• 제목/요약/키워드: Low-Power MAC Protocol

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센서 네트워크 기반의 다수 사용자간 Full-Duplex 음성 통신 시스템을 위한 TDMA/TDD MAC 프로토콜 설계 (A Design of TDMA/TDD MAC Protocol for Full-Duplex Multi-User Voice Communication Systems Based on Sensor Network)

  • 김지수;이재형;조성호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38C권3호
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    • pp.239-246
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    • 2013
  • 기존 IEEE 802.15.4는 PHY 계층과 MAC 계층에서의 표준을 제공하며 저전력, 저대역폭, 저속 데이터 통신을 특징으로 한다. 이러한 한계점으로 인하여 IEEE 802.15.4는 센서 검출, 홈 네트워크 등의 제한된 용도로만 쓰였으나 최근 음성과 같은 멀티미디어 데이터를 전송하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존 센서 네트워크 기반 Peer-to-Peer 음성 통신의 개선을 통해 다수 사용자간의 음성 통신을 지원하기 위하여 새로운 IEEE 802.15.4 PHY 기반 TDMA/TDD MAC을 설계하고 그룹 통신을 할 수 있는 하드웨어를 개발 하였다. 또한 설계된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 실험을 통해 Mean Opinion Score (MOS)를 측정 하였으며 이는 사인파를 사용하는 방법을 이용하여 검증하였고 본 논문에서 제안하는 시스템이 실제 환경에서 다양한 응용 솔루션으로 개발 될 수 있음을 기대하였다.

적응형 저전력 전송 기법을 사용한 효율적인 BMA 데이터 전송 기술 (An Efficient Data Transmission Strategy using Adaptive-Tier Low Transmission Power Schedule in a Steady-state of BMA)

  • 김상철
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.103-111
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    • 2010
  • 본 논문에서는 TDMA ad hoc MAC 프로토콜에서 적응형 저전력 전송 기법을 이용한 효율적인 타임 슬롯 할당 데이터 전송 기법을 제안한다. Ad hoc 네트워크의 자원은 간섭과 경쟁 기반의 제한된 무선 통신 채널의 재사용을 특징으로 가지고 있기 때문에 ad hoc 알고리즘 개발 시 노드 수의 증가에 따른 효율적인 타임 슬롯 할당 및 저전력 전송 기법 문제는 주요한 연구 과제이다. 제안된 알고리즘은 이웃 클러스터의 패킷 전송에서 발생하는 전력 간섭을 최소화함으로 얻어지는 패킷 충돌 회피의 장점을 이용하여, 클러스터에서 사용되는 총 전력 소비량을 최소화하고, 나아가, TDMA 슬롯의 패킷 처리량을 높이는 것을 목표로 한다. 제안된 적응형 저전력 전송 기법을 기존의 two-tier 전력 전송 기법과 비교 분석한 결과, BMA 프로토콜에 의한 메시지 전송에서 15.8%의 에너지 사용 저감 효과를 나타내었으며, 또한 4.66% 높은 타임 슬롯 사용 효율성을 나타내었다.

WUSB over IEEE 802.15.6 통합 MAC 프로토콜의 Hibernation 구조 설계 (Hibernation Structure Design of Wireless USB over IEEE 802.15.6 Hierarchical MAC Protocol)

  • 허경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.1610-1618
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    • 2014
  • 웨어러블 컴퓨터 시스템은 WiMedia PHY/MAC 기술과 결합된 USB 기술로 WUSB (wireless universal serial bus) 기술을 사용하여 구성할 수 있다. 본 논문은 U-Health 기능을 지원하는 무선 웨어러블 컴퓨터시스템을 구성하기 위해 WUSB기술과 IEEE 802.15.6 WBAN (wireless body area networks) 기술을 결합한 통신시스템 구조에 초점을 맞추었다. 그리고 IEEE 802.15.6 기반 WUSB 통신 구조에서 저전력 Hibernation 통신 구조를 제안하였다. 제안하는 Hibernation 구조는 WBAN Wakeup Period 및 Wakeup Phase 메시지 필드들을 사용하여, WBAN의 주기적인 Inactive 구간에서 WUSB 통신 구간을 할당한다. 성능 평가에서는 WBAN Wakeup Period에 따른 성능 및 WUSB 통신량에 따른 성능을 비교분석하여, WUSB over IEEE 802.15.6 통신구조에서 제안한 Hibernation 구조의 효율성을 평가하였다.

