• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.390-392
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• 2015

IEEE 802.11 DCF(Distributed Coordination Function) 프로토콜은 이진 지수 백오프 방식을 사용한다. 단말은 데이터 전송 전에 충돌을 피하기 위해 일정한 시간동안 채널 휴지(Idle)를 기다린다. 데이터 전송이 성공하면 경쟁 윈도우 값을 두 배로 증가시키고 실패하면 최소 값으로 초기화 한다. 이를 통해 DCF는 충돌을 회피하지만 단말의 수가 증가함에 따라 충돌율은 증가하고 전체 네트워크 성능은 저하된다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 예약 방식을 통한 데이터 전송 방법을 제안한다. 제안된 방법에서 채널 시간을 예약 구간과 경쟁 구간으로 나눈다. 기본적으로 경쟁 구간에서 단말들은 DCF와 마찬가지로 경쟁 방식을 통해 데이터를 전송할 때 예약 구간에 대한 채널 예약을 AP에게 요청한다. 또한 예약 구간에서 데이터를 전송한 단말은 다음 예약 구간에서의 예약을 요청한다. AP는 채널 예약을 수행한다. 채널 예약에 성공한 단말은 예약 구간에서 비경쟁 방법으로 데이터 패킷을 전송한다. 따라서 DCF의 충돌율을 낮추고 전체적인 네트워크 성능을 향상시킨다.

• 한국항행학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.1-9
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• 2002

본 논문은 현재 무선 LAN 환경에서 적용되고 있는 매체접근제어 프로토콜인 IEEE 802.11 CSMA/CA를 이용함으로써, 음성 위주의 항공이동통신에서 음성과 데이터 채널을 통합하여 사용하도록 하고 있다. 또한, 표준으로 제정되어 있는 기존의 CSMA/CA 매체접근제어 프로토콜에 대한 이해를 바탕으로 성능 개선 방안을 제안하였으며, 이를 바탕으로 채널 효율을 향상시켰다. IEEE 802.11 매체접근제어(MAC, Medium Access Control) 프로토콜은 데이터 유형에 따라 채널을 두 개의 구간(PCF와 DCF 구간)으로 나누어 전송하도록 하고 있다. 본 논문에서는, 데이터 유형별로 적용되는 구간 중, DCF 구간에서의 패킷간의 충돌 가능성을 줄임으로써 데이터 전송 효율을 높이는데 주안점을 두고 있다. 제안 방안으로는 경쟁 구간에서의 전송에서 충돌에 따른 손실을 보완할 수 있도록 Wireless Window Protocol(이하, WWP)을 적용한 후 전송 과정을 제어하였다. Hidden 터미널의 영향이 적으므로 가시권내 통신에 적합한 기존의 2-Way CSMA/CA 프로토콜을 항공통신에 적용하여 상태 천이 과정을 5개에서 6개로 세분화하였고, 주어진 확률에 의하여 나누어진 두 개의 그룹별로 상태 천이 과정을 다르게 적용하였다. 따라서, 채널이 한 항공기에 의해 점유되는 PCF를 제외한, DCF 구간에서의 데이터 전송 효율을 높일 수 있었다. 시뮬레이션은 채널 대역폭과 패킷 크기 등을 파라미터 값으로 하여 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 CSMA/CA에 비해 새로 제안한 알고리즘이 데이터 전송 과정에서 발생하는 충돌 가능성을 감소시킴으로써 성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권12A호
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• pp.1852-1861
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• 1999

본 논문은 음성 그리고 우선권이 있는 연속적인 트래픽 및 우선권이 없는 랜덤 트래픽을 완전 패킷 방식으로 제공할 수 있는 CDMA 예약 ALOHA 방식을 제안한 것으로, 성능에 영향을 미치는 패킷의 충돌과 타사용자 간섭을 최소로 하는 구조로 되어 있다. 제안된 구조에서 시간 슬롯과 패킷은 같은 크기를 갖고 각각 액세스/전송 단계와 액세스/전송 필드로 나누어져 있다. 액세스 단계에서 패킷의 충돌을 줄이기 위해 piggyback을 이용한 예약과 시스템 평형 상태에서 추정한 경쟁 사용자 수를 이용한 액세스 허용 확률을 이용하고, 전송 단계에서의 타사용자 간섭을 줄이기 위해서 액세스 단계에서 기지국으로부터 전송코드를 할당받은 패킷만이 전송 단계에서 전송을 할 수 있게 하였다. 즉, 음성과 우선 순위가 있는 연속적인 트래픽에 대해 예약을 허용하여 실시간 전송을 가능하게 하고, 우선권이 없는 랜덤 트래픽에도 액세스 허용 확률을 적용하여 전송 지연을 줄일 수 있었다. 또한, 단일 셀 환경의 평형 상태에서 Markov 모델링 기법을 이용하여 각 트래픽의 요구하는 성능을 수식적으로 유도하고, 모의실험을 통해 성능을 도시하였다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.1939-1946
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• 2012

IEEE 802.15.4 Zigbee 네트워크와 같은 USNs(Ubiquitous Sensor Networks)은 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 주파수 대역을 WiFi 네트워크와 공동으로 사용을 하고 있다. 동일 지역 내에서 두 개의 네트워크가 동작하게 되면 주파수가 겹침으로 인하여 패킷 충돌이 발생 할 수 있다. 이를 확인하기 위해 WiFi와 ZigBee 통신 네트워크을 한 지역에 설치하여 실험을 수행하였다. 실험결과 WiFi 와 ZigBee 간 주파수 간섭으로 인해 데이터 전송률이 저하됨을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 주파수 충돌회피 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘에서는 주파수 충돌이 감지되면 각 노드에 다른 주파수를 갖는 새로운 통신 채널을 할당한다. 제안된 주파수 충돌 회피 알고리즘의 성능을 평가하고 결과를 기술하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.80-87
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• 2013

