• Title/Summary/Keyword: coordination protocol

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Study of Dynamic Polling in the IEEE 802.11 PCF

  • Kim, Che-Soong;Lyakhov, Andrey
    • Journal of Korean Institute of Industrial Engineers
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    • v.34 no.2
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    • pp.140-150
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    • 2008
  • Point Coordination Function (PCF) of the IEEE 802.11 protocol providing a centrally-controlled polling-based multiple access to a wireless channel is very efficient in high load conditions. However, its performance degrades with increasing the number of terminals and decreasing the load, because of wastes related to unsuccessful polling attempts. To solve the problem, we propose and study analytically the generic dynamic polling policy using backoff concept. For this aim, we develop Markov models describing the network queues changes, what allows us to estimate such performance measures as the average MAC service time and the average MAC sojourn time, to show the dynamic polling efficiency and to tune optimally the backoff rule.

IEEE 802.11 기반 Ad Hoc Wireless LAN에서의 실시간 통합 서비스를 위한 분산 MAC 프로토콜의 설계 및 분석

  • 김원수;강충구
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.28 no.11B
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    • pp.985-998
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    • 2003
  • 본 논문에서는 IEEE 802.11 규격을 기반으로 다중 홉 Ad Hoc 모드에서 비 실시간 및 실시간 트래픽에 대한 통합 서비스를 지원하는 Wireless LAN을 구성할 때, 분산 방식으로 실시간 서비스의 우선권을 고려한 채널 액세스의 차별화를 제공할 수 있는 매체접근제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜의 구현 방안을 제안한다. 이를 위해 실시간과 비 실시간 트래픽의 Contention Window (CW)를 서로 분리하며, 실시간 서비스의 지연 바운드에 따라 정해진 잔여 수명(residual time)을 우선권 설정에 반영함으로써 실시간 트래픽의 지연 요구 사항을 보장할 수 있도록 한다. 또한 실시간 트래픽의 부하에 따라서 적응적으로 offset 값을 조정함으로써 offset에 의해 발생될 수 있는 수율의 저하를 최소화한다. 제안된 방식은 기존 IEEE 802.11 MAC 규격의DCF (Distributed Coordination function) 방식을 그대로 사용하면서 CSMA/CA 기반의 경쟁 방식을 통해서도 비 실시간 트래픽과의 차별화가 가능하고, 또한 잔여 수명 시간을 고려한 동적인 우선권 할당이 가능하도록 하였다. 시뮬레이션에 의한 분석 결과에 따르면 기존 DCF와 비교할 때 실시간 단말의 용량을 2배까지 향상시킬 수 있으며, 트래픽 부하에 따라 적응적 제어를 통해 추가적인 성능 개선 효과를 확인하였다.

A QRR MAC protocol for providing multimedia service in IEEE 802.11 Wireless LANs (IEEE 802.11 무선 LAN에서 멀티미디어 서비스를 위한 QRR MAC 프르토콜에 관한연구)

  • 이진우;최덕규
    • Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.249-252
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    • 2002
  • IEEE 802.11의 매체 접근 제어 MAC 프로토콜은 두가지 운영 방법을 제공한다. 하나는 실시간 응용 서비스가 아닌 데이터를 지원하기 위한 임의 접근 (random access)모드이고 다른 하나는 실시간 응용 서비스를 지원하기 위한 폴링 (polling) 모드이다. 폴링 모드는 PCF (Point Coordination Function) 라 불리우는 비경쟁 (non contention) 방식의 MAC 프로토콜이다. PCF 는 노드의 지연 (delay)의 증가와 처리율(throughput) 의 감소가 가장 큰 문제가 된다. 처리율 향상을 위해 ERR (Embedded Round Robin) 방식이 제안되었다. 그러나 ERR은 노드의 지연이 여전히 문제로 남아있다. 본 논문에서는 노드의 지연과 처리율을 동시에 향상시킬 수 있는 QRR (Request Round Robin)을 제안한다. 시뮬레이션에 의하여 제안한 QRR 이 ERR보다 성능향상이 됨을 보인다.

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Throughput Analysis of CSMA/CA-based Cognitive Radio Networks in Idle Periods

  • Wang, Hanho;Hong, Daesik
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • v.3 no.4
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    • pp.173-180
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    • 2014
  • Random access protocols feature inherent sensing functionality and distributed coordination, making them suitable for cognitive radio communication environments, where secondary users must detect the white space of the primary spectrum and utilize the idle primary spectrum efficiently without centralized control. These characteristics have led to the adoption of carrier-sensing-multiple-access/collision-avoidance (CSMA/CA) in cognitive radio. This paper proposes a new analytical framework for evaluating the performance of a CSMA/CA protocol that considers the characteristics of idle periods based on the primary traffic behavior in cognitive radio systems. In particular, the CSMA/CA-based secondary network was analyzed in the terms of idle period utilization, which is the average effective data transmission time portion in an idle period. The use of the idle period was maximized by taking its statistical features into consideration.

Survey on IEEE 802.11 DCF Game Theoretic Approaches (IEEE 802.11 DCF에서의 게임 이론적 접근방법 소개)

  • Choi, Byeong-Cheol;Kim, Jung-Nyeo;Ryu, Jae-Cheol
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.240-242
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    • 2007
  • The game theoretic analysis in wireless networks can be classified into the jamming game of the physical layer, the multiple access game of the medium access layer, the forwarder's dilemma and joint packet forwarding game of the network layer, and etc. In this paper, the game theoretic analysis about the multiple access game that selfish nodes exist in the IEEE 802.11 DCF(Distributed Coordination Function) wireless networks is addressed. In this' wireless networks, the modeling of the CSMA/CA protocol based DCF, the utility or payoff function calculation of the game, the system optimization (using optimization theory or convex optimization), and selection of Pareto-optimality and Nash Equilibrium in game strategies are the important elements for analyzing how nodes are operated in the steady state of system. Finally, the main issues about the game theory in the wireless network are introduced.

