• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• v.9 no.11
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• pp.4367-4386
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• 2015

The concept of Internet of Things (IoT) has shed new light on WSN technologies. MAC protocol issues improving the network performance are important in WSNs because of the increase in demand for various applications to secure spectrum resources. Cognitive radio (CR) technology is regarded as a solution to the problems in this future wireless network. In recent years, energy efficiency has become an issue in CR networks. However, few relevant studies have been conducted. In this paper, an energy-efficient non-overlapping channel MAC (ENC-MAC) for CR-enabled sensor networks (CRSNs) is proposed. Applying the dedicated control channel approach, ENC-MAC allows the SUs to utilize channels in a non-overlapping manner, and thus spectrum efficiency is improved. Moreover, the cooperative spectrum sensing that allows an SU to use only two minislots in the sensing phase is addressed to en-hance energy efficiency. In addition, an analytical model for evaluating the performance, such as saturation throughput, average packet delay, and network lifetime, is developed. It is shown in our results that ENC-MAC remarkably outperforms existing MAC protocols.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.41 no.6 s.324
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• pp.33-39
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• 2004

Design of efficient Medium Access Control (MAC) protocols with both high throughput performances is a major focus in distributed contention based MAC protocol research. In this paper, we propose an efficient contention based MAC protocol for wireless Local Area Networks, namely, the Developed Collision Resolution (DCR) algorithm. This algorithm is developed based on the following innovative ideas: to speed up the collision resolution, we actively redistribute the backoff timers for all active nodes; to reduce the average number of idle slots, we use smaller contention window sizes for nodes with successful packet transmissions and reduce the backoff timers exponentially fast when a fixed number of consecutive idle slots are detected. We show that the proposed DCR algorithm provides high throughput performance and low latency in wireless LANs.

• Journal of Communications and Networks
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• v.12 no.2
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• pp.174-180
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• 2010

Automatic Repeat reQuest (ARQ) is a very effective technique against transmission error at the medium access control (MAC) layer. An erroneous MAC protocol data unit can be typically retransmitted within a given limit. In order to improve the IP-level performance, which directly affects the user-perceived quality-of-service (QoS), we propose a new truncated ARQ strategy, called MAC service data unit-based ARQ (S-ARQ), where the finite number of opportunities for retransmissions are shared by multiple fragments out of an IP datagram. We describe how SARQ can be implemented in a practical system, and then propose another variant of S-ARQ employing a functionality called early detection of failure. Basically, we evaluate the performance of SARQ in two different manners. First, assuming i.i.d. error process, we analyze both the probability of the delivery failure and the average delay of IP datagram. Then, we assess the performance of S-ARQ via simulation over a 2-state Markov channel.

• 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.

• 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.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.04a
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• pp.1021-1023
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• 2012

본 논문에서는 UWB 기술 기반 WiMedia Distributed Medium Access Control (D-MAC) 표준 프로토콜에 적용할 수 있는 Satisfaction of QoS (SoQ) 기반 협력 통신 프로토콜을 제안한다. 이를 위해 UWB 링크 전송 속도와 QoS 척도에 따른 릴레이 노드 선정 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 SoQ 기반 협력 통신 프로토콜은 분산적인 D-MAC 표준 기술과 호환성을 갖고, 각 디바이스에서 독립적으로 실행되는 SoQ 기반 Relay Node Selection (RNS) 기준에 따라 실행된다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.39C no.3
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• pp.239-246
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• 2014

In the context of wireless sensor networks, one of major issues is energy conservation. For low power communication, by utilizing our experimental results for the relation between clock drift and synchronization interval, we designed a new protocol which can support a wide range of duty cycles for applications with very low traffic rate and insensitive delay. The transmission (TX) node in the protocol synchronizes with the reception (RX) node very before transmitting a packet, and it can adaptively estimate the synchronization error size according to the synchronization interval from minutes to hours. We conducted simulations and a testbed implementation to show the efficacy of the proposed protocol. We found that our protocol substantially outperforms other state-of-the-art protocols, resulting in order-of-magnitude increase in network lifetime over a variety of duty cycles.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.14 no.12
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• pp.2811-2817
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• 2010

In this paper we propose the QAC-MAC that supports Quality of Service(QoS) and saves energy resources of the sensor node, and hence prolonging the lifetime of the sensor network with multiple sink nodes. Generally, the nodes nearest to the sink node often experience heavy congestion since all data is forwarded toward the sink through those nodes. So this critically effects on the delay-constraint data traffics. QAC-MAC uses a hybrid mechanism that adapts scheduled scheme for medium access and scheduling and unscheduled scheme based on TDMA for no data collision transmission. Generally speaking, characteristics of the real-time traffic with higher priority tends to be bursty and has same destination. QAC-MAC adapts cross-layer concept to rearrange the data transmission order in each sensor node's queue, saves energy consumption by allowing few nodes in data transmission, and prolongs the network lifetime.

• Journal of Internet Computing and Services
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• v.9 no.6
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• pp.99-107
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• 2008

Wireless sensor networks (WSN) based on low-power technologies become important portion of ubiquitous systems. In this paper, we introduce a WSN-based welfare management system as one of the WSN applications. Especially, we implement S-MAC (Sensor Medium Access control) protocol on our system that saves both cost and power consumption, and we evaluate system performances using the TOSSIM simulator. Sensors and a small database server are placed in the house of participant, which collects and stores some environment conditions of the house. The small servers are connected to each others by wireless ad-hoc network.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2003.05b
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• pp.1253-1256
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• 2003

HFC(Hybrid Fiber Coax)망은 광케이블 구간과 동축케이블 구간으로 나뉘어져 있으며 광케이블 구간은 성형(Star)구조를 가지며 동축케이블 전송구간은 수지분기형(Tree and Branch)구조로 되어있다. HFC망의 상향채널은 가입자에서 헤드앤드로 데이터 전송 시 500가입자 이상이 공유하기 때문에 이를 제어하기 위한 매체접근제어(Medium Access Control)프로토콜이 필요하다. 특히, 음성, 비디오 그리고 데이터와 같은 트래픽의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위해서는 서비스별로 우선 순위를 고려한 충돌해결알고리즘이 요구되어진다. 그러므로, 본 논문에서는 기존 알고리즘의 문제점을 분석하여 트래픽 특성에 따라 우선순위를 제공하는 충돌해결알고리즘을 제안하였다.