본 논문에서는 VANET(Vehicle to vehicle Ad hoc Network)의 V2V 프로토콜을 위한 긴급 메시지 전송을 위한 거리 기반의 동적 CW 할당 기법을 제안한다. 제안된 방법은 트래픽 부하 문제를 해결하기 위해 거리 기반의 존 할당 기법을 통해 특정 존(Zone)을 나누고 동적으로 CW 값을 할당한다. 소스노드와 최외곽의 노드가 최소 CW 값을 할당받아 채널에 접속할 수 있는 확률을 향상시켜 선택적 긴급 메시지를 재방송을 통하여 중복 패킷들의 수를 줄였다. 이로 인해 대역폭의 효율적 사용이 가능하고 패킷 충돌확률의 감소로 긴급메시지를 신뢰성 있게 전송하는 방법을 제시했다. 또한 차량 밀도가 급격히 높아질 경우 전송 구간의 패킷 충돌 확률을 적용하여 CW 값에 적용함으로써 재 충돌 확률을 낮추는 방법을 제시했다. 제안된 방법의 효용성을 증명하기 위해서 고속도로 환경의 시나리오에서 거리 및 확률 기반의 동적 CW 할당 알고리즘을 적용하여 종단 간 지연, 네트워크 부하, 처리량이 향상됨을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.385-391
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• 2015

본 논문에서는 IEEE802.11p WAVE 통신 시스템의 컨트롤 채널 효율성 증대를 위해 제정된 IEEE1609.4 기반 시간 동기 멀티채널 환경에서의 통신 성능을 분석하고 이를 향상시키기 위한 패킷 충돌 회피 기법에 대해 다룬다. 기존 연구에서는 어플리케이션 레이어에서의 소프트웨어적 메시지 스케줄링을 통한 방법이나 랜덤 백오프의 Contention Window 값을 임의로 변경하여 문제를 해결하고자 하였다. 본 논문에서는 패킷 충돌 회피를 위한 Channel Guard Interval 조정을 위한 방법을 제안하고 실차 테스트를 통하여 그 성능을 평가하였다. 평가 결과 PDR(packet delivery ratio) 90% 이상의 성능을 확인할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권10호
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• pp.39-50
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• 2005

본 논문에서는 IEEE 802.11 WLAN의 MAC인 DCF의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하고 이를 수학적으로 분석한다. IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터를 전송하기 위한 방법으로 "Distributed Coordination Function(DCF)"과 "Point Coordination Function(PCF)"를 사용하며, DCF의 경우 Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA)를 기반으로 한다. CSMA/CA는 단말 간의 충돌을 줄이기 위해서 임의의 backoff time을 각 단말의 contention window(CW) 범위에서 결정한다. 단말은 패킷 전송 후 충돌시 윈도우 크기를 두배로 증가시키며, 성공적인 전송 후에는 윈도우 크기를 최소 CW로 감소하게 된다. 본 논문에서는 패킷의 정상적인 전송 후에 윈도우 값을 서서히 감소함으로써 현재 WLAN의 망 상태정보를 계속 활용함으로써 패킷 충돌 확률을 낮추는 알고리즘을 제안하였고, 불포화상태에서의 전송량에 대한 수학적 분석을 하였다 또한, 시뮬레이션을 통해 WLAN의 포화상태에서 전송량이 향상되었음을 보였고, 수학적 분석 결과와 시뮬레이션 결과가 일치함을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (D)
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• pp.597-601
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• 2007

본 논문에서는 휴면 지연에 의한 전송지연을 줄이는 효과적인 방법으로 staggered schedule 방식에 기반하여 동작하는 SPEED-MAC 프로토콜을 제안하고자 한다. SPEED-MAC은 이벤트 발생에 따른 정보를 발생사실과 세부정보로 나누어 각각 이벤트 공지 구간과 데이터 전송 구간에 싱크 노드로 전송함으로써 이벤트 발생 사실을 싱크 노드에게 최단시간에 전송할 수 있다. 또한 제어 패킷의 오버헤드를 줄이기 위해 이벤트 공지 구간에서 signal 패킷을 사용함으로써 데이터 패킷을 전송할 때 발생 가능한 충돌을 예측하였고 제어 패킷을 동적으로 사용하여 노드의 에너지 효율성을 추가로 개선할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 SPEED-MAC을 MICA MOTE에서 구현하였으며 기존의 MAC 프로토콜에 비하여 메시지 전송 지연시간을 대폭 단축시킬 수 있었으며 또한 저 전력을 구현할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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• pp.838-840
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• 2004

CSMA/CA를 기반으로 하고 있는 802.11 MAC 프로토콜에서는 RTS/CTS를 이용한 reservation 기법으로 medium을 공유하고 있다. 하지만 이러한 기법은 모든 노드의 송/수신 범위가 같을 때만 유효하다. 현실적으로 송/수신기와 안테나 특성, shading 효과 등으로 인하여 노드의 송/수신 범위가 달라지기 때문에 비대칭 링크가 발생하고, 이 경우 데이터 충돌이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 환경하에서 MAC 계층 패킷의 층돌을 방지하기 위해 BTS(Block-to-Send) 패킷을 도입하여 비대칭 링크 노드의 데이터 전송을 막는 기법을 제안한다.