• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.177-183
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• 2008

본 논문에서는 무선센서 네트워크에서 네트워크 성능을 향상시키는 하이브리드 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 MAC 프로토콜 구조는 많은 노드들로 구성된 무선센서 네트워크를 위해 특별히 설계되었다. 본 논문에서 기여한 점은 다음과 같다. 먼저, 제안된 스케줄링 알고리즘은 네트워크 토폴로지에 무관하게 동작한다 BS의 원 홉(one hop) 노드 수가 증가하는 밀도가 높은 네트워크 환경에서도 주파수의 추가 사용 없이 모든 타임 슬롯을 사용 할 수 있다. 둘째로, BS의 one hop 노드는 필요에 따라 하나 이상의 타임 슬롯을 사용할 수 있기 때문에 네트워크 성능이 향상된다. 본 논문에서 제안된 구조와 기존의 연구인 HyMAC[1]과의 네트워크 성능 비교를 하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제44권2호
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• pp.25-30
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• 2007

무선 센서 네트워크에서는 기본적으로 교환이나 충전이 어려운 배터리로 동작하는 센서 노드들로 구성된다. 따라서 센서 노드들의 에너지 소모를 줄이는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 근거리 무선 통신 기술인 지그비에 높은 에너지 효율을 갖도록 개선된 S-MAC 프로토콜을 이용하여 센서 네트워크 시스템을 구현하였다. S-MAC 프로토콜에서 활성 구간에서의 duty cycle을 줄임으로써 전력 소모를 줄이는 방법을 사용하여서 노드의 전력을 줄였다. 실험결과 제안된 알고리즘을 사용하면 S-MAC 프로토콜보다 약 $25\sim30%$정도의 에너지 소모를 줄이는 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1519-1527
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• 2007

센서 네트워크에서는 다양하고 폭 넓은 응용 프로그램을 위해서 경제적으로 실행 가능한 모니터링 솔루션을 제공한다. 대부분의 연구에서는 값싼 노드들을 겨냥해서 연구가 진행된다. 센서 네트워크들이 노출되는 보안위협들과 맞서기 위해서, 암호 프로토콜은 센서 노드들 사이에서 점대점 암호화 방식으로 암호화를 실행한다. 알려진 파괴와 속임 위협들은 전송시에 데이터를 암호화 하는 것과 동시에 데이터 소스를 인증하는 것에 의해서 막을 수 있다. 제한된 자원을 가진 노드들에서 저 전력 장치들에게 효과적이라고 알려진 대칭키 알고리즘이 사용된다. 데이터보호는 Dragon Stream Cipher 대칭키 암호화와 새롭게 디자인된 Dragon-MAC Message Authentication Code를 짜 넣는 것에 의한 방법에 의해서 완전하게 된다. 제안된 알고리즘은 MAC 알고리즘에 의해서 요구되는 동작 계산값을 최소화 하기 위한 목적으로써 Dragon Stream Cipher을 기초로 한 계산된 몇몇의 데이터를 사용하기 위해서 디자인 되었다. 빠른 키 스트림 생성을 가진 문자 기반의 Stream Cipher 인 Dragon을 목표로 하여, 한정된 환경에 적합하다. 무선센서 노드에서 권한 암호화의 이행을 통한 실제 인증과 메시지 인증을 겨냥해서 우리의 프로토콜은 계획되었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권1호
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• pp.123-140
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• 2011

In this paper, we propose an Energy Efficient Media Access Control (EE-MAC) protocol for wireless sensor networks. The proposed scheme is designed to save power consumption and guarantee quality-of-service for real-time traffic. EE-MAC uses the superframe structure which is bounded by the transmission of a beacon frame and can have an active and an inactive portion. The active period is divided into the contention free period (CFP) for real-time traffic transmission and the contention access period (CAP) for non-real-time traffic transmission. We propose the exclusively allocated backoff scheme which assigns a unique backoff time value to each real-time node based on bandwidth allocation and admission control. This scheme can avoid collision between real-time nodes by controlling distributed fashion and take effect a statistical time division multiple access. We also propose the algorithm to change the duty cycle adaptively according to channel utilization of media depending on network traffic load. This algorithm can prolong network lifetime by reducing the amount of energy wasted on idle listening.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.86-94
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• 2012

