• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.1612-1621
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• 2007

In this paper, we introduced our designed TDMA (Time Division Multiple Access) based MAC (Medium Access Control) protocol for Home Networks called HomeTDMA. We have implemented and tested it in a test bed using crossbow motes and TinyOS. We also have compared HomeTDMA and CSMA (Carrier Sense Multiple Access) in terms of space and time complexity, channel access time, delivery success ratio, and throughput. Based on our results, HomeTDMA has an advantage over CSMA on channel access time, throughput and delivery success ratioIn the case of complexity, HomeTDMA is more complex compared to CSMA. Thus, CSMA is more appropriate in wireless sensor networks (WSNs) where memory, energy, and throughput are important parameters to be considered. However, HomeTDMA has a natural advantage of collision free medium access and is very promising for home networks where a reliable transmission or data transfer and congestion control is highly preferred.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권11호
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• pp.1104-1111
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• 2012

공중 전술 네트워크는 공대공 또는 공대지 작전에 사용되고 전파 지연이 크다는 특징이 있다. 모든 노드는 TDMA 기반의 브로드캐스팅을 사용하여 데이터를 공유한다. 공중 전술 네트워크에서는 긴 전파 지연으로 인한 충돌 때문에, 브로드캐스팅을 보장하기 위해서는 각 타임 슬롯마다 보호 시간이 필요하다. 그러나 보호 시간의 낭비로 인해 네트워크의 채널 이용률이 크게 저하될 수 있다. 본 논문에서는 송신자 간 거리 정보를 사용하여 보호 시간의 낭비를 줄여 채널 이용률을 향상시키면서 브로드캐스팅을 보장하는 Inter-Transmitter Distance-Based TDMA (ID-TDMA) 기법을 제안한다. 그리고 성능 평가를 통해 ID-TDMA의 효과성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1955-1960
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• 2014

저전력 애드혹 네트워크 환경에서 명령 및 데이터의 전달을 위해 라우팅 기법은 필수적이며 최근에는 신뢰성과 확장성을 고려한 네트워킹 기법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 저전력 네트워킹 기술에서 네트워크 계층의 성능은 하위 데이터 링크 계층의 동작과 밀접한 연관이 있으며 신뢰성과 확장성을 지원하기 위해 TDMA 기반의 메쉬 라우팅 기법이 고려되고 있다. 본 논문에서는 TDMA 기반 저전력 애드혹 네트워크에서 TDMA MAC의 특성과 토폴로지 기반으로 할당된 주소를 활용한 메쉬 라우팅 알고리즘을 제안한다. 또한, TDMA MAC이 동작하는 센서 네트워크 플랫폼에서 제안한 기법을 구현한 결과를 제시한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권10호
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• pp.2509-2528
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• 2012

Time division multiple access (TDMA) is a widely used media access control (MAC) technique that can provide collision-free and reliable communications, save energy and bound the delay of packets. In TDMA, energy saving is usually achieved by switching the nodes' radio off when such nodes are not engaged. However, the frequent switching of the radio's state not only wastes energy, but also increases end-to-end delay. To achieve high energy efficiency and low delay, as well as to further minimize the number of time slots, a multi-objective TDMA scheduling problem for industrial wireless mesh networks is presented. A hybrid algorithm that combines genetic algorithm (GA) and simulated annealing (SA) algorithm is then proposed to solve the TDMA scheduling problem effectively. A number of critical techniques are also adopted to reduce energy consumption and to shorten end-to-end delay further. Simulation results with different kinds of networks demonstrate that the proposed algorithm outperforms traditional scheduling algorithms in terms of addressing the problems of energy consumption and end-to-end delay, thus satisfying the demands of industrial wireless mesh networks.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제11권3호
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• pp.153-166
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• 2013

A hierarchical time division multiple access (HTDMA) medium access control (MAC) protocol is proposed for clustered mobile underwater acoustic networks. HTDMA consists of two TDMA scheduling protocols (i.e., TDMA1 and TDMA2) in order to accommodate mobile underwater nodes (UNs). TDMA1 is executed among surface stations (e.g., buoys) using terrestrial wireless communication in order to share mobility information obtained from UNs which move cluster to cluster. TDMA2 is executed among UNs, which send data to their surface station as a cluster head in one cluster. By sharing mobility information, a surface station can instantaneously determine the number of time slots in a TDMA2 frame up to as many as the number of UNs which is currently residing in its cluster. This can enhance delay and channel utilization performance by avoiding the occurrence of idle time slots. We analytically investigate the delay of HTDMA, and compare it with that of wellknown contention-free and contention-based MAC protocols, which are TDMA and Slotted-ALOHA, respectively. It is shown that HTDMA remarkably decreases delay, compared with TDMA and Slotted-ALOHA.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권9호
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• pp.690-694
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• 2009