다중시간분할 방식 기반의 에드혹 망 전송기술 분석 (Analysis of TDM-based Ad Hoc Network Transmission Technologies)

  • 정종문;조형원;진기용;조민희;김지현;정운철;주성순
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권8A호
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    • pp.618-624
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    • 2009
  • 무선 센서 네트워크(WSNs)로부터 유비쿼터스 센서 네트워크(USNs)으로 향한 진화를 위해서는 보다 많은 데이터-트래픽 전송량, 많은 수의 사용자 지원, 강화된 내부연산 능력, 그리고 보다 긴 수명에 대한 요구가 강해지고 있다. 그리하여 효율적으로 통신 시간을 동등하게 제어하는 기술과 적은 소비 전력이 USN 미디엄 엑세스 제어(MAC) 프로토콜에 있어서 가장 중요한 디자인 목표가 되어 몇 가지의 다중시간분할방식(TDM) MAC 프로토콜들이 제시 되었다. 하지만 존재하는 프로토콜들의 장점과 단점을 분석하는 것은 쉽지 않기 때문에 보다 발전된 MAC 프로토콜을 만드는 것은 도전적인 과제이다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 기존의 에드혹 망 다중시간분할방식 프로토콜들의 복잡도를 유도하였고 비교 분석한 결과를 제시한다. 프로토콜의 복잡도는 전력 소비량과 직접적인 관계를 갖기 때문에 에드혹 망의 MAC 프로토콜의 효율성을 평가하는 데에 많은 연관성을 가진다.

향상된 론웍 기반의 홈 네트워크용 전력선 모뎀 구현 (Implementation of a modem for home network power line communication based on improved LonWorks technology)

  • 마낙원;김녹원;김우섭;이창은;문경덕;김석기
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.367-370
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    • 2002
  • In this paper, we propose a new node architecture LonWorh control Network for home network system environmint using power line communications. Using conventional Lon Work technology is a many disputable points for home network. LonWork network system needs high-cost development equipment. Moreover, conventional Lon Work system can not implement high-grade algorithms and variety application operation. because of the limitation of processing ability in Neuron chip. For that reason, the proposed structure is applicable to low-cost and more complex applications which are impossible in home network using conventional Lonworks structure. The proposed structure is implemented with some hardware and かone software for power line home network. The physical layer and the MAC layer of the LonTalk protocol within ton Work are implemented in hardware, which decreases the development costs communication processor. The upper of link layer of the LonTalk protocol is implemented with software, which decreases the development costs of software and increases the flexibility of tile system and increases the extension of the system. We verified the commercial feasibility of the proposed system through the power line tests with the existing LonWorks network in home network. As a result, it is concluded that the proposed architecture provides increasing flexibility and decreasing cost of the system.

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WSN 기반 복지 관리 시스템 설계 및 성능분석 (Design and Performance Analysis of Welfare Management System based on WSN)

  • 김지성;김강희;황호영;서효중
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.99-107
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    • 2008
  • 저 전력 기술에 기반한 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks, WSN)는 유비쿼터스 시대의 중요한 핵심 요소로 자리잡고 있다. 본 논문은 이러한 WSN에 기반한 응용으로서 복지 관리 시스템을 제시하였다. 특히 저가격과 저 전력을 달성할 수 있도록 S-MAC(Sensor Medium Access control)인 프로토콜을 적용하여 구현하였으며, TOSSIM 시뮬레이터를 이용해 성능을 평가하였다. 복지 대상자의 집에는 여러 센서와 소형 데이터베이스 서버를 설치하여 집안의 환경을 조사하고 저장하였다. 소형 서버는 무선 애드혹 네트워크를 구성하여 상호간 연결하였다.