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A New Backoff algorithm considering Hop Count for the IEEE 802.11 Distributed Coordination Function

  • Nam, Jae-Hyun
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • v.5 no.3
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    • pp.205-208
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    • 2007
  • The IEEE 802.11 is a MAC protocol which has been standardized by IEEE for Wireless Local Area Networks (WLANs). In the IEEE 802.11 WLANs, network nodes experiencing collisions on the shared channel need to backoff for a random period of time, which is uniformly selected from the Contention Window (CW). This contention window is dynamically controlled by the Binary Exponential Backoff (BEB) algorithm. However, the BEB scheme suffers from a fairness problem; some nodes can achieve significantly larger throughput than others. This paper proposes a new backoff algorithm for the IEEE 802.11 DCF scheme. This algorithm uses the hop count for considering fairness. It causes flows with high hop count to generate short backoff interval than those with low hop count, thus getting high priority. Therefore, when a collision occurs, the modified IEEE 802.11 DCF assigns higher priority to flow to be close to a destination.

Design and Evaluation of a Contention-Based High Throughput MAC with Delay Guarantee for Infrastructured IEEE 802.11WLANs

  • Kuo, Yaw-Wen;Tsai, Tung-Lin
    • Journal of Communications and Networks
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    • v.15 no.6
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    • pp.606-613
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    • 2013
  • This paper proposes a complete solution of a contention-based medium access control in wireless local networks to provide station level quality of service guarantees in both downstream and upstream directions. The solution, based on the mature distributed coordination function protocol, includes a new fixed contention window backoff scheme, a tuning procedure to derive the optimal parameters, a super mode to mitigate the downstream bottleneck at the access point, and a simple admission control algorithm. The proposed system guarantees that the probability of the delay bound violation is below a predefined threshold. In addition, high channel utilization can be achieved at the same time. The numerical results show that the system has advantages over the traditional binary exponential backoff scheme, including efficiency and easy configuration.

IEEE 802.11 기반 Ad Hoc Wireless LAN에서의 실시간 통합 서비스를 위한 분산 MAC 프로토콜의 설계 및 분석

  • 김원수;강충구
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.28 no.10B
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    • pp.862-875
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    • 2003
  • 본 논문에서는 IEEE 802.11 규격을 기반으로 다중 홉 Ad Hoc 모드에서 비실시간 및 실시간 트래픽에 대한 통합 서비스를 지원하는 Wireless LAN을 구성할 때, 분산 방식으로 실시간 서비스의 우선권을 고려한 채널 액세스의 차별화를 제공할 수 있는 매체접근제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜의 구현 방안을 제안한다. 이를 위해 실시간과 비실시간 트래픽의 Contention Window (CW)를 서로 분리하며, 실시간 서비스의 지연 바운드에 따라 정해진 잔여 수명(residual time)을 우선권 설정에 반영함으로써 실시간 트래픽의 지연 요구 사항을 보장할 수 있도록 한다. 또한 실시간 트래픽의 부하에 따라서 적응적으로 offset 값을 조정함으로써 offset에 의해 발생될 수 있는 수율의 저하를 최소화한다. 제안된 방식은 기존 IEEE 802.11 MAC 규격의DCF (Distributed Coordination Function) 방식을 그대로 사용하면서 CSMA/CA 기반의 경쟁 방식을 통해서도 비실시간 트래픽과의 차별화가 가능하고, 또한 잔여 수명 시간을 고려한 동적인 우선권 할당이 가능하도록 하였다. 시뮬레이션에 의한 분석 결과에 따르면 기존 DCF와 비교할 때 실시간 단말의 용량을 2배까지 향상시킬 수 있으며, 트래픽 부하에 따라 적응적 제어를 통해 추가적인 성능 개선 효과를 확인하였다.

Application of Controller Area Network to Humanoid Robot (휴머노이드 로봇에 대한 CAN(Controller Area Network) 적용)

  • Ku, Ja-Bong;Huh, Uk-Youl;Kim, Jin-Geol
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.77-79
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    • 2004
  • Because robot hardware architecture generally is consisted of a few sensors and motors connected to the central processing unit, this type of structure is led to time consuming and unreliable system. For analysis, one of the fundamental difficulties in real-time system is how to be bounded the time behavior of the system. When a distributed control network controls the robot, with a central computing hub that sets the goals for the robot, processes the sensor information and provides coordination targets for the joints. If the distributed system supposed to be connected to a control network, the joints have their own control processors that act in groups to maintain global stability, while also operating individually to provide local motor control. We try to analyze the architecture of network-based humanoid robot's leg part and deal with its application using the CAN(Controller Area Network) protocol.

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CHS : Cluster Head Self-election algorithm in WSNs (센서 네트워크에서 클러스터 헤드 자가 선출 알고리즘)

  • Choi, Koung-Jin;Jung, Suk-Moon
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2009.10a
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    • pp.534-537
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    • 2009
  • Clustering protocol of Wireless sensor networks(WSNs) can not only reduce the volume of inter-node communication by the nodes's data aggregation but also extend the nodes's sleep times by cluster head's TDMA-schedule coordination. In order to extend the network lifetime of WSNs, we propose CHS algorithm to select cluster-head using three variables. It consists of initial and current energy of nodes, round information, and total numbers which have been selected as cluster head until current round.

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