• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제11권9호
• /
• pp.4242-4263
• /
• 2017

Multi-User Multiple-Input Multiple-Output (MU-MIMO) technology has recently attracted significant attention from academia and industry because of it is increasingly important role in improving networks' capacity and data rate. Moreover, MU-MIMO systems for the Fifth Generation (5G) have already been researched. High Quality of Service (QoS) and efficient operations at the Medium Access Control (MAC) layer have become key requirements. In this paper, we propose a downlink MU-MIMO MAC protocol based on adaptive Channel State Information (CSI) feedback (called MMM-A) for Wireless Local Area Networks (WLANs). A modified CSMA/CA mechanism using new frame formats is adopted in the proposed protocol. Specifically, the CSI is exchanged between stations (STAs) in an adaptive way, and a packet selection strategy which can guarantee a fairer QoS for scenarios with differentiated traffic is also included in the MMM-A protocol. We then derive the expressions of the throughput and access delay, and analyze the performance of the protocol. It is easy to find that the MMM-A protocol outperforms the commonly used protocols in terms of the saturated throughput and access delay through simulation and analysis results.

• 대한산업공학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.94-100
• /
• 2010

The reliable multicast MAC (Medium Access Control) protocol is needed to guarantee the recipients' nonerroneous reception of the multicast data frames, which can be transmitted by the AP (Access Point) in infrastructure mode IEEE 802.11 wireless LANs. Enhancing the BMMM (Batch Mode Multicast MAC) protocol, in the literature, the connectivity-based reliable multicast MAC protocol was proposed to reduce the RAK (Request for ACKnowledgement) frame transmissions and enhance the multicast MAC performance. However, the number of necessary RAK frame transmissions increases as the number of multicast recipients increases. To alleviate the problem of the larger number of RAK frame transmissions with the larger number of multicast recipients, we propose the clustering algorithm for partitioning the recipients into a small number of clusters, so that the recipients are connected each other within the same clusters. Numerical examples are presented to show the reliable multicast MAC performance improvement by the clustering algorithm.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제5권3호
• /
• pp.181-184
• /
• 2007

In this paper, a CSSMA/AI MAC protocol in packet CDMA network is presented. The main features of this protocol are the code status sensing and reservation for reducing the packet collision. The base station broadcasts the code status on a frame-by-frame basis just before the beginning of each preamble transmission, and the mobile station transmits a preamble for reserving a code based on the received code status. After having transmitted the preamble, the mobile station listens to the downlink of the selected code and waits the base station reply. If this reply indicates that the code has been correctly acquired, it continues the packet transmission for the rest of the frame. If there are other packets waiting for transmission, the base station broadcasts the status of the code as reserved, and the mobile station transmits a packet on a reserved code for the successive frames.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.81-89
• /
• 2011

수중 모바일 ad-hoc 네트워크는 수중환경 감시, 재난방지, 해양자원 탐사, 해양생명체 탐구, 그리고 침몰선박 탐색과 같은 수중환경의 다양한 분야에서 유용하다. 수중 환경에서 다중 데이터 통신을 하기 위해서는 효율적인 Medium Access Control (MAC) 프로토콜의 설계가 필요하다. Aloha 프로토콜은 기본적이고 간단한 프로토콜의 하나지만, 충돌이 자주 발생하는 단점이 있다. 만약 RF 통신에서 충돌이 발생한다면, 재전송을 하여 이 문제를 해결할 수 있지만, 저주파를 사용하는 수중에서는 전송 속도가 느리기 때문에 재전송에 많은 어려움이 따른다. 따라서 충돌을 피하기 위해 MAC 프로토콜 기반의 Time Division Multiple Access(TDMA)가 사용되고 있지만, 기존 TDMA는 보낼 데이터가 없을 경우, 타임 슬롯을 쓰지 않는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 보낼 데이터가 없을 경우, 짧은 "I Have No Data"(IHND)를 보냄으로써 타임 슬롯을 단축시키는 동적 TDMA 프로토콜 방식을 제안한다. 또한, 본 논문에서는 데이터 처리량과 채널 효율에 관련된 수학적 분석 모델을 제시하고 기존 TDMA 프로토콜과 비교함으로써 성능의 우수성을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.1990-1992
• /
• 2001