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IEEE 802.15.4a IR-UWB 패킷 분석기 설계 및 구현 (Design and Implementation of IR-UWB Packet Analyzer Based on IEEE 802.14.5a)

  • 임솔;이계주;김소연;황인태;김대진
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.2857-2863
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    • 2014
  • IR-UWB 기술은 실내 환경에 강인하고 투과성이 우수하며 저 전력 측위 시스템의 구현이 가능하다는 점에서 실내 측위 방식으로 표준화되어 개발되고 있다. 본 논문에서는 수십 cm급 IR-UWB 측위 시스템을 개발하는데 필요한 IEEE 802.15.4a를 기반으로 한 IR-UWB 패킷 분석기를 설계 및 구현하였다. 패킷 분석 시스템에서 스니퍼 디바이스는 IEEE 802.15.4a IR-UWB 네트워크를 감시하여 RF상의 패킷 프레임을 획득하여 패킷 분석기 PC 프로그램으로 전송한다. 패킷 분석기 PC 프로그램은 스니퍼로부터 받은 패킷 프레임을 IEEE 802.15.4a 표준에 맞게 분석하여 이를 사용자에게 보여주어 디바이스끼리 통신하는 정보를 분석할 수 있도록 한다. 개발된 패킷 분석기는 IEEE 802.15.4a MAC 프로토콜을 분석하는데 사용된다. 또한 일부 기능들을 수정보완하여 IEEE 802 시리즈의 다른 MAC 프로토콜을 분석하는데 사용할 수 있다.

다중 채널을 지원하는 Voice over Sensor Network(VoSN) Base Station 설계 (A Design of Voice Over Sensor Network (VoSN) Base Station with Multi-Channel Support)

  • 이훈재;이재형;강민수;조성호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39C권1호
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    • pp.90-96
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    • 2014
  • 센서 네트워크를 위한 표준인 IEEE802.15.4는 저전력, 저속 데이터 통신이 특징으로 주로 ZigBee 네트워크와 같은 Wireless Personal Area Network (WPAN)를 구성하기 위해 사용하고 있다. 그러나 최근 센서 네트워크 기반의 음성통신과 Session Initiation Protocol (SIP)를 연동하여 장거리 및 대규모 사용자를 지원하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 센서 네트워크 기반의 음성통신과 SIP를 연동하여 다수 사용자 지원하고 기존 시스템을 하나의 통합 Base Station으로 설계하였다. 또한, 설계한 Base Station의 성능을 평가하기 위하여 사용자수 증가에 따른 Packet 수와 Delay를 측정하였다.

무선 센서 네트워크를 위한 수신 예측 기반 주기 적응적 웨이크업 기법 (A Period Adaptive Wakeup Technique based on Receive Prediction for WSN)

  • 이경훈;이학재;김영민
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권11호
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    • pp.1265-1270
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    • 2015
  • 무선 센서 네트워크에서 배터리로 동작하는 센서 노드 또는 수집 노드를 위한 에너지 효율을 개선한 MAC 프로토콜은 중요한 성능 요소이다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크를 위한 MAC 프로토콜에서 활성구간과 수면구간을 반복하여 수행하는 Duty Cycle 기법의 고정적인 활성 구간에 따른 제한적인 성능을 개선하기 위해 수신 예측 기반의 주기 적응적 웨이크업 제어 기법을 제안한다. 제안된 기법은 CC2500 RF 트랜시버 및 C8051F330 마이크로컨트롤러 기반의 무선 노드를 이용한 성능평가를 통해 최소의 활성구간을 분석하였고, 주기 변화에 따라 적응적으로 수면구간을 증가시켜 에너지 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

Wi-SUN에서 비동기 RIT모드 MAC의 지연시간 분석 (Delay time Analysis of Asynchronous RIT Mode MAC in Wi-SUN)

  • 김동원;윤미희
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.65-70
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    • 2024
  • 근래에 와서 유틸리티들을 무선으로 원격제어 하는 스마트 팩토리 무선 이동 통신 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network) 얼라이언스에서는 EEE802.15.4g/e에 기반한 새로운 무선통신 표준화 규격으로 스마트팩토리와 같은 플랫폼 구축에 적합한 Wi-SUN 프로토콜 구조를 제시하였다. IEEE802.15.4e의 RIT(Receiver Initiated Transmission) 모드 MAC(Media Access Control)의 throughput 및 지연시간 측면의 성능을 분석하고 효율적 운용을 위한 고려 사항을 살펴본다. RIT 모드는 체크 인터벌이 길어질수록 지연시간과 throughput이 떨어짐을 볼 수 있다. 트래픽 부하가 커질수록 RIT 체크 인터벌을 짧게 운용하면 지연시간도 짧아지면서 throughput을 높일수 있음을 보였다. RIT 모드는 전력소모가 작은 장점을 가지고 있으면서 지연시간이나 throughput 측면에서 IEEE802.15.4와 CSL 모드 사이의 중립적 특징을 가지는 것을 볼 수 있었다.