• 한국통신학회논문지
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• 제40권3호
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• pp.441-450
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• 2015

최근 무선 디바이스의 증가와 무선랜 사용자가 급증하면서 다수의 AP와 여러 노드가 존재하는 밀집 네트워크 환경이 발생한다. 다수의 AP가 존재하는 환경에서 중첩영역에 대한 고려 없이 멀티캐스트 데이터를 전송할 경우 노드의 위치에 따라서 메시지 중복 수신과 빈번한 데이터 충돌이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 밀집 무선랜 시스템에 적합한 새로운 멀티캐스트 전송 스케줄링 기법을 제안한다. 제안하는 멀티캐스트 전송 기법은 단일 전송환경과 다중 전송 환경을 모두 고려하며 각 AP의 최적의 전송 순서를 스케줄링 함으로써 불필요한 중복전송을 제거하고 데이터 충돌을 방지한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안하는 기법이 비교 기법들에 비해서 전송시간이 감소하고, 밀집 네트워크 환경에서 효율적인 멀티캐스트 전송을 하는 것을 확인할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권8호
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• pp.35-46
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• 2006

RFID 리더는 자신이 전송한 명령에 대한 태그의 응답을 수신하여 태그를 인식한다. 이때 근접한 거리에 위치하고 있는 리더들이 동일한 주파수를 이용하거나, 여러 리더가 동시에 하나의 태그에 명령을 전송하는 경우 서로 간섭을 일으킬 수 있는데 이를 RFID 리더 충돌이라고 한다. 리더 충돌이 발생하면 리더의 명령이 태그에게 전달되지 않거나 전송된 명령에 대해 태그가 올바르게 응답할 수 없다. 따라서 RFID 국제 표준 및 논문들은 리더 충돌을 줄이기 위한 기법들을 규정하거나 제안하고 있다. 이 중 Colorwave와 Enhanced Colorwave는 TDM(Time Division Multiplex) 기반의 프레임 알로하 방식을 이용한 리더충돌방지 기법으로 충돌 확률에 따라 프레임의 크기를 변경하여 효과적으로 리더 충돌을 줄일 수 있다. 그러나 이 알고리즘들은 충돌을 경험한 리더들이 충돌을 피하기 위해 자신의 슬롯을 새롭게 선택하는 과정에서 불필요한 충돌을 발생시킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 충돌 발생 리더들이 프레임 내의 임의의 슬롯으로 이동하기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 프레임 내 슬롯의 점유 여부를 모니터링 하여 리더 충돌이 발생한 경우 리더들이 점유할 확률이 가장 낮은 슬롯을 선택하는 새로운 리더 충돌방지 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 이용하여 성능을 분석한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1-9
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• 2010

최근 유비쿼터스 환경 구축의 가장 핵심은 센서 네트워크와 RFID 시스템이다. 이 중 RFID 시스템은 태그의 전자정보를 RF 신호를 이용하여 리더에게 전송한다. RFID 시스템은 다중 태그의 존재로 인해 충돌이 발생하고 태그 인식 성능이 저하된다. 그래서 태그 충돌을 중재할 수 있는 방법이 필요하다. 본 논문은 태그 간 충돌을 줄이며 좀 더 빠른 태그 인식이 가능한 하이브리드 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 트리기반 알고리즘의 장점인 확실성을 기반으로 동작하며 충돌을 줄이기 위해 태그 아이디를 이용하여 전송 타임 슬롯을 결정한다. 시뮬레이션을 통한 성능평가에서 다른 트리기반의 알고리즘과 다른 하이브리드 알고리즘에 비하여 충돌 횟수와 쿼리 수에서 높은 성능을 가진다는 것을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2A호
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• pp.154-167
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• 2006

IEEE 802.11 무선랜(Wireless LAN)은 다수의 전송속도(transmission rate)를 지원하고 있으며, 채널 상태에 따라 전송속도를 적응적으로 조절함으로써 시스템 성능을 최대화할 수 있다. 지금까지 많은 종류의 전송속도 조절기법들이 제안되어 왔으나 최근까지 대부분의 상용제품에 구현된 기법은 ARF(Automatic Rate Fallback)라는 간단한 open-loop 전송속도 조절기법이다. 이러한 open-loop 전송속도 조절기법의 가장 큰 문제점은 데이터의 충돌현상(collision effect)을 고려하지 않는다는 것이며, 이로 인해 충돌에 의한 다수의 전송실패가 발생할 경우 시스템 성능이 급격히 낮아진다는 문제점이 있다. 이 논문에서는 CARA(Collision-Aware Rate Adaptation)라는 새로운 전송속도 조절기법을 제안하고 있다. CARA는 송신 단말이 채널에러에 의해 발생한 데이터 전송실패를 충돌에 의해 발생한 것과 구분할 수 있도록 적응적으로 CCA(Clear Channel Assessment)와 RTS/CTS(Request-to-Send/Clear-to-Send) 전송을 사용하는 기법이다. 따라서 기존의 open-loop 전송속도 조절기법과 비교할 때, CARA는 보다 정확하게 현재 채널상태에 적합한 전송속도를 선택할 수 있게 된다. 시뮬레이션을 통한 많은 실험결과들로부터 CARA는 채널상태에 관계없이 다른 기법들보다 월등히 높은 성능을 나타낸다는 것을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.323-335
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• 2015