In this paper, a NeuroFuzzy controller (NFC) with enhanced packet reservation multiple access (PRMA) protocol for QoS-guaranteed multimedia communication systems is proposed. The enhanced PRMA protocol adopts mini-slot technique for reducing contention cost, and these minislot are futher partitioned into multiple MAC regions for access requests coming from users with their respective QoS (quality-of-service) requirements. And NFC is designed to properly determine the MAC regions and access probability for enhancing the PRMA efficiency under QoS constraint. It mainly contains voice traffic estimator including the slot information estimator with recurrent neural networks (RNNs) using real-time recurrent learning (RTRL), and fuzzy logic controller with Mandani- and Sugeno-type of fuzzy rules. Simulation results show that the enhanced PRMA protocol with NFC can guarantee QoS requirements for all traffic loads and further achieves higher system utilization and less non real-time packet delay, compared to previously studied PRMA, IPRMA, SIR, HAR, and F2RAC.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제7권11호
• /
• pp.2636-2656
• /
• 2013

To improve the cooperative efficiency of node cooperation and multiple access performance for multihop wireless networks, a priority-differentiated cooperative medium access control protocol with contention resolution (CRP-CMAC) is proposed. In the protocol, the helper selection process is divided into the priority differentiation phase and the contention resolution phase for the helpers with the same priority. A higher priority helper can choose an earlier minislot in the priority differentiation phase to send a busy tone. As a result, the protocol promptly selects all the highest priority helpers. The contention resolution phase of the same priority helpers consists of k round contention resolution procedures. The helpers that had sent the first busy tone and are now sending the longest busy tone can continue to the next round, and then the other helpers that sense the busy tone withdraw from the contention. Therefore, it can select the unique best helper from the highest priority helpers with high probability. A packet piggyback mechanism is also adopted to make the high data rate helper with packet to send transmit its data packets to its recipient without reservation. It can significantly decrease the reservation overhead and effectively improve the cooperation efficiency and channel utilization. Simulation results show that the maximum throughput of CRP-CMAC is 74%, 36.1% and 15% higher than those of the 802.11 DCF, CoopMACA and 2rcMAC protocols in a wireless local area network (WLAN) environment, and 82.6%, 37.6% and 46.3% higher in an ad hoc network environment, respectively.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제24권8A호
• /
• pp.1195-1207
• /
• 1999

무선 ATM 망은 유선 ATM 망과 달리 높은 비트 에러율을 갖는 제한된 대역폭의 무선 링크를 통하여 멀티미디어 서비스를 제공해야만 한다. 따라서 열악한 무선 채널에서 신뢰성 있는 전송 서비스를 제공하기 위하여 에러제어 기법을 고려한 무선 ATM 셀 구조와 제한된 대역폭으로 다양한 이동 멀티미디어 서비스의 유형에 따른 QOS를 보장하는 효율적인 매체 접근 제어 프로토콜이 요구된다. 본 논문에서는 무선 ATM 서비스의 QOS를 고려한 매체 접근 제어 프로토콜을 설계하고, 다양한 무선 ATM 셀 구조에 따른 매체 접근 제어 프로토콜의 성능을 분석하였다. 이를 위하여 여러 형태의 무선 ATM 셀 구조 중에서 무선 ATM 망에서 요구하는CLR과 CER을 만족시킬 수 있는 셀 구조를 성능 분석을 통하여 선택하였으며, 서비스별 QOS를 고려한 대역 할당 알고리즘 및 매체 접근 제어 프로토콜을 설계하였다. 또한 시뮬레이션을 실시하여 선택한 셀 구조에 따른 제안한 매체 접근 제어 프로토콜의 채널 이용률, 호 블록킹률, 패킷 폐기율 등의 성능을 비교하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제25권1A호
• /
• pp.96-103
• /
• 2000

