• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.890-893
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 각 노드들은 일반적으로 자체 충전이 어려운 배터리를 전원으로 사용하고 배터리 방전시의 교체도 어렵기 때문에 제한된 에너지원 내에서의 각 노드들의 수명 연장을 위한 연구는 중요한 이슈가 되어 왔다. 그래서 각 노드들의 에너지 소비량을 최소한으로 하는 많은 방법들이 제안되었으며 특히 에너지 효율적인 MAC 프로토콜에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 그 중 경쟁 기반 MAC 프로토콜인 T-MAC은 S-MAC의 고정된 듀티 사이클에 적응성을 추가한 프로토콜로서 각 노드가 활성 모드에서 수면 모드로 진입하기 전 고정된 timeout을 주게 된다. 이 고정된 timeout 내에서 송수신되는 데이터가 없으면 각 노드들은 수면 모드로 진입하게 되는데 timeout은 항상 고정되어 있기 때문에 송수신 되는 데이터가 없을 때에는 불필요한 에너지 소비를 발생시킨다. 본 논문에서는 확률적으로 timeout을 분석하고 확률에 따른 timeout을 제공하여 timeout 동안의 불필요한 에너지 소모를 줄임으로서 에너지의 효율을 높일 수 있는 적응형 timeout 기반 MAC 프로토콜을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5A호
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• pp.526-535
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• 2008

최근 Mobile Ad-hoc 네트워크의 다양한 연구범위 중에서 방향성 안테나를 사용하여 네트워크 throughput을 증대시키는 MAC 프로토콜들이 연구 되고 있다. 현재까지 제안된 방향성 안테나용 MAC 프로토콜은 일반적인 Mobile Ad-hoc환경에서 spatial reuse의 향상과 통신 대역폭 종가 등의 장점을 가졌다. 하지만 이러한 Mobile Ad-hoc 네트워크에서 연구되었던 방향성 안테나 프로토콜들이 실제 차량환경에서는 어떻게 동작하는지에 대한 연구는 미흡한 실정이며 방향성 안테나를 사용하면서 나타나는 또 다른 문제점인 Deafness 현상도 차량환경에 Mobile Ad-hoc 네트워크를 적용하는데 있어서 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 본 논문에서는 방향성 안테나 MAC 프로토콜들이 차량주행 환경에서 어떻게 동작하는지 기존에 제안되었던 방향성 안테나용 MAC 프로토콜(D-MAC)들을 차량 주행 환경에서 분석하여 문제점을 도출하고 도출된 문제점을 바탕으로 차량 간 통신을 위한 새로운 방향성 안테나용 MAC 프로토콜을 제안하고자 한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.254-260
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• 2017

Data packets from sensor nodes scattered over measuring fields are generally forwarding to the sink node, which may be connected to the wired networks, in a wireless sensor network. So many data packets are gathered near the sink node, resulting in significant data packet collisions and severe transmission latency. In an event detection application such as object tracking and military, bursty data is generated when an event occurs. So many data packet should be transmitted in a limited time to the sink node. In this paper, we present a delay efficient and bursty traffic friendly MAC protocol called DEBF-MAC protocol for wireless sensor networks. The DEBF-MAC uses a slot-reserved mechanism and sleep period control method to send multiple data packets efficiently in an operational cycle time. Our simulation results show that DEBF-MAC outperforms DW-MAC and SR-MAC in terms of energy consumption and transmission 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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권4호
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• pp.1-5
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• 2011

본 논문은 MBOA UWB SoC의 MAC 시스템 설계에 관한 것이다. 구현된 MBOA MAC 알고리즘은 일반적으로 널리 사용되고 있는 중앙의 마스터가 네트워크를 관리하는 방식이 아니라, 모든 디바이스가 네트워크를 구성하고 관리할 수 있는 분산 방식을 사용하고 있다. 따라서 MAC이 분산 네트워크를 구성하고 관리를 하기 때문에 메쉬 네트워크 구성이 용이하다. 시스템은 데이터 처리 속도를 최대화하기 위해서 캐쉬가 내장된 ARM926EJ를 내장하였고, 재사용 및 시스템 설계가 용이한 AMBA 버스를 사용하였다. 또한, 칩의 소모 전력을 최소화하기 위해 시스템 클럭 제어 알고리즘을 구현하였다. 그리고, 시스템 메모리 버퍼와 MAC 하드웨어간의 데이터 이동을 위하여 MAC 전용 DMA를 설계하였으며, Host와 시스템 메모리 버퍼간의 고속의 데이터 이동을 위하여 USB 2.0 블록의 전용 DMA를 사용하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.53-54
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• 2006

In this paper, we analytically evaluate packet delay and energy consumption of S-MAC protocol with a modified Markov chain model. Although some models, based on IEEE 802.11 MAC protocol, to analyze the S-MAC protocol in wireless sensor network (WSN) have been proposed, they fail to consider the differences in architecture between the S-MAC and the 802.11 MAC. Therefore, by reflecting the significant features in the S-MAC function, we model the operation of S-MAC protocol, and derive its packet delay and energy consumption in single-hop WSN. Numerical results show the delay and the dissipated energy at various duty cycle values according to offered load, where a practical mote is used.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권11호
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• pp.2980-2991
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• 2012

Since wireless sensor networks are broadly used in various areas, there have been a number of protocols developed to satisfy specific constraints of each application. The most important and common requirements regardless of application types are to provide a long network lifetime and small end-to-end delay. In this paper, we propose Early Preamble MAC (EP-MAC) with improved energy conservation and low latency. It is based on CMAC but adopts a new preamble type called 'early preamble'. In EP-MAC, a transmitting node can find quickly when a next receiving node wakes up, so EP-MAC enables direct data forwarding in the next phase. From numerical analysis, we show that EP-MAC improves energy consumption and latency greatly compared to CMAC. We also implemented EP-MAC with NS-2, and through extensive simulation, we confirmed that EP-MAC outperforms CMAC.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.772-778
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• 2018

컴퓨팅, 통신, 그리고 미세 전자기계 기술의 최근 발달로 인하여 무선 센서 네트워크 응용들이 군사용으로부터 물체 추적, 화재 탐지, 그리고 차량 센서 네트워크와 같은 많은 상업적인 분야로 확산되고 있다. 어떤 응용들에서는 WSNs를 구성하고 있는 센서 노드들이 모니터링 지역에서 생산한 버스티한 데이터를 최종 목적지인 싱크 노드까지 제한된 시간 내에 전달해야 하는 경우가 있다. 본 논문에서는 제한된 시간 내에 버스티 패킷을 전달해야 하는 응용에 적합한 BTF-MAC을 제안한다. BTF-MAC 프로토콜은 동기식 듀티 사이클 MAC 프로토콜이며, 슬롯 예약 및 데이터 트래픽에 적응적으로 동작 구간을 확대하는 메커니즘을 가진다. 성능 분석 결과 BTF-MAC 프로토콜이 관련 프로토콜인 DW-MAC이나 SR-MAC 등에 비해 에너지 소모나 전송지연 비교에서 훨씬 우수한 결과를 보여준다.