• 한국통신학회논문지
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• 제31권5B호
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• pp.365-377
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• 2006

매체공유기반 통신시스템은 매체접근제어 과정에서 단말기의 채널 점유 제약 조건에 따라 크게 완전매체공유 시스템과 불완전매체 공유 시스템으로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 불완전매체공유 시스템의 채널활용효율을 향상시키기 위한 분산식 매체접근제어기법을 제안한다. 제안하는 매체접근제어기법은 IEEE 802.11 무선랜의 CSMA/CA 기법을 확장한 방법으로써 임의 지연 시간을(random backoff time) 채널에 대해 개별적, 집합적, 큐(queue)에 대해 개별적으로 적용함으로써 크게 3가지 형태로 제시되었다. 모의실험 결과 성능측면에서는 큐에 대해 개별적으로 임의 지연시간을 적용하였을 때 상대적으로 우월한 성능을 보였다. 또한 복잡도 측면에서는 채널에 대하여 집합적으로 임의 지연시간을 적용했을 때 상대적으로 낮은 복잡도를 보였다. 임의 지연시간을 분할된 채널에 대해 개별적으로 적용하는 방식은 성능과 연산복잡도의 trade-off관계에 있어서 앞서 제시된 방식들보다 우위에 있음을 보이고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.161-169
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• 2009

한 노드에서 다수의 노드로 데이터를 전달하는 one-hop 통신에 사용되는 매체접속제어(MAC)는 멀티캐스트 기반의 데이터 통신을 사용하는 것이 매우 효율적이다. 유니캐스트와 달리 멀티캐스트에서는 모든 노드들과의 통신에서 우수한 품질을 얻기 위해서는 여러 노드들과의 서로 다른 무선 채널환경과 노드 이동성에 따른 무전 채널환경 변화에 대응할 수 있어야 한다. 하지만, IEEE 802.11에서는 다수개의 노드들과 RTS, CTS, ACK을 교환하는 방법이 정의되어 있지 않아서 신뢰성 있는 멀티캐스트를 지원하지 않고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 몇 가지 MAC 계층 프로토콜들이 제안되었다. 하지만, 신뢰성 있는 멀티 캐스트를 구현하기 위해서는 추가적인 오버헤드가 필요하며, 이 오버헤드로 인해서 시스템 성능이 저하하게 된다. 본 논문에서는 OFDMA 시스템에서 신뢰성 있는 멀티 캐스트를 구현하기 위해 필요한 오버헤드를 줄이기 위하여 계층통합적 (cross-layer) 설계기법을 제안한다. 제안된 오버헤드와 시스템 성능간의 관계를 분석하는 방법도 제안한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.83-87
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• 2009

HiperLAN/2(High performance radio Local Area Network)에서의 MAC(Media Access Control)프로토콜은 TDMA/TDD(Time Division Multiple Access/Time Division Duplex)기반으로 동작하며, 단말은 RCH(Random CHannel) 구간을 통해 채널 경쟁에서 성공함으로써 데이터 전송 기회를 획득한다. 그러므로 AP(Access Point)는 각 RCH에서 단말들의 채널요청메시지의 성공 및 충돌수에 따라, 다음 프레임에서 최적의 RCH 개수를 동적으로 할당할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 HiperLAN/2에서의 성능향상을 위해 충돌과 성공을 고려하여 RCH(Random CHannel)수를 고정적인 값만큼 증감하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 처리율과 접속지연 관점에서 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4436-4452
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• 2015

The IEEE 802.15.6 standard is introduced to satisfy all the requirements for monitoring systems operating in, on, or around the human body. In this paper, analytical models are developed for evaluating the performance of the IEEE 802.15.6 CSMA/CA-based medium access control protocol for wireless body area networks (WBAN) under unsaturation condition. We employ a three-dimensional Markov chain to model the backoff procedure, and an M/G/1/K queuing system to describe the packet queues in the buffer. The throughput and delay performances of WBAN operating in the beacon mode are analyzed in heterogeneous network comprised of different user priorities. Simulation results are included to demonstrate the accuracy of the proposed analytical model.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권5호
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• pp.896-909
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• 2010