초기의 동기식 프로토콜의 대표적인 S-MAC 과 T-MAC은 듀티사이클 기법을 사용으로 주기적인 활성과 비활성을 반복함으로써 기존의 무선 MAC 프로토콜에 비하여 에너지 소모를 줄였음을 보였다. 하지만 동기식 프로토콜은 동기화를 위한 별도의 제어패킷이 사용됨으로써 에너지 효율성이 떨어지고 설계 면으로서도 복잡하다는 단점을 갖는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 비동기 프로토콜인 B-MAC과 X-MAC은 CSMA매체 접근 방식과 프리엠블을 통한 전송을 하는 LPL(Low Power Listeing)기법을 사용하여 별도의 제어패킷의 사용 없이 독립적인 듀티사이클 스케줄을 가지고도 통신이 가능하도록 설계됐다. 본 논문에서는 이러한 비동기 프로토콜인 X-MAC을 기반으로 보다 높은 에너지 효율성을 갖는 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 비동기 방식의 센서 MAC 프로토콜을 설계한다. 이를 위하여서 송신노드와 수신노드에 프리엠블 넘버링 기법과 가상동기화기법을 설계 및 적용하였으며 대표적인 센서 노드인 TelosB센서모트를 이용하여 기존의 X-MAC 프로토콜과 에너지 효율성을 비교 및 검증한다.

• 대한산업공학회지
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• 제35권4호
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• pp.248-256
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• 2009

In this paper, under saturated traffic condition in a single-hop wireless sensor network, we present an analytic model that evaluates the performance of asynchronous MAC protocol which uses a preamble technique. Our model considers the impact of several important factors such as sleep cycle, the backoff mechanism and the number of contending nodes. After obtaining the cumulative backoff time of a sending node and expected delay of a receiving node, an iterative algorithm is presented for calculating the performance measures such as expected energy consumption usage per packet and latency. Simulation results show that the proposed analytic model can accurately estimate the performance measures under saturated traffic conditions.

• 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.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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• pp.179-182
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• 2005

The Home Phoneline Networking Alliance (HomePNA) 2.0 technology can establish a home network using existing in-home phone lines, which provides a channel rate of 4 - 32 Mbps. HomePNA 2.0 Medium Access Control (MAC) protocol adopts an IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) access method, a Quality of Service (QoS) algorithm, and a Distributed Fair Priority Queuing (DFPQ) collision resolution algorithm. In this paper, we analyze the HomePNA 2.0 MAC protocol and propose the architecture of HomePNA 2.0 MAC controller circuit. Then, we present the simulation result of each block included in the HomePNA 2.0 MAC controller.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.121-129
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• 2012

본 논문에서는 IEEE 802.15.4에서 저속 데이터 전송률을 요구하는 응용을 운용하기 위한 WBAN 시스템 모델을 제안한다. 의료용 응용서비스는 상이한 데이터 전송률과 응급 메시지 전송을 요구하기 때문에 기존의 무선 센서 네트워크 기술을 참조할 수 없다. 이러한 기존 시스템의 문제점들을 해결하기 위하여 WBAN에 적합한 시스템 모델과 WBAN MAC 프로토콜에 관한 내용을 제안하였다. 첫째, 경쟁 구간에 우선순위 큐잉을 적용하여 MAC 명령어 프레임의 전송을 보장할 수 있는 시스템 모델을 제안하였다. 둘째, 제안한 시스템 모델을 사용하기 위해 MAC 프레임을 새롭게 정의하였다. 셋째, 경쟁구간에서 우선순위가 없는 데이터 프레임의 처리량 및 전송 성공 확률을 향상시킬 수 있는 데이터 전송률을 고려한 WBAN CSMA/CA 백오프 알고리즘을 제안하였다. 제안한 WBAN CSMA/CA 백오프 알고리즘은 BAN(Body Area Network) 및 WSN(Wireless Sensor Network)의 시뮬레이션이 가능한 OMNeT++의 Castalia를 이용하여 구현하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 시스템 모델이 기존 방식과 비교하여 데이터 처리량이 개선되고, 충돌 확률이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국경영과학회지
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• 제34권3호
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• pp.137-153
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• 2009

In this paper, we present an analytic model that evaluates the performance of B-MAC protocol under contention transmission conditions of two senders in a single-hop wireless sensor network. Our model considers the impact of several important factors such as sleep cycle, the backoff mechanism and incoming traffic loads. After obtaining the service delay distribution of a sending node and expected delay of a receiving node, an iterative algorithm is presented for calculating the performance measures such as expected energy consumption usage per packet and latency. Simulation results show that the proposed analytic model can accurately estimate the performance measures under different traffic conditions.