WATM(Wireless Asynchronous Transfer Mode) 네트워크에서 음성은 실시간 전송이 요구되는 주된 요소 중의 하나다. 본 논문에서는 멀티미디어 환경에서 음성 트래픽을 효율적으로 전송하기 위한 새로운 매체접근제어(MAC: Medium Access Control) 프로토콜을 설계하고 성능을 평가하여 기존의 MAC방식과 비교한다. 새로 제안한 프로토콜은 상향링크(uplink)의 예약 슬롯구간(request slot period)을 음성 예약 슬롯구간과 비실시간 데이터 예약 슬롯 구간으로 구분하고, 음성 트래픽에 대해서는 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있도록 프레임 크기에 따른 적절한 슬롯 할당함수를 제시하였다. 이때 MAC은 반복적으로 휴지(silent)상태가 된 음성 소스의 수에 비례하여 음성예약 슬롯을 동적으로 할당하고, 슬롯예약 시 데이터를 함께 보냄으로써 평균 접근지연시간을 줄일 수 있도록 한다. 시뮬레이션에 의한 성능분석결과는 제안한 MAC방법이 고정된 음성 예약슬롯을 가진 Slotted ALOHA 방법에 비하여 대역폭 사용효율이 높음을 보인다. 또한 음성 단말의 수가 변하는 동적 환경하에서도 일정한 QoS를 제공 할 수 있다. 이것은 모든 음성 단말에게 하나씩의 뭬\ulcorner슬롯을 할당하는 NC-PRMA(None Collision-Packet Reservation Multiple Access)프로토콜보다 향상된 성능을 가진다는 사실을 나타낸다.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.116-124
• /
• 2016

차량 내 수 많은 센서 노드들이 무선 데이터를 전송할 때 충돌을 검출하고 해결하기 위한 매체접속제어 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 데이터 전송 시작 후 랜덤하게 충돌 검출 슬롯을 하나 선택하여 전송을 잠시 멈추고, 해당 채널을 센싱하여 다른 노드와의 충돌 여부를 에너지 레벨과 jam 신호 검출을 통하여 확인한다. 제안 방안은 이러한 충돌 검출 과정을 여러 번 수행함으로써 각 충돌 검출 단계에서 충돌을 인지한 노드는 걸러지고, 다음 단계에서는 살아남은 노드만 경쟁을 계속하여 충돌 해결 확률을 획기적으로 증가시킨다. 시뮬레이션 결과, 다수의 충돌 검출 단계를 사용한 제안 방식이 기존 경쟁 프로토콜보다 우수한 처리율을 갖는다. 또한 충돌 검출 단계의 개수와 충돌 검출 슬롯의 개수에 따라 제안 방안의 성능 변화를 살펴보고 최적 파라미터를 도출하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제22권10호
• /
• pp.2272-2281
• /
• 1997

본 논문은 분산된 가입자 댁내 ATM 망 및 소규모 사업장 ATM 망의 고속 멀티미디어 서비스 응용에 적용하기 위한 공유매체 접속 프로토콜의 구조와 프로토콜의 성능 분석 및 집적회로 구현에 관한 것으로서 본 논문은 전체 내용중 프로토콜 및 망구조에 따른 성능분석에 관하여 다룬 제 I부이다. 여기서 제안한 프로토콜은 전체 가입자 댁내망이나 소규모 사업장의 망을 구성하고 있는 노드간에 서로 다른 성격의 다양한 멀티미디어 데이터에 대하여 망 전체의 공정성 노드와 노드 사이의 국부 공정성을 효율적으로 보장하도록 하였다. 향후 B-ISDN 망에서 수용할 다양한 트래픽을 고려하여 각 트래픽별 특성에 따라 적합한 처리 절차를 적용하여 실시간 멀티미디어 서비스를 수용할 수 있도록 하였다. 제안된 프로토콜의 성능분석 결과 기존의 프로토콜과 비교하여 우수한 성능을 보이고 있음을 알 수 있다.