IEEE 802.11 medium access control (MAC) employs the distributed coordination function (DCF) as the fundamental medium access function. DCF operates with binary exponential backoff (BEB) in order to avoid frame collisions. However it may waste wireless resources because collisions occur when multiple stations are contending for frame transmissions. In order to solve this problem, a binary negative-exponential backoff (BNEB) algorithm has been proposed that uses the maximum contention window size whenever a collision occurs. However, when the number of contending stations is small, the performance of BNEB is degraded due to the unnecessarily long backoff time. In this paper, we propose the adaptive BNEB (A-BNEB) algorithm to maximize the throughput regardless of the number of contending stations. A-BNEB estimates the number of contending stations and uses this value to adjust the maximum contention window size. Simulation results show that A-BNEB significantly improves the performance of IEEE 802.11 DCF and can maintain a high throughput irrespective of the number of contending stations.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.515-527
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• 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 Communications and Networks
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• 제8권3호
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• pp.297-305
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• 2006

High-rate wireless personal area network (HR-WPAN) has been standardized by the IEEE 802.15.3 task group (TG). To support multimedia services, the IEEE 802.15.3 TG adopts a time-slotted medium access control (MAC) protocol controlled by a central device. In the time division multiple access (TDMA)-based wireless packet networks, the packet scheduling algorithm plays a key role in quality of service (QoS) provisioning for multimedia services. In this paper, we propose an adaptive cross-layer packet scheduling method for the TDMA-based HR-WPAN. Physical channel conditions, MAC protocol, link layer status, random traffic arrival, and QoS requirement are taken into consideration by the proposed packet scheduling method. Performance evaluations are carried out through extensive simulations and significant performance enhancements are observed. Furthermore, the performance of the proposed scheme remains stable regardless of the variable system parameters such as the number of devices (DEVs) and delay bound.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.350-353
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• 2004

The increasing use of Ethernet-TCP/IP network in industry has led to the growing interest in its reliability in real-time applications such as automated manufacturing systems and process control systems. However, stochastic behavior of its medium access scheme makes it inadequate for time-critical applications. In order to guarantee hard real-time communication service in Ethernet-TCP/IP network, we proposed an algorithm running over TCP/IP protocol stack without modification of protocols. In this paper, we consider communication services guaranteeing deadlines of periodic real-time messages over MAC protocols that have unbounded medium access time. We propose a centralized token scheduling scheme for multiple access networks. The token is used to allow a station to transmit its message during the time amount that is appended to the token. The real-time performance of the proposed algorithm has been described.

• Journal of Internet Technology
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• 제20권1호
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• pp.301-313
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• 2019

In this paper, we propose a new MAC protocol for Cognitive Radio (CR)-based IoT networks, called MSMA/CA. We extend the standard CSMA/CA, adopted in IEEE 802.11 WLANs, to the CR networks with the minimal modification since it works well in the real world. We resolve the classical hidden/exposed terminal problems by a variant of RTS/CTS mechanism and further, the hidden primary terminal problem by the mutual spectrum sensing at the transmitter and the receiver. We also modify the backoff process of CSMA/CA to incorporate the blocking of secondary transmitters, with the aim of protecting ongoing primary transmissions from aggressive secondary users. We analyze the throughput and delay of our proposed scheme using the Markov chain model on the backoff procedure, and verify its accuracy by simulations. Simulation results demonstrate that our protocol is suitable for IoT networks since the performance is insensitive to the number of users or devices.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.97-100
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• 2011

Underwater Wireless Acoustic Sensor Networks have become an important area of research over the recent decades. Designing an underwater network, especially a media access control (MAC) protocol, faces many challenges due to the peculiarities of underwater environment. One of the most important problems is resulted from long and variable propagation delay of the acoustic wave. In this paper, we propose a new method, namely Dynamic Timeout over Multiple Access with Collision Avoidance (DT/MACA), which is designed to handle long and high variable propagation delay in underwater acoustic sensor networks. In this proposed method, the difference timeout intervals are evaluated and applied to each network transmission. Simulation results show that our work not only improves the network throughput, but also decreases the unnecessary retransmission and end-to-end delay.