• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.341-357
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• 2010

Forward Error Correction (FEC) techniques have been adopted to overcome packet losses and to improve the quality of video delivery. The efficiency of the FEC has been significantly compromised, however, due to the characteristics of the wireless channel such as burst packet loss, channel fluctuation and lack of Quality of Service (QoS) support. We propose herein an Adaptive Cross-layer FEC mechanism (ACFEC) to enhance the quality of video streaming over 802.11 WLANs. Under the conventional approaches, FEC functions are implemented on the application layer, and required feedback information to calculate redundancy rates. Our proposed ACFEC mechanism, however, leverages the functionalities of different network layers. The Automatic Repeat reQuest (ARQ) function on the Media Access Control (MAC) layer can detect packet losses. Through cooperation with the User Datagram Protocol (UDP), the redundancy rates are adaptively controlled based on the packet loss information. The experiment results demonstrate that the ACFEC mechanism is able to adaptively adjust and control the redundancy rates and, thereby, to overcome both of temporary and persistent channel fluctuations. Consequently, the proposed mechanism, under various network conditions, performs better in recovery than the conventional methods, while generating a much less volume of redundant traffic.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9A호
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• pp.856-867
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• 2006

This paper proposes a new algorithm for opportunistic scheduling that take advantage of both multiuser diversity and power control. Motivated by the multicast RTS and priority-based CTS mechanism of OSMA protocol, we propose an opportunistic packet scheduling with power control scheme based on IEEE 802.11 MAC protocol. The scheduling scheme chooses the best candidate receiver for transmission by considering the SINR at the nodes. This mechanism ensures that the transmission would be successful. The power control algorithm on the other hand, helps reduce interference between links and could maximize spatial reuse of the bandwidth. We then formulate a convex optimization problem for minimizing power consumption and maximizing net utility of the system. We showed that if a transmission power vector satisfying the maximum transmission power and SINR constraints of all nodes exist, then there exists an optimal solution that minimizes overall transmission power and maximizes utility of the system.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.97-105
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• 2010

본 논문에서는 IEEE 802.11 기반의 네트워크에서 긴급 메시지 전송을 위한 효율적인 매체 접근 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 기법의 주요한 특징은 다음과 같다. 첫째, 매체 접근에 있어서 높은 우선순위를 할당받기 위해 표준화 문서에서 정의한 것보다 짧은 기간의 프레임 간격을 갖는다. 둘째, 지수적으로 증가하는 백오프 윈도우가 아닌, 고정된 크기의 윈도우를 사용한다. 제안된 기법의 성능평가는 시뮬레이션을 통하여 이루어졌으며, 평가를 위한 비교대상은 표준화 문서에서 정의한 기법을 사용하는 노드이다. 성능평가 결과, 제안된 기법을 사용하는 노드는 경쟁에 참여하는 노드 수가 늘어남에 따라 기존의 기법을 사용하는 노드와 비교하여 보다 적은 매체 접근 지연시간을 갖는다. 또한 지연시간의 감소로 인하여 동일한 크기의 데이터를 전송하기 위한 시간이 줄어듦으로 처리량에서도 향상을 가져왔다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제16권2호
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• pp.160-168
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• 2013

In tactical environment, tactical wireless networks are generally comprised of Tactical MANETs(T-MANETs) or Tactical WMNs(T-WMNs). The most important services in tactical network are voice and low rate data such as command control and situation awareness. These data should be forwarded via multi-hop in tactical wireless networks. Urgent and mission-critical data should be protected in this environment, so QoS(Quality of Service) must be guaranteed for specific type of traffic for satisfying the requirement of a user. In IEEE 802.11s, TDMA-based MAC protocol, MCCA(MCF Controlled Channel Access), has a function of resource reservation. But 802.11s protocol can not guarantee the end-to-end QoS, because it only supports reservation with neighbors. In this paper, we propose the routing protocol, R-HWMP(Reservation-based HWMP) which has the resource reservation to support the end-to-end QoS. The proposed protocol can reserve the channel slots and find optimal path in T-WMNs. We analyzed the performance of the proposed protocol and showed that end-to-end QoS is guaranteed using NS-2 simulation.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권3B호
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• pp.165-173
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• 2012

