• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제15권1호
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• pp.28-36
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• 2017

The medium access control (MAC) protocol based on dynamic time division multiple access/time division duplex (TDMA/TDD) is responsible for random access control and radio resource allocation in dynamic traffic environments. These functions of random access and resource allocation are very important to prevent wastage of resources and improve MAC performance according to various network conditions. In this paper, we propose new random access and resource allocation schemes to guarantee quality of service (QoS) and provide priority services in a dynamic TDMA/TDD system. First, for the QoS guarantee, we propose an adaptive random access and resource allocation scheme by introducing an access probability. Second, for providing priority service, we propose a priority-based random access and resource allocation scheme by extending the first adaptive scheme in both a centralized and a distributed manner. The analysis and simulation results show that the proposed MAC protocol outperforms the legacy MAC protocol using a simple binary exponential backoff algorithm, and provides good differential performance according to priorities with respect to the throughput and delay.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권3호
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• pp.148-159
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• 2013

An analysis of the throughput and stability region of random access systems is currently of interest in research and industry. This study evaluated the performance of a multiuser random access channel with a retransmission gain. The channel was composed of a media access control (MAC) determined by the transmission probabilities and a multiuser communication channel characterized by the packet reception probabilities as functions of the number of packet transmissions and the collision status. The analysis began with an illustrative two-user channel, and was extended to a general multiuser channel. For the two-user channel, a sufficient condition was derived, under which the maximum throughput was achieved with a control-free MAC. For the channel with retransmission gain, the maximum steady throughput was obtained in a closed form. The condition under which the random access channel can acquire retransmission gain was also obtained. The stability region of the general random access channel was derived. These results include those of the well-known orthogonal channel, collision channel and slotted Aloha channel with packet reception as a special instance. The analytical and numerical results showed that exploiting the retransmission gain can increase the throughput significantly and expand the stability region of the random access channel. The analytical results predicted the performance in the simulations quite well.

• ETRI Journal
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• 제28권3호
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• pp.311-319
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• 2006

This paper presents a terminal-assisted frame-based packet reservation multiple access (TAF-PRMA) protocol, which optimizes random access control between heterogeneous traffic aiming at more efficient voice/data integrated services in dynamic reservation TDMA-based broadband access networks. In order to achieve a differentiated quality-of-service (QoS) guarantee for individual service plus maximal system resource utilization, TAF-PRMA independently controls the random access parameters such as the lengths of the access regions dedicated to respective service traffic and the corresponding permission probabilities, on a frame-by-frame basis. In addition, we have adopted a terminal-assisted random access mechanism where the voice terminal readjusts a global permission probability from the central controller in order to handle the 'fair access' issue resulting from distributed queuing problems inherent in the access network. Our extensive simulation results indicate that TAF-PRMA achieves significant improvements in terms of voice capacity, delay, and fairness over most of the existing medium access control (MAC) schemes for integrated services.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권9A호
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• pp.717-727
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• 2003

HIPERLAN/2(HIgh PERformance Local Area Network Type2)에서의 MAC 프로토콜은 TDMA/TDD에 기반을 두고 있으며 무선 채널은 Access Point(AP)에 의해서 할당되어진다. 상위 방향의 데이터 전송이 필요한 단말은 랜덤채널(RCH)을 통하여 AP에게 자원을 요청하게 된다. 각 MAC 프레임마다 RCH 수는 변경될 수 있는데, 이때 필요 이상의 RCH 수는 무선 채널의 낭비를 초래하게 된다. 또한 필요 이하의 RCH 수는 단말들간의 충돌을 야기하여 단말들이 AP에 접속하는 시간을 지연시킬 수 있다. 따라서 RCH 수는 트래픽 양에 따라 적절히 변화되는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 Split 알고리즘에 기반을 두어 RCH 수를 제어하는 기법을 제안하였다. 제안된 기법에 대하여 시뮬레이션 및 수학적 분석 모델을 통하여 고정된 수의 RCH를 사용하는 방식과 기존에 제안된 방식에 비하여 처리율, 지연 및 지연에 대한 분산에서 성능이 향상됨을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권7A호
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• pp.973-986
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• 1999

본 논문에서는 무선 패킷 데이터 서비스를 효율적으로 지원하기 위해 채널 액세스 메카니즘과 전송 매카니즘으로 구성되는 MAC 프로토콜을 제안하였다. 채널 액세스를 위해 방송채널은 랜덤 액세스 채널의 상태정보를 알려주고, 이동단말은 상태정보를 기반으로 랜덤액세스를 시도한다. 또한, 이동단말에 액세스 확률을 부여함으로서 랜덤 액세스 채널에서의 short 메시지 전송으로 인한 충돌증가를 방지하였다. 효율적인 전송을 위해 이동단말의 전송대기 큐의 상태에 따라 전송속도를 변경함으로서 버스트한 트래픽 특성에 적응할 수 있도록 하였다. 전송대역과 전송코드 수가 제한된 환경에서 제안한 MAC 프로토콜은 cdma2000 시스템 보다 효과적으로 전송을 지원함을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권10A호
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• pp.1453-1461
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• 1999

