• 한국통신학회논문지
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• 제35권2A호
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• pp.153-164
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• 2010

본 논문은 무선 애드혹 네트워크에서 채널 효율성 및 네트워크 성능 향상을 위한 멀티채널 MAC 프로토콜을 제안한다. 멀티채널 MAC 프로토콜 설계에는 랑데부 문제(rendezvous problem)와 멀티채널 히든 노드 문제 등 두개의 주요한 문제가 있다. 기존에 제안된 여러 멀티채널 MAC 프로토콜에서는 하나의 채널을 공통 컨트롤 채널로 사용하여 컨트롤 패킷 교환을 통해 이러한 문제들을 해결하였는데, 이것은 데이터 채널이 증가할수록 높은 경쟁으로 인한 공통 컨트롤 채널의 병목 현상을 초래하여 비효율적인 데이터 채널 이용의 원인이 된다. 본 논문에서 제안하는 멀티채널 MAC 프로토콜은 멀티채널 히든 노드 문제를 해결하기 위해 TDMA 방식을 사용하였고, 데이터를 동시에 송수신할 수 있도록 하여 네트워크 성능을 높인다. 또한 공통 컨트롤 채널을 사용하지 않기 때문에 공통 컨트롤 채널 병목 현상이 발생하지 않고, 전송 또는 수신할 데이터가 없는 노드는 슬립(sleep) 상태를 유지하도록 하여 에너지 절감(energy savings)이 가능하다. 모의실험결과는 제안한 MAC 프로토콜이 기존의 방법에 비해 네트워크 성능 및 채널 효율성을 향상시키고 에너지를 절감할 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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• pp.187-189
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• 2012

The medium access control (MAC) protocol is designed only for single channel in the IEEE 802.11 standard. That means the throughput of the network is limited by the bandwidth of the single channel. The multiple channels can be exploited to get more concurrent transmission. In this paper, we propose a novel Multi-channel MAC that utilizes the channel more efficiently than other Multi-channel MAC protocols.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.1465-1470
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• 2011

본 논문에서는 무선 애드혹 네트워크에서 복수개 채널을 이용한 효율적인 매체접속제어 프로토콜로써 DM-MMAC (Doze Mode Multi-Chanel MAC)을 제안한다. 기존의 IEEE 802.11 프로토콜의 경우 물리계층에서 복수개의 가용 채널이 주어지나 MAC 계층에서는 오직 고정된 단일채널을 통한 접속만이 가능하다. 이를 보완하기 위한 프로토콜로써 여러 가지 멀티채널 MAC 프로토콜이 제안되었으나 대부분의 경우 채널수가 적고 호스트의 수가 많아지면 전송 처리율(throughput)이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 기존 MMAC 프로토콜의 채널 할당 및 채널점유 과정을 단순화하고 호스트 간 충돌가능성을 줄임으로써 절전효과와 함께 전송률 향상을 도모하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권1호
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• pp.75-83
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• 2016

In this paper, we propose a multi-channel medium access control (MAC) protocol, named underwater multi-channel MAC protocol (UMMAC), for underwater acoustic networks (UANs). UMMAC is a split phase and reservation based multi-channel MAC protocol which enables hosts to utilize multiple channels via a channel allocation and power control algorithm (CAPC). In UMMAC, channel information of neighboring nodes is gathered via exchange of control packets. With such information, UMMAC allows for as many parallel transmissions as possible while avoiding using extra time slot for channel negotiation. By running CAPC algorithm, which aims at maximizing the network's capacity, users can allocate their transmission power and channels in a distributed way. The advantages of the proposed protocol are threefold: 1) Only one transceiver is needed for each node; 2) based on CAPC, hosts are coordinated to negotiate the channels and control power in a distributed way; 3) comparing with existing RTS/CTS MAC protocols, UMMAC do not introduce new overhead for channel negotiation. Simulation results show that UMMAC outperforms Slotted floor acquisition multiple access (FAMA) and multi-channel MAC (MMAC) in terms of network goodput (50% and 17% respectively in a certain scenario). Furthermore, UMMAC can lower the end-to-end delay and achieves a lower energy consumption compared to Slotted FAMA and MMAC.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권10B호
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• pp.876-884
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• 2008

본 논문에서는 다중 채널 환경의 무선 센서 네트워크에서 에너지 소모를 최소화하고 데이터 수율(Throughput)을 증대시키기 위한 비동기 방식의 맥 프로토콜을 제안한다. 제안하는 맥 프로토콜인 SPMC-MAC(Slim Preamble Multi Channel Media Access Control)은 [6]에서 제안했던 수신 노드가 깨어날 시간 정보의 이점을 이용하여 프리앰블의 길이를 줄이는 매커니즘을 채택한다. 프리앰블은 수신 노드의 ID와 랜덤하게 선택된 채널을 포함하여 전용의 기본 채널을 통해서 전송된다. 전송 세기 제어는 통신 가능 범위 내에서 적정 노드 수를 유지함으로써 데이터 전송 시 충돌과 간섭을 줄일 수 있다. 수학적 분석과 모의실험을 통해 에너지 소모와 수율에 대해 제안하는 SPMC-MAC과 X-MAC을 비교한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.837-844
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• 2019

