• Journal of Communications and Networks
• /
• 제16권3호
• /
• pp.311-321
• /
• 2014

This paper focuses on contention-based medium access control (MAC) protocols used in wireless local area networks. We propose a novel MAC protocol called adaptive backoff tuning MAC (ABTMAC) based on IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF). In our proposed MAC protocol, we utilize a fixed transmission attempt rate and each node dynamically adjusts its backoff window size considering the current network status. We determined the appropriate transmission attempt rate for both cases where the request-to-send/clear-to-send mechanism was and was not employed. Robustness against performance degradation caused by the difference between desired and actual values of the attempt rate parameter is considered when setting it. The performance of the protocol is evaluated analytically and through simulations. These results indicate that a wireless network utilizing ABTMAC performs better than one using IEEE 802.11 DCF.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.65-72
• /
• 2004

IEEE 802.11a 무선 LAN에서 사용하는 임의 접근 방식은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)에 기반한 DCF(Distributed Coordination Function)방식이다. 그러나, IEEE 802.11는 지수적 백오프 방식을 사용하기 때문에, 충돌이 일어났을 경우 경쟁 윈도우의 크기가 2배로 커진다. 따라서, 패킷 전송 지연 시간이 증가하게 되어, 효율성이 떨어진다. 본 논문에서는 제안된 수정된 백오프 알고리즘 방식을 사용하여 IEEE 802.11 MAC DCF 프로토콜의 TCP 패킷 전송 시간을 분석하였다. 결과로부터, OFDM/QPSK 변조 방식의 패킷 전송에 있어 패킷 전송 시간을 줄이기 위해서 TCP 패킷 크기가 증가해야 한다는 것을 알 수 있었고, 실험 결과로부터 TCP 계층 안 TCP 패킷 크기와 전체 메시지 전송 시간 상관관계에서 TCP 계층의 적당한 패킷 크기를 구할 수가 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.28-33
• /
• 2007

802.15.4 네트워크의 성능 분석에 대한 연구가 활발히 진행되었는데 기존의 연구는 시뮬레이션이나 수학적 모델링에 의한 분석이 대부분이며 실제 동작 환경에서의 실험을 통한 성 능 평가는 미미 하였다. 본 논문에서는 802.15.4 MAC을 탑재한 센서 노드 장비를 사용하여 다양한 환경에서 그 성능을 실측하였다. 실험을 통해 1) 802.15.4 MAC의 최대 처리율, 2) 여러 개의 노드들이 경쟁할 경우의MAC 공정성, 3) 동일한 대역폭을 사용하는 무선랜 공존 시 충돌에 따른 성능 변화를 측정하고 패킷손실률과 최대처리율로 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권8호
• /
• pp.1613-1621
• /
• 2015

본 연구에서는 초고속 WLAN(Wireless LAN)인 IEEE 802.11ac 및 802.11ad 에서 처리율 향상을 위한 전송율 제어기법과 이에 따른 MCS(Modulation and Coding Scheme)의 적용방안을 제시한다. IEEE 802.11ac 및 802.11ad 표준은 기존의 IEEE 802.11b/g/a 무선 LAN표준과는 달리 송신측이 시간적으로 변하는 채널조건에 따라 전송율을 제어하여 처리율을 높일 수 있도록 하기 위해 많은 MCS 기능을 지원한다. 그러나 이들 표준에서는 전송율을 제어할 수 있는 알고리듬을 제시하고 있지 않으므로 본 연구에서는 전송율 제어 알고리듬에 대하여 살펴보고 MCS의 적용 방안을 제시한다. 특히 IEEE 802.11ac 무선 LAN의 DCF 처리율 성능을 에러를 갖는 채널 환경하에서 분석하기 위해 A-MPDU 기법이 활용되었고 패킷 에러율, 단말장치의 수, 프레임의 수, 프레임 페이로드 크기 및 전송 확률이 변수로 사용되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제9권12호
• /
• pp.515-527
• /
• 2009

IEEE 802.11n은 MAC 계층에서 100Mb/s이상의 데이터 처리량을 달성하므로 초고속 데이터 통신을 지원하는 차세대 무선랜의 표준으로 각광받고 있다. IEEE 802.11n의 연구 동향은 크게 두 가지로 MAC 계층에서 패킷 간의 결합을 통하여 데이터 처리량을 높인 부분과 PHY 계층에서 다중 안테나 기법을 적용하여 데이터 전송속도를 높인 부분으로 정리된다. 그러나 전자는 무선 채널을 고려하지 않음으로 현실성이 결여되어 있었고, 후자는 패킷 간의 결합을 간과함으로 현실적인 처리량 결과를 얻을 수 없었다. 그래서 본 논문에서는 IEEE 802.11n 시스템에서 MAC 계층과 PHY 계층의 연동을 고려하여 성능을 분석한다. 또한, MAC 계층에서는 멀티 서비스를 고려한 A-MPDU, A-MSDU기법을 적용하고, PHY 계층에서는 WLAN MIMO TGn 채널 모델 사용과 함께 SVD 기법을 적용함으로 다중 안테나 기법과 무선 채널을 모두 고려하면서 IEEE 802.11n 시스템의 현실적인 데이터 처리량을 분석한다. 시뮬레이터는 전 계층을 고려하여 Ns-2를 사용하기로 한다.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제4권2호
• /
• pp.71-74
• /
• 2006