본 논문은 단거리전용통신에 있어 MAC계층의 링크접근 방식의 성능을 개선시키는 방안을 제안하고 기존 방식에 대비하여 제안한 링크접근 방식의 성능을 비교 분석한다. 본 논문에서 제시하는 방식은 임의접근 채널에 반송파 감지 방식을 적용하여 서로 다른 우선순의를 갖는 링크접근 트래픽 상호간의 충돌 가능성을 줄이고 우선순위에 따른 차별적인 링크접근 지연시간을 제공함과 동시에, 예약모드 운용방식을 개선하여 링크접근의 성능을 개선한다. 시뮬레이션에 의한 성능분석 결과, 본 논문에서 제안한 방식은 평균 링크접근 지연시간, 임의접근 채널의 효율 측면에서 기존의 방식에 비하여 개선된 성능을 나타내었다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.83-87
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• 2009

HiperLAN/2(High performance radio Local Area Network)에서의 MAC(Media Access Control)프로토콜은 TDMA/TDD(Time Division Multiple Access/Time Division Duplex)기반으로 동작하며, 단말은 RCH(Random CHannel) 구간을 통해 채널 경쟁에서 성공함으로써 데이터 전송 기회를 획득한다. 그러므로 AP(Access Point)는 각 RCH에서 단말들의 채널요청메시지의 성공 및 충돌수에 따라, 다음 프레임에서 최적의 RCH 개수를 동적으로 할당할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 HiperLAN/2에서의 성능향상을 위해 충돌과 성공을 고려하여 RCH(Random CHannel)수를 고정적인 값만큼 증감하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 처리율과 접속지연 관점에서 분석하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제12권3호
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• pp.347-353
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• 2011

HIPERLAN/2에서 무선채널은 중앙제어방식으로 운영되는 액세스 포인트에 의해서 할당되며, MAC 프로토콜은 TDMA/TDD를 기반으로 한다. 상향링크로 데이터 전송이 필요한 이동단말은 RCH 채널을 통하여 액세스 포인트에게 무선자원을 요청한다. 각 MAC 프레임마다 RCH 수를 변경하는 중요한데, RCH 수가 많이 할당되면 무선자원의 낭비를 초래하며, RCH 수가 적게 할당되면 이동단말간의 충돌이 증가하고 액세스 포인트에 접속하는 시간도 길어진다. 따라서 RCH 수는 트래픽에 따라 적절하게 할당되어야 한다. 이러한 관점에서 본 논문에서는 이전 MAC 프레임에서 메시지 전송에 성공한 회수와 실패한 회수를 기반으로 RCH 수를 동적으로 할당하는 방안을 제안하였다. 제안한 방안의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하여 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7A호
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• pp.727-734
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• 2004

Collision Management Protocol (CMP)은 매체 접근 제어 (MAC) 방식이 랜덤 접근 (Random Access)인 HomePNA 3.0 비동기 MAC 모드 시스템으로 구성된 네트워크에서 데이터 프레임 전송 시에 발생하는 충돌을 해결하기 위한 프로토콜이다. 이 프로토콜의 특징은 기존 HomePNA 2.0 시스템의 Distributed fair Priority Queueing (DFPQ) 알고리즘이나 802.11 시스템의 Binary Exponential Backoff (BEB) 알고리즘과는 달리 충돌이 발생한 시스템들의 재 전송 순서를 랜덤 확률로서 결정하지 않고, 각 시스템별로 주어진 Collision Signaling Sequence (CSS) 간을 사용하여 순서를 결정한다. 즉, 재 전송 순서를 사전에 정의된 순서로 결정함으로서 평균적인 충돌 횟수를 최소화 할 수 있게 된다. 본 논문에서는 유선 홈 네트워킹 기술인 HomePNA 3.0의 CMP에 대하여 포화(Saturation) 상태에서의 성능을 분석한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.253-256
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• 2001

This paper describes a high speed MAC(Media Access Control) function chip for IEEE 802.11 MAC layer protocol. The MAC chip has control registers and interrupt scheme for interface with CPU and deals with transmission/reception of data as a unit of frame. The developed MAC chip is composed of protocol control block, transmission block, and reception block which supports the BCF function in IEEE 802.11 specification. The test suite which is adopted in order to verify operation of the MAC chip includes various functions, such as RTS-CTS frame exchange procedure, correct IFS(Inter Frame Space)timing, access procedure, random backoff procedure, retransmission procedure, fragmented frame transmission/reception procedure, duplicate reception frame detection, NAV(Network Allocation Vector), reception error processing, broadcast frame transmission/reception procedure, beacon frame transmission/reception procedure, and transmission/reception FIEO operation. By using this technique, it is possible to reduce the load of CPU and firmware size in high speed wireless LAN system.