• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1423-1430
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• 2016

무선 센서 네트워크의 MAC 프로토콜에 관한 연구는 동기식 MAC 프로토콜과 비동기식 MAC 프로토콜로 구분되어 활발한 연구가 진행되어 왔다. 특히, 비동기식 MAC 프로토콜은 각 노드들이 독립적인 Duty Cycle로 동작하기 때문에 송수신자 간의 동기를 맞추기 위한 알고리즘 연구가 필수적이다. 대표적으로 수신자 주도의 (Receiver-Initiated) MAC 프로토콜은 각 노드가 Wakeup 하자마자 전송하는 Beacon을 이용하여 송수신자 간의 동기를 맞추는 알고리즘이다. 하지만, 송신자가 언제 전송될지 모르는 수신자의 Beacon을 기다리면서 불필요한 에너지 소모가 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 송수신자 사이의 최적의 중간 노드를 선정하여 성능을 향상시키는 MAC 프로토콜을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 기존의 알고리즘 보다 에너지 효율을 향상시키고 전송 지연 시간이 감소되는 결과를 보인다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제38권6호
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• pp.11-17
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• 2001

본 논문에서는 고속 무선 LAN을 위한 MAC 프로토콜 프로세서 프로토타입의 설계 및 구현에 관해 기술하였다. 설계된 프로토콜 프로세서는 5GHz OFDM 물리계층과 인터페이스를 가진다. 먼저 IEEE 802.11 무선 LAN의 MAC 프로토콜 분석을 토대로 하드웨어와 펌웨어로 구현할 MAC 프로토콜 기능들을 분리하고 프레임 단위의 송수신 요구 처리가 가능한 RISC 프로세서와의 인터페이스 및 OFDM 물리계층과의 직렬전송 인터페이스를 설계하였다. 또한， MAC 프로토콜의 고속 처리를 위해 프로토콜 제어기능 및 송수신 기능을 하드웨어로 구현하였다. 개발된 MAC 하드웨어 블록은 10 MHz 주클록에서 동작하며, 이는 물리계층과의 정보교환이 옥텟 단위임을 고려할 때 물리계층에서의 속도 80Mbps에 해당한다. 설계된 FPGA MAC 기능 칩은 역시 본 연구에서 개발된 무선 LAN 시스템 프로토타입 보드에 실장되며, 다양한 DCF 기능에 대한 검증 결과 정상적으로 동작함을 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.69-77
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• 2008

X.509 인증서 확장영역에 사용자 MAC 주소를 추가함으로써 더 신뢰성 있는 사용자 인증을 제공한다. 사용자 MAC 주소를 인증서에 첨가해도 통신 퍼포먼스에 영향을 미치지 않는 것을 시연하였으며, 간단한 MAC 주소 첨가로 인해 향상된 사용자 인증을 기대한다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제6권4호
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• pp.501-510
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• 2010

Wireless sensor networks consist of sensor nodes which are expected to be battery-powered and are hard to replace or recharge. Thus, reducing the energy consumption of sensor nodes is an important design consideration in wireless sensor networks. For the implementation of an energy-efficient MAC protocol, a Sensor-MAC based on the IEEE 802.11 protocol, which has energy efficient scheduling, has been proposed. In this paper, we propose a Dynamic S-MAC that adapts dynamically to the network-traffic state. The dynamic S-MAC protocol improves the energy consumption of the S-MAC by changing the frame length according to the network-traffic state. Using an NS-2 Simulator, we compare the performance of the Dynamic S-MAC with that of the S-MAC protocol.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.119-127
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• 2011

The paper surveys various analytical models for IEEE 802.11 medium access control protocols and critically discusses recent issues developing in wireless mobile ad hoc networks and their MACs. The surveyed MAC protocols include the standard IEEE 802.11 MAC suites such as IEEE 802.11 DCF, IEEE 802.11 PCF, IEEE 802.11e EDCA, and IEEE 802.11 ad hoc mode; and also the newer, de facto MAC protocols. We study the analytic models of the standard MAC suites followed by the newer analytic models that have been published in recent years. Also, the paper tries to include most of current literatures discussing analytic modeling of MAC in conjunction to some critical issues such as contention among ad hoc nodes, hidden terminal problems, and real-time service support.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권8A호
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• pp.712-722
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• 2011

Wireless body area network (WBAN)은 인체 주변 영역에서의 통신서비스를 제공한다. WBAN 서비스는 인체 내부에 이식된 의료 응용을 위한 MICS 주파수 대역과 의료 응용과 consumer electronics (CE) 응용 분야 모두를 제공할 수 있는 ISM 주파수 대역에서의 서비스로 이루어지기 때문에 WBAN을 위한 MAC 프로토콜은 의료 응용과 CE 응용간의 상이한 특징과 유연성 (flexibility)을 고려하여 설계되어야 한다. 본 논문에서는 WBAN MAC 프로토콜의 요구사항을 확인하고, WBAN의 요구사항을 만족하는 WBAN MAC 프로토콜을 제안한다. WBAN의 다양한 응용을 위한 전송 유연성을 제공하기 위해서 동적 CFP(Contention Free Period) 할당(Dynamic CFP Allocation)을 제안한다. 또한, 경쟁 기반의 긴급 의료 데이터를 발생하는 의료 응용과 때때로 대량의 데이터를 발생하는 CE 응용을 지원하기 위해서 OCDP(opportunistic contention decision period) 구간과 4-mode Opportunity period를 제안하고, 제안한 방안을 이용하여 Inactive period와 Opportunity period를 일시적으로 전환하여 사용할 수 있는 기법을 제안한다. 다양한 시뮬레이션 결과 IEEE 802.15.4 MAC 프로토콜과 제안하는 WBAN MAC 프로토콜을 비교하였을 때, WBAN 환경에서의 전송 처리량, CFP 이용율, 전송지연 측면에서 증가된 성능 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2638-2647
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• 2010