본 연구에서는 IEEE 802.11을 기반으로 하는 무선 차량 네트워크에서 위험 경고메시지를 효과적으로 전송하기 위한 Backoff 방안을 제안한다. 차량 간 통신인 IEEE 802.11은 위험 경고메시지를 보낼 때 다중 홉 방식을 사용하고, 다중접속방안으로 CSMA/CA를 적용하므로 차량이 밀집될수록 메시지 전송 충돌 확률이 증가한다. 따라서 위험 경고메시지 전송이 시간 지연될 가능성이 높다. 또한, 배경 트래픽이 있을 경우, 위험 경고메시지가 우선 전송이 되어야 한다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 위험 경고메시지 전송차량과 수신차량의 위치에 따라 다른 난수발생범위를 갖는 거리 기반 백오프 방안 (DDAB: Distance-Dependent Adaptive Backoff)을 제안한다. DDAB는 배경 트래픽과 경쟁하는 영역의 차량들은 작은 난수발생범위로 설정하여 배경 트래픽보다 전송 우선순위를 높이고, 같은 위험 경고메시지 간 경쟁이 빈번한 영역의 차량들은 큰 난수발생범위를 갖도록 하여 위험 경고메시지간의 충돌을 줄인다. 실험을 통해 기존의 Backoff 방안과 비교하였으며, DDAB 방안을 적용한 경우 기존의 방안을 적용했을 때보다 성능 향상됨을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권6호
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• pp.1098-1115
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• 2010

An inseparable challenge associated with every random access network is the design of an efficient Collision Resolution Algorithm (CRA), since collisions cannot be completely avoided in such network. To maximize the collision resolution efficiency of a popular CRA, namely Binary Exponential Backoff (BEB), we propose a reactive backoff algorithm. The proposed backoff algorithm is reactive in the sense that it updates the contention window based on the previously selected backoff value in the failed contention stage to avoid a typical type of collision, referred as cross-collision. Cross-collision would occur if the contention slot pointed by the currently selected backoff value appeared to be present in the overlapped portion of the adjacent (the previous and the current) windows. The proposed reactive algorithm contributes to significant performance improvements in the network since it offers a supplementary feature of Cross Collision Exclusion (XCE) and also retains the legacy collision mitigation features. We formulate a Markovian model to emulate the characteristics of the proposed algorithm. Based on the solution of the model, we then estimate the throughput and delay performances of WLAN following the signaling mechanisms of the Distributed Coordination Function (DCF) considering IEEE 802.11b system parameters. We validate the accuracy of the analytical performance estimation framework by comparing the analytically obtained results with the results that we obtain from the simulation experiments performed in ns-2. Through the rigorous analysis, based on the validated model, we show that the proposed reactive cross collision exclusionary backoff algorithm significantly enhances the throughput and reduces the average packet delay in the network.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권4호
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• pp.17-27
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• 2007

IEEE 802.11e의 EDCA (Enhanced Distributed Channel Access)는 무선 랜에서의 QoS(Quality of Service)를 지원하기 위해 표준화되었다. EDCA는 낮은 우선순위 트래픽의 채널 접근 확률을 낮춤으로써 높은 우선순위 트래픽에 QoS를 제공한다. 이는 높은 우선순위 트래픽에 대한 확정된(Deterministic) 우선순위를 제공하는 것이 아니라 통계적인(Statistical) 우선순위를 제공한다. 그러므로 낮은 우선 순위트래픽은 높은 우선순위 트래픽의 성능에 계속 영향을 미친다. 결과적으로 높은 채널 트래픽 환경에서 EDCA는 음성이나 비디오와 같은 멀티미디어 응용에 QoS를 보장하지 못한다. 본 논문에서는 EDCA 메커니즘의 QoS 성능을 향상시키기 위해 DPCA(Deterministic Priority Channel Access) 방법을 제안한다. 멀티미디어 응용에 보장된 우선순위 채널 접근을 제공하기 위해 제안된 방법은 높은 우선순위 트래픽이 전송할 패킷을 가지고 있을 때 낮은 우선순위 트래픽의 전송을 제한하기 위해 비지톤(Busy Tone)을 사용한다. 제안된 방법의 성능을 수학적 분석과 시뮬레이션을 통해 EDCA와 비교 분석한다. 성능 비교 분석 결과, 제안된 방법이 다양한 경쟁 수준 환경에서 EDCA보다 더 좋은 효율과 지연, 폐기율 등을 가짐을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제31권3호
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• pp.327-334
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• 2004