모바일 헬스케어란 정보 통신 기술과 바이오 기술을 융합한 신개념 의료서비스로서 시간과 공간에 구애받지 않고 언제 어디서나 건강과 생활을 관리하여 건강한 삶을 유지시키기 위한 건강관리 서비스이다. 모바일 헬스케어를 위해서는 생체신호 계측 관련 기술인 WBAN(Wireless Body Area Network)과 모바일 장치를 이용한 데이터 분석 및 모니터링 기술이 필수적이다. 모바일 헬스케어 환경에서는 이용자의 모바일 장치를 중심으로 구성된 WBAN이 이동 중에 다른 WBAN을 만나게 되면 하나의 매체에 두 개의 WBAN이 동작하는 결과가 된다. 두 개 이상의 WBAN이 충돌하게 되면 노드들이 서로 부여 받은 슬롯에 보내는 데이터 프레임들의 충돌이 발생하며 이는 전송실패와 더불어 데이터 재전송으로 인한 불필요한 에너지 소모를 가져오게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 다음과 같이 모바일 헬스케어를 지원하는 MAC 프로토콜 요소기술을 제안하였다. 첫째, 제안하는 슈퍼프레임은 노드가 할당된 슬롯에서 데이터 전송을 보장받는 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반의 경쟁 구간과 CSMA/CA 알고리즘을 통해 데이터를 전송하는 경쟁 구간을 가진다. 둘째, 제안하는 MAC 프로토콜을 기반으로 하는 WBAN의 충돌을 감지하고 네트워크를 병합하는 알고리즘을 제안하였다. 이동성을 가지는 WBAN이 다른 WBAN과 충돌하게 되면 네트워크를 재구성하여 노드가 전송하는 데이터 프레임 충돌을 줄이도록 하였다. 제안하는 슈퍼프레임 구조와 네트워크 병합 알고리즘의 성능평가를 위해서 OMNeT++ 네트워크 시뮬레이션 프레임워크 기반의 Castalia를 사용하였다. 성능평가 결과 제안한 MAC 프로토콜을 사용했을 때가 IEEE 802.15.6을 사용했을 때 보다 충돌 확률이 감소하여 패킷 전송 성공률과 에너지 효율이 개선된 것을 확인할 수 있었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제9권1호
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• pp.61-67
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• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.11 WLAN의 MAC인 DCF의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하고 이를 시뮬레이션으로 분석한다. IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터 전송을 제어하기 위한 방법으로 DCF와 PCF를 사용하며, DCF의 경우 CSMA/CA를 기반으로 한다. CSMA/CA는 스테이션간의 충돌을 줄이기 위해서 임의의 Backoff time을 각 스테이션의 CW(Contention Window) 범위에서 결정한다. 스테이션은 패킷 전송 후 충돌이 발생하면, 윈도우 크기를 두 배로 증가시키며, 패킷을 성공적으로 전송하면 윈도우 크기를 최소 CW로 감소한다. DCF는 경쟁 스테이션이 적은 상황에서는 비교적 우수한 성능을 보이나 경쟁 스테이션의 수가 많은 경우 처리율, 지연 관점에서 성능이 저하되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 패킷 전송 후 충돌이 발생하면 윈도우 값을 최대 CW로 증가시키고 패킷의 정상적인 전송후에는 윈도우 값을 서서히 감소함으로써 현재 WLAN의 망 상태정보를 계속 활용함으로써 패킷 충돌 확률을 낮추는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하여 그 타당성을 제시하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.364-371
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• 2017

본 TPMS는 타이어의 공기압을 측정하여 운전자에게 현재 타이어의 상태를 알려주는 차량용 전장 시스템이다. TPMS 센서는 소형화, 경량화, 저가격성, 저전력을 위해서 단방향 통신을 사용한다. TPMS 센서 정보의 전송 주기는 운전자에게 제공하는 서비스의 질을 나타내는데, 최적의 전송 주기를 결정하기 위해서 프레임 충돌 확률과 생존 시간(Life time)에 대해서 분석하여야 한다. 본 논문에서는 정상모드와 경고모드가 존재하는 저전력 운영 TPMS에서 벤 다이어그램을 이용한 충돌 확률 모델을 설계하였고, 정상모드 전송 주기 대 경고모드 전송 주기에 대한 비율(n)에 따라 생존 시간과 충돌 확률을 분석하였다. 타이어 교체 시기를 5년, 7년으로 가정하고, 생존시간과 충동 확률을 이용하여 최적화하였을 때, 5년에서 $T_{nP}=31$ 초, $T_{wP}$는 2.4초이고, 7년에서 $T_{nP}=71$초, $T_{wP}$는 2.5초가 된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권5호
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• pp.425-432
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• 2014