긴 preamble을 사용하는 비동기식 MAC 프로토콜의 문제점을 개선하기 위해 나온 프로토콜이 X-MAC 이다. 본 논문에서는 X-MAC의 문제점을 해결하기 위하여 Express-MAC이라는 새로운 MAC프로토콜을 제안하였다. 무선센서 네트워크는 주로 이벤트 데이터나 상황정보를 인지하는 목적에 많이 사용된다. 특히 침입감지 같은 이벤트 감지를 목적으로 하는 센서네트워크의 전송 패턴은 매우 간헐적이면서도 한 번의 이벤트 발생 시 연속적으로 일어나는 것이 대부분이다. EX-MAC은 위와 같은 센서 네트워크의 주요 전송 패턴을 반영하여 첫 이벤트 발생 시 데이터 전송에서 멀티 홉 경로의 채널 예약 및 awake 구간의 전송 시간 예약 방식을 사용하였다. 전송 경로상의 awake 시간 예약은 연속적인 데이터 전송의 단대단 지연 성능을 향상시켰으며 데이터 송수신 노드의 preamble 길이를 줄임으로써 에너지 소비 측면에서도 효율성을 증대시켰다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권6호
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• pp.88-96
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• 2011

수중 음파 통신은 해양 데이터 수집, 해저 탐사 및 개발, 군사 전술 감시 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 이와 같이 다양한 분야에 Autonomous Underwater Vehicle(AUV)나 Remotely Operated Vehicle(ROV)와 같은 수중 로봇을 이용한 로봇 제어 시스템 구축은 필수적이다. 본 논문에서는 수중 음파 센서 네트워크 구성에서 중요한 부분인 에너지 효율적인 면을 고려하는 동시에 실시간 로봇 제어 시스템 구축에 적합한 Message Merging MAC($M^2$-MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 Media Access Control(MAC) 프로토콜에서는 미리 할당된 타임 슬롯에 따라 로봇 노드들로부터 데이터를 수신하고, 베이스 스테이션으로부터 전달받은 메시지들을 버퍼링 과정을 거쳐 하나의 MAC 프레임으로 생성한 후 클러스터 내 모든 로봇 노드들에게 브로드 캐스팅 하게 된다. 또한 새로운 노드 진입 및 탈퇴 시 Maintenance&Sleep(M&S) 구간을 통해 관련 절차가 이루어짐으로써 경쟁과 비경쟁 방식이 혼합된 복합형 MAC 프로토콜의 형태를 이룬다. 본 논문에서는 실시간 로봇 제어 시스템 구축에 중요한 요소인 종단 간 지연과 에너지 소모량에 관련된 수학적 분석 모델을 제시하고 기존의 MAC 프로토콜과 비교함으로써 성능의 우수성을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권6B호
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• pp.456-468
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• 2008

본 논문에서는 혼합형 2단 AWG 기반의 WDM-PON을 하드웨어적으로 구현하기 위한 초기 단계로서 입출력 모듈을 설계하고 로직 시뮬레이션을 통해 동작을 검증한다. 혼합형 2단 AWG 기반의 WDM-PON은 32개의 파장을 통하여 128개의 ONU에게 서비스를 제공한다. 이때, 하향 전송에서 각 ONU는 각기 할당된 별도의 파장을 이용하는 반면 상향 전송의 경우 4개의 ONU가 단일의 파장을 공유하는 형태이다. 설계한 WDM-PON MAC 칩은 sub-MAC을 기반으로 하며, 각 sub-MAC마다 제어부, 수신부 그리고 네 개의 송신부로 구성된다. 따라서 본 논문에서는 sub-MAC을 구성하는 송 수신부의 기능, 사용되는 핀, 제어 신호 및 타이밍을 정의하고 이를 기반으로 각 기능 모듈을 설계한다. 설계한 WDM-PON MAC 칩은 각 입출력 모듈이 1Gbps의 송수신률을 가지는 것을 목표로 하였으며 이 동작을 위하여 125MHz 구동 클럭에 맞도록 설계된다. WDM-PON MAC 칩의 설계과정은 FSM(Finite State Machine)을 이용한 설계 흐름을 따랐으며 설계한 sub-MAC의 입출력 기능의 검증 및 성능 평가를 위하여 ModelSIM에서 각 기능별로 시나리오를 작성하고 이를 기반으로 로직 시뮬레이션을 수행한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권10B호
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• pp.866-871
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• 2006

본 논문에서는 이동 애드혹 망에서 멀티미디어 트래픽 처리를 위해 예약 방식의 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 예약 방식의 MAC 프로토콜은 두 개의 부분 계층으로 이루어진 계층적 접근법을 기반으로 한다. MAC의 하위 부분 계층은 이동 애드혹 망에서 비동기 데이터 트래픽을 지원하기 위해 CSMA/CA를 사용하는 기본적인 접근 방법을 제공한다. 그 위에 상위 부분 계층은 실제 데이터 전송에 앞서 슬롯(slot) 예약을 수행함으로써 실시간 주기적 트래픽을 지원한다. 제안된 프로토콜은 ns-2 시뮬레이터를 사용하여 검증하였다. 시뮬레이션 수행 결과는 예약 방식의 MAC 프로토콜이 IEEE 802.11 표준과 비교하여 더 높은 처리율(throughput)과 더 낮은 지연(delay)을 제공하므로 실시간 트래픽 전송에 적합함을 보여주었다.