A basic access method about IEEE 802.11 MAC layer protocol using IEEE 802.11 wireless LANs is the DCF thatis based on the CSMA/CA. But, cause of IEEE 802.11 MAC layer uses original backoff algorithm (exponential backoff method), when collision occurred, the size of contention windows increases the double size Also, a time of packet transmission delay increases and efficienty is decreased by original backoff scheme. In this paper, we have analyzed TCP packet transmission time of IEEE 802.11 MAC DCF protocol for wireless LANs a proposed enhanced backoff algorithm. It is considered the transmission time of transmission control protocol (TCP) packet on the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in additive white gaussian noise (A WGN) and Rician fading channel. From the results, a proposed enhanced backoff algorithm produces a better performance improvement than an original backoff in wireless LAN environment. Also, in OFDM/quadrature phase shift keying channel (QPSK), we can achieve that the transmission time in wireless channel decreases as the TCP packet size increases and based on the data collected, we can infer the correlation between packet size and the transmission time, allowing for an inference of the optimal packet size in the TCP layer.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권2호
• /
• pp.683-701
• /
• 2012

IEEE 802.11 standard has achieved huge success in the past decade and is still under development to provide higher physical data rate and better quality of service (QoS). An important problem for the development and optimization of IEEE 802.11 networks is the modeling of the MAC layer channel access protocol. Although there are already many theoretic analysis for the 802.11 MAC protocol in the literature, most of the models focus on the saturated traffic and assume infinite buffer at the MAC layer. In this paper we develop a unified analytical model for IEEE 802.11 MAC protocol in ad hoc networks. The impacts of channel access parameters, traffic rate and buffer size at the MAC layer are modeled with the assistance of a generalized Markov chain and an M/G/1/K queue model. The performance of throughput, packet delivery delay and dropping probability can be achieved. Extensive simulations show the analytical model is highly accurate. From the analytical model it is shown that for practical buffer configuration (e.g. buffer size larger than one), we can maximize the total throughput and reduce the packet blocking probability (due to limited buffer size) and the average queuing delay to zero by effectively controlling the offered load. The average MAC layer service delay as well as its standard deviation, is also much lower than that in saturated conditions and has an upper bound. It is also observed that the optimal load is very close to the maximum achievable throughput regardless of the number of stations or buffer size. Moreover, the model is scalable for performance analysis of 802.11e in unsaturated conditions and 802.11 ad hoc networks with heterogenous traffic flows.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제36권5호
• /
• pp.456-469
• /
• 2009

본 논문에서 ECOT(Estimated Channel Occupancy Time)이라는 새로운 무선 링크 성능 지표를 제시하며, 이를 기반으로 멀티 홉 무선 메쉬 네트워크 환경에서 종간간 높은 수율을 얻고자 한다. ECOT의 핵심적인 특징은 다양한 형태의 IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) 환경에서 적용이 가능하다는 점이다. 우리는 802.11 DCF(Distributed Coordination Function), 802.11e EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) with BACK(Block Acknowledgement), 802.11n A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)와 같은 다양한 형태의 링크 계층 구조를 고려하며, 이와 같은 다양한 환경에서 제안하는 ECOT이 기 제안된 다른 성능 지표 방법론과 비교하여 높은 종단간 수율 성능(이득: $8.5{\sim}354.4%$)을 보여줄 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.509-515
• /
• 2005

본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN의 MAC(Medium Access Control) 계층에서 DCF(Distributed Coordination Function) 프로토콜의 처리율을 트래픽 량 및 MSDU(MAC SDU) 크기 측면에서 분석하였다. IEEE 802.11a에서 필수사항으로 권고하고 있는 6, 12, 24Mbps와 최대속도인 54Mbps급에 대하여 검토한 결과 전송속도가 작을 수록 처리율이 우수하며 MSDU의 크기가 클수록 처리율이 증가한다는 것을 알 수 있고 MSDU의 크기를 일정하게 할 때 처리율이 최대가 되는 최적 트래픽 양이 구해질 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권4B호
• /
• pp.360-367
• /
• 2009

본 논문에서는 MAC-SAP (Medium Access Control-Service Access Point)에서 하향 100Mbps 이상의 처리 속도를 요구하는 IEEE 802.11n MAC의 구현을 위한 새로운 방안을 제안하고, 이를 이용해 설계된 MAC의 구조를 제시한다. 제안된 방식을 이용하면, 기존에 MAC 프로토콜의 검증 및 네트워크 기반 시뮬레이션 과정과 소프트웨어 및 하드웨어의 설계 및 검증 과정이 분리되어 진행되던 방식과는 다르게 하나의 통합된 코드를 사용하여 네트워크 시뮬레이션과 시스템의 설계가 밀접한 연관성을 가질 수 있다. 제안된 방식을 통해 구현된 IEEE 802.11n MAC은 상위계층 MAC과 하위계층 MAC의 두 부분으로 구성되며, 각각은 표준에 새롭게 추가된 기능의 효율성을 높일 수 있게 그 기능을 구분하여 각각 소프트웨어와 하드웨어로 설계되었다. 설계된 MAC은 ARM 기반의 FPGA 보드를 통해 검증되었다.