and the implementation of the asynchronous communication portion of the IEEE 802.11 MAC protocol. We have used PRISM2 chipsets from INTERSIL to build baseband, IF, and RF parts and PCI controller from PLX to interface LLC Layer. We have implemented DCF(Distributed Coordination Function) service using CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Acoidance) with backoff algorithm and RTS/CTS protocol. Also, we have implemented TSF(Timing Synchronization Function) which can be used for power management frequency hop synchronization, and other management function. This study can be used as a reference for the MAC protocol implementation and MAC controller design in very high speed wireless LAN which complies with the IEEE 802.11 standard.