본 논문에서는 다중 홉 무선 애드 혹 망의 성능향상을 위한 MAC 프로토콜의 개선 안을 제시한다. 무선 애드 흑 망의 노드는 매체가 가능할 때만 패킷을 전송할 수 있으며, 패킷이 전송되고 있는 중에 송신 노드의 전송파 감지 범위(carrier sensing range)에 속하는 노드들은 패킷을 전송할 수 없다. 전송파 감지 범위는 전송 범위(transmission range)와 전송파 감지 영역(carrier sensing zone)으로 나뉠 수 가 있으며(9), 본 논문에서는 노드가 전송파 감지 영역에 속해있을 때 프로토콜 동작의 중요성에 초점을 맞추고 있다. 전송파 감지 영역에 속하는 노드는 현재 진행되고 있는 전송 세션의 종료 시점이나 매체가 가능해지는 시점을 알 수 없다는 특징이 있다. 현재의 MAC 프로토콜은 노드가 전송 범위에 속해 있을 때와 전송파 감지 영역에 속해 있을 때의 동작이 크게 다르지 않다. 성능 개선을 위해 다양한 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션의 결과를 통해 충돌이 반 이상 감소하여, 손실되는 패킷의 수가 줄고 성능이 향상되었음을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권2호
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• pp.218-226
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• 2016

Coordination among users is an inevitable but time-consuming operation in wireless networks. It severely limit the system performance when the data rate is high. We present FC-MAC, a novel MAC protocol that can complete a contention within one contention slot over a joint frequency-code domain. When a node takes part in the contention, it generates randomly a contention vector (CV), which is a binary sequence of length equal to the number of available orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) subcarriers. In FC-MAC, different user is assigned with a distinct signature (i.e., PN sequence). A node sends the signature at specific subcarriers and uses the sequence of the ON/OFF states of all subcarriers to indicate the chosen CV. Meanwhile, every node uses the redundant antennas to detect the CVs of other nodes. The node with the minimum CV becomes the winner. The experimental results show that, the collision probability of FC-MAC is as low as 0.05% when the network has 100 nodes. In comparison with IEEE 802.11, contention time is reduced by 50-80% and the throughput gain is up to 200%.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.11-19
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• 2010

ZigBee는 WPAN(Wireless Personal Area Networks)을 위해 IEEE 802.15.4 표준에 근거하여 저비용, 저전력 소모를 위해 만들어진 표준이다. ZigBee 표준에서 라우팅을 위해 AODV(Ad-hoc On-Demand Distance Vector)와 트리 라우팅(Tree Routing) 두 가지 방법이 제시되었다. 트리 라우팅은 IEEE 802.15.4 MAC 계층의 토폴로지 형성 과정 동안에 만들어진 부모-자식 관계에 근거하여 센서 노드로부터 싱크 노드(Sink node)로 데이터를 전송한다. 이 방법에서 새로운 노드가 네트워크에 가입하기 위해 RSSI(Received signal strength indicator) 신호가 가장 강한 노드를 부모 노드로 선택한다. 그러므로 트래픽 분산이 이루어지지 않아 일부 노드는 많은 트래픽 양을 전달하게 되고 에너지는 빠르게 고갈된다. 본 논문에서는 트래픽 분산을 위해 링크 품질과 트래픽 양 정보를 이용하는 새로운 메트릭(Metric)을 제시한다. 제안되는 방법은 RSSI 신호 세기를 사용하는 대신에 새롭게 제안된 메트릭을 사용하여 부모 노드를 선택하여 네트워크에 가입한다. TinyOS TOSSIM(TinyOS mote SIMulator) 환경에서 시험을 통하여 제안한 방법이 기존 트리 라우팅 방법에 비해 우수한 성능을 가짐을 알 수 있다.