본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 에너지 소모를 줄이고 네트워크의 수명을 최대화하기 위한 하이브리드 MAE 아키텍처를 제안한다. 하이브리드 MAC 아키텍처는 싱크노드와 센서노드로 구성되는 계층적 센서 네트워크 구조에서 싱크노드의 최대 전송 영역은 스케줄 기반의 TDMA를 사용하고, 이외의 영역은 경쟁 기반의 ESMA를 사용함으로써 많은 데이터 트래픽이 집중하여 혼잡상황이 잦은 싱크노드 주변의 송수신을 관리하여 불필요한 에너지 소비를 줄이도록 설계되었다. 또한 ns-2 시뮬레이터를 이용한 실험을 통하여 제안한 기법의 성능을 CSMA, TDMA와 비교하였다. 실험 결과를 통해 제안하는 기법이 에너지 효율적으로 동작하는 것을 확인하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권3호
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• pp.160-167
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• 2013

Resource allocation based on quantized feedback plays a critical role in wireless mesh networks with a time division multiple access (TDMA) physical layer. In this study, a resource allocation problem was formulated based on quantized feedback for TDMA wireless mesh networks that minimize the total transmission power. Three steps were taken to solve the optimization problem. In the first step, the codebook of the power, rate and equivalent channel quantization threshold was designed. In the second step, the timeslot allocation criterion was deduced using the primal-dual method. In the third step, a resource allocation scheme was developed based on quantized feedback using the stochastic optimization tool. The simulation results show that the proposed scheme not only reduces the total transmission power, but also has the advantage of quantized feedback.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.50-60
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• 2015

수중 음향네트워크에서 노드의 위치와 이동속도에 따라 변화하는 전파지연 시간을 추정하여 시간 블록이라는 새로운 슬럿 단위로 노드들의 전송 스케줄을 설정하는 Block-Time-Bounded Time Division Multiple Access (BTB-TDMA) 매체접속제어 방식이 제안되었다. 본 논문에서는 노드의 이동으로 인해 상향(uplink)과 하향(downlink)의 전파지연이 비대칭적이 되고, 이에 따른 수신 충돌이 BTB-TDMA의 성능에 미치는 영향을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 이를 위해 전파지연 비대칭성으로 인한 수신 충돌률, 채널접속지연, 채널효율을 수학적으로 모델링하고, 수중노드의 수, 네트워크 범위, 수중노드의 이동 속도에 따라 BTB-TDMA 시간 블록의 길이를 변화시켜 광범위한 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션 결과의 분석을 통해, 네트워크 환경에 따라 수신 충돌을 최소화 하면서, 채널 접속지연과 채널효율 성능을 최대화할 수 있는 시간 블록 값을 도출할 수 있는 성능지표를 제시한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.731-740
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• 2015

최근 기기간 통신에 따른 소규모 네트워크에 적합한 통신 방법들에 대한 관심이 급증하면서 수요가 증가하고 있다. 소규모 네트워크의 기본적 시스템은 TDMA(Time Division Multiple Access)방식이 사용될 수 있다. 하지만 TDMA는 동기화 방식이 복잡하고 추가 장비가 필요하며 비용적인 측면에서 비효율 적이다. 때문에 본 논문에서는 DESYNC(DESYNChronization)를 이용하여 소규모 네트워크에 적합한 동기화 방법을 제안한다. 기존 DESYNC는 동기화 완료까지의 시간이 걸리고 지연시간을 보장하지 않는다. 본 논문에서는 DESYNC 알고리즘을 개선하여 BC(Bridge Count)-DESYNC를 제안한다. BC-DESYNC는 통신 범위를 초과한 노드들 사이에 CU(Central Unit)을 배치하여 중앙제어장치 기능을 통해 노드들의 통신이 가능하도록 하며, Mimic DESYNC와 C-DESYNC를 이용하여 동기화 상태 완료 시간을 보장한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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• pp.470-472
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• 2012

전파 지연이 큰 무선 네트워크 환경에서 Time Division Multiple Access(TDMA) 기법은 충돌을 방지하기 위해서 가드 타임을 고려한 슬롯을 운용해야 한다. 이 때, 가드 타임의 길이는 시스템의 통신 반경을 고려한 최대 전파 지연으로 하는 것이 일반적이다. 그러나 실제 환경에서는 노드 간의 거리가 대부분 통신 반경보다 짧기 때문에, 가드 타임의 낭비가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 AGT-TDMA(TDMA with Adaptive Guard Time)을 제안하였다. AGT-TDMA는 노드 간의 거리에 따라 가드 타임을 유동적으로 조정함으로써 낭비되는 가드 타임을 최소화하였다. OPNET 시뮬레이션 결과를 통해 AGT-TDMA가 기존 TDMA보다 처리량이 향상되었고, 지연 시간이 단축되었음을 확인하였다.