본 논문에서는 VANET(: Vehicular Ad Hoc Networks)환경에서 비-안전 애플리케이션을 위한 낮은 지연을 제공하기 위해 AMBM(: Adaptive Multi-channel Backoff Machisum)-MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 우선 순위가 다른 비-안전 패킷간의 처리량의 극대화를 위해 WSA(: WAVE Service Advertisement)의 CW(: C hannel window)를 동적으로 조정하여 비-안전 패킷의 서비스품질을 보장한다. 또한 SC(: Service Channel)를 위한 채널조정 및 타임슬롯예약을 하기 위해 많은시간을 할당하고 CW 및 최적 CCI(: CC Interval)를 동적으로 조정함으로서 IEEE 1609.9, C-MAC(: Coordinated multi-channel MAC), Q-VCI(QoS Variable CCH Interval) 프로토콜보다 노드가 증가할 때 전송지연이 감소됨을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5A호
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• pp.549-560
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• 2008

본 논문은 무선 네트워크 환경에서 채널 효율성을 높이기 위하여 두 개의 인터페이스를 사용하는 새로운 멀티채널 MAC 프로토콜을 제안하였다. 멀티채널 환경에서 기존에 제안된 대부분의 연구들은 컨트롤 메시지를 교환하기 위하여 공통 컨트롤 채널을 사용하였는데, 이것은 데이터 채널이 증가할 때 공통 컨트롤 채널에서 병목 현상을 야기 시킨다. 본 논문에서는 제안하는 멀티채널 MAC 프로토콜은 송수신용 채널을 분리하여 데이터와 컨트롤 패킷을 동시에 송수신하여 전체 네트워크 처리량을 높이고, 공통 컨트롤 채널이 없기 때문에 병목현상 문제가 발생하지 않는다. 또한 TDMA 방식을 사용하여 데이터 패킷과 컨트롤 패킷의 충돌을 피할 수 있고, 멀티채널환경에서 송수신 인터페이스가 다를 경우 발생하는 CTS 패킷이나 ACK 패킷의 충돌 가능성을 줄였다. 모의실험결과는 제안된 멀티채널 MAC 프로토콜이 기존의 방법과 비교해서 전체 네트워크 처리량과 채널 효율성을 크게 향상시키는 것을 보여준다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권1호
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• pp.16-27
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• 2012

In multi-interface multi-channel(MIMC) based tactical ad hoc networks, QoS support for required operational capacity is one of the main challenging issues for multi-hop transmissions. To support QoS in such a harsh environment, we propose a novel MAC scheme to minimize multi-hop as well as per-hop delay. The current IEEE 802.11 MAC protocols should contend to reserve the channel resource at every hop by each sender. The every-hop channel contention results in a degradation of end-to-end delay for multi-hop transmissions. The basic idea of our scheme is to make a "multi-hop reservation" at the MAC layer by using the modified RTS frame. It contains additional information such as destination information, packet priority, and hop count, etc. In addition, we differentiate the contention window area according to the packet priority and the number of hops to deliver packets in the predefined allowed latency. Our scheme can minimize the multi-hop delay and support the QoS of the critical data in real time(i.e., VoIP, sensing video data, Video conference between commanders). Our simulation study and numerical analysis show that the proposed scheme outperforms the IEEE 802.11 MAC.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권4호
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• pp.78-85
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• 2011

차량 통신 환경에서 운전자가 돌발 상황에 미리 대비하여 교통사고를 예방하기 위해서는 교통사고 정보, 응급상황 정보, 차량 및 도로 상태 정보를 실시간으로 정확하게 다른 차량 및 기지국으로 전달하여야 한다. 본 논문에서는, 기존의 경쟁 기반 싱글 채널 동작 환경에서 충돌로 인한 송 수신 지연 및 통신 실패가 발생 수 있기 때문에 멀티 채널 동작에 적합한 Multi-Channel MAC (MCM) 기술에 대하여 설명한다. 차량 간 통신 및 차량과 기지국 간 통신 시 다양한 서비스를 수용하면서도 끊김없는 안전 서비스 제공을 위한 WAVE 표준 기반의 MAC 기술이 필요하다. 본 논문에서 소개하는 WAVE 표준 기반 MCM은 C 언어 기반 Real Time Operating System에 구현된 MAC 소프트웨어와 FPGA에 VHDL로 구현된 MAC 하드웨어로 구성된다. 구현 된 MCM의 QoS 보장 및 성능 검증은 기존 싱글 채널 동작과 비교하여 수행하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1052-1070
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• 2016

Wireless Body Area Networks (WBANs) have received a lot of attention as a promising technology for medical and healthcare applications. A WBAN should guarantee energy efficiency, data reliability, and low data latency because it uses tiny sensors that have limited energy and deals with medical data that needs to be timely and correctly transferred. To satisfy this requirement, many multi-radio multi-channel MAC protocols have been proposed, but these cannot be implemented on current off-the-shelf sensor nodes because they do not support multi-radio transceivers. Thus, recently single-radio multi-channel MAC protocols have been proposed; however, these methods are energy inefficient due to data duplication. This paper proposes a TDMA-based single-radio, multi-channel MAC protocol that uses the Unbalanced Star+Mesh topology to satisfy the requirements of WBANs. Our analytical analysis together experiments using real sensor nodes show that the proposed protocol outperforms existing methods in terms of energy efficiency, reliability, and low data latency.