IEEE 802.11e EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)는 서로 다른 AC(Access Category)에 따라서 CW(Contention Window)를 이용하여 Quality-of-Service(QoS)를 지원한다. 그러나 무선 네트워크 환경이 혼잡 (Congested)할 경우 패킷의 충돌 발생 확률을 높일 수 있다는 문제점이 여전히 존재한다. 이를 해결하기 위해 여러 방법들이 제시되었으나 혼잡 네트워크상에서는 동일 우선순위를 가지는 패킷 전송을 위해서 전송 채널을 이용하는 경쟁 과정에서 패킷 충돌(Collision)이 발생할 확률이 여전히 존재한다. 따라서 본 논문에서는 EDCA 포화 상태에서 전송 효율을 높이는 APCA(Advanced Priority Collision Avoidance) 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 IEEE 802.11e 표준을 기반으로 RTS/CTS (Request to Send / Clear to Send)를 이용하여 패킷 전송 FC(Frame Control) 필드의 예약된 필드(Reserved Field) 비트를 이용하여 데이터 패킷 충돌을 회피하는 것이다. 시뮬레이션의 결과로 제안된 알고리즘이 기존의 EDCA에 비해 패킷 전송 실패율이 감소했음을 보였다. Jain's fairness index를 이용하여 제안된 APCA 알고리즘이 네트워크 혼잡 상황에서 EDCA 방식 보다 공정성을 유지하는 것을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.1225-1230
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• 2015

WBAN을 위한 MAC 프로토콜은 의료용 센서 노드의 가변적인 데이터를 효율적으로 처리하기 위해서 응급상황에서 발생하는 트래픽을 가장 높은 우선순위로 처리하는 CSMA/CA(: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 알고리즘을 수행하게 된다. 노드가 전송하는 응급 메시지는 충돌이 발생하게 되고 응급 메시지 재전송으로 인한 전송 지연이 발생할 수 있으며 재전송으로 인한 에너지 낭비를 가져올 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위해서 우선순위 큐잉을 적용한 CSMA/CA 알고리즘의 경우 MAC 명령어 프레임과 데이터 프레임의 우선순위를 정하여 서로 다른 백오프 파라미터를 적용하고 충돌로 인한 프레임 손실을 최소화하는 알고리즘을 제안하였다. 성능평가 결과 제안한 MAC 프로토콜을 사용했을 때가 IEEE 802.15.6을 사용했을때 보다 충돌 확률이 감소하여 패킷 전송 처리율이 증가하고 패킷 손실량이 감소함을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (3)
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• pp.313-315
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• 2001

멀티캐스트 서비스는 한 단말이 수신 그를 내의 여러 단말들에게 같은 내용의 데이터 패킷을 전송하는 방법이다. 본 논문에서는 단일 채널 다중 접속 무선 LAN(Wireless LAN)의 작은 셀 환경을 기반으로 효율적 인 멀티캐스트 서비스에 대한 방안을 제안한다. 이 시스템에서 이동 단말들이 동시에 하나 이상의 패킷을 전송하는 경우 패킷 충돌(collision)이 발생하여 수신단말은 정확하게 패킷을 수신할 수 업다. 그러므로 하나의 단말만이 전송을 해야 한다. 이와 같은 문제점 때문에 신뢰성 있는 멀티캐스트 서 비스를 위해서는 단일 채널 다중 접속 방법을 그리고 무선 링크의 높은 에러율을 극복하기 위해서는 재전송 기법(ARQ)을 고려해야 한다. 제안하는 MLBP(modified Leader-Based Protocol)는 멀티캐스트 그룹 내에서 리더(leader)를 선정하고 이 리더가 송신단말에게 피드백 정보를 대표로 전송하는 역할을 수행한다. 신뢰성 확보를 위해서는 에러가 있는 패킷을 리더 외의 단말들이 수신 했을 경우에 재전송을 유도하기 위해 리더는 긍정응답(ACK) 패킷을 전송하지 않고 침묵한다. 리더 외의 단말이 에러가 있는 패킷을 수신했을 경우 각 단말들은 지체 없이 부정 응답(NAK)을 전송하여 이를 수신하는 단말에서 패킷 충돌을 유발시키고 재전송을 유도한다. 기존의 지연응답(delayed feedback) 방법과 확률적 방법을 사용한 기법들을 분석하여 측정 한 성능을 비교한 결과 제안하는 mLBP이 다른 두 기 법보다 우수한 성능을 나타냄을 보인다.