• Journal of Communications and Networks
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• 제6권4호
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• pp.376-386
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• 2004

In ad hoc networks, loss-based congestion window progression by the traditional means of duplicate ACKs and timeouts causes high network buffer utilization due to large bursts of data, thereby degrading network bandwidth utilization. Moreover, network-oriented feedbacks to handle route disconnection events may impair packet forwarding capability by adding to MAC layer congestion and also dissipate considerable network resources at reluctant intermediate nodes. Here, we propose a new TCP scheme that does not require the participation of intermediate nodes. It is a purely end-to-end scheme using TCP timestamps to deduce link conditions. It also eliminates spurious reductions of the transmission window in cases of timeouts and fast retransmits. The scheme incorporates a receiver-oriented rate controller (rater), and a congestion window delimiter for the 802.11 MAC protocol. In addition, the transient nature of medium availability due to medium contention during the connection time is addressed by a freezing timer (freezer) at the receiver, which freezes the sender whenever heavy contention is perceived. Finally, the sender-end is modified to comply with the receiver-end enhancements, as an optional deployment. Simulation studies show that our modification of TCP for ad hoc networks offers outstanding performance in terms of goodput, as well as throughput.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권12A호
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• pp.1189-1197
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• 2006

Ultra-wideband(UWB) is a killer technology for short-range wireless communications. In the past, most of the UWB research focused on physical layer but the unique characteristics of UWB make it different to design the upper layer protocols than conventional narrow band systems. Cross-layer protocols have received high attention for UWB networks. In this paper, we investigate the performance of two physical layer schemes: Time Hopping Binary Pulse Position Modulation(TH-BPPM) and Time Hopping Binary Pulse Amplitude Modulation (TH-BPAM) with proposed private MAC protocol for UWB ad-hoc networks. From pulse level to packet level simulation is done in network simulator ns-2 with realistic network environments for varying traffic load, mobility and network density. Our simulation result shows TH-BPAM outperforms TH-BPPM in high traffic load, mobility and dense network cases but in a low traffic load case identical performance is achieved.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.1026-1031
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• 2022

인지무선 에드혹 네트워크 (CRAHN : Cognitive Radio Ad-Hoc Networks)는 무선 서비스의 증가에 따른 주파수 자원부족을 극복할 수 있는 네트워크 기술이다. CRANH에서 주 사용자에 대한 간섭을 회피하기 위해 유휴채널을 확인하는 채널센싱이 필요하며, 주 사용자 출현시 빠른 유휴 채널선택을 통해 핸드오버로 인한 시간지연을 최소화 해야한다. 본 연구에서는 강화학습을 이용하여 CRANH에서 부 사용자의 채널 센싱의 대상을 축소하고 유휴채널의 가능성이 높은 채널을 우선적으로 센싱하도록함으로써 전송효율을 개선하였다. 또한 주기적인 센싱을 수행하지 않고 데이터의 전송시점에 채널을 센싱함으로써 센싱시점과 데이터 전송시점간의 차이로 인한 주 사용자와의 충돌가능성을 최소화할 수 있는 멀티채널 매체접근제어(MAC: Medium Access Control) 프로토콜을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 성능을 분석하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.619-620
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• 2011

MAC 프레임 결합 기법은 다수의 MPDU (MAC protocol data units)를 하나의 PPDU (PHY protocol data units)로 결합시켜 네트워크의 데이터 전송 효율을 높이는 방법이다. 본 논문에서는 프레임 결합 기법이 애드혹 네트워크에서 TCP 성능에 미치는 영향을 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권11B호
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• pp.1685-1695
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• 2010

본 논문에서는 IEEE 802.11 기반의 군 전술 네트워크에서 신뢰성을 보장하면서 망 생존성 향상을 위해 저피탐 성능을 향상시킬 수 있는 멀티캐스팅 MAC 프로토콜을 제안한다. RTS-CTS 기법을 사용하는 IEEE 802.11 기반의 멀티캐스팅 MAC에서는 신뢰성을 보장하기 위해 송신측이 보낸 RTS와 DATA의 수신 확인을 위한 모든든 수신단말의 CTS와 ACK가 보내져야 한다. 제안하는 프로토콜에서는 연속적인 CTS와 ACK 대신 MC-DS/CDMA 기술을 이용하여 병렬적인 CTS와 ACK를 전송함으로써 전송 오버헤드를 낮출 수 있다. 또한 이 기법을 적이 아군의 신호를 탐지하려고 시도하는 전술환경에 적용시 코드를 통해 전송 파워를 제어함으로써 확산 이득을 통해 송신 단말은 다수의 수신 단말로부터 전송된 신호를 받을 수 있지만, 적 검파기에는 탐지 확률이 낮아짐으로 인해 저피탐 성능 역시 얻을 수 있는 장점이 있다. 제안하는 기법은 IEEE 802.11a 기반 시뮬레이션을 통해 기존에 연속적으로 CTS와 ACK를 전송하는 신뢰성 있는 멀티캐스팅 MAC 프로토콜보다 시스템 처리량, 메시지 전송 지연시간 저피탐 성능에서 신뢰성을 유지하면서 효율성과 생존성을 동시에 높일 수 있음을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권6A호
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• pp.577-584
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• 2010

본 논문에서는 열악한 무선채널 환경에서 시스템 처리량을 개선시킬 수 있는 협력통신용 MAC 프로토콜을 제안하고, 컴퓨터 모의실험을 통해서 성능평가를 수행하였다. 성능평가 척도로는 시스템 처리량과 평균지연시간을 사용하였으며, 성능평가 결과를 통해서 본 논문에서 제안한 기법이 기존 rDCF 기법과 비교할 때 시스템 처리량 측면에서 24% 정도 증가함을 확인할 수 있었다. 한편 평균지연시간 측면에서는 본 논문에서 제안한 기법이 단말기 수가 상대적으로 작을 경우에는 우수하지만, 단말기 수가 상대적으로 클 경우에는 미세하지만 열악한 것을 알 수 있었다. 그 이유는 단말기 수가 상대적으로 클 경우에는 채널경쟁에 의해 시스템 성능이 좌우되며, 본 논문에서 제안한 기법의 경우는 각 노드에서 수행하는 재전송 절차 때문에 CRTS 프레임을 전송한 후 설정하는 재전송 타이머의 설정시간이 기존 방식보다 큼에 기인한다. 그러나 버퍼 내 큐잉지연시간까지 고려하면 전체적인 시스템 지연시간은 rDCF 기법에 비해 감소할 것으로 예상된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.54-57
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• 2010

차량 에드혹 네트워크는 ITS의 핵심 기술로써 V2V 통신과 V2I 통신을 활용하여 도로 상에서 운전자 및 승객에게 안전 서비스와 정보 서비스를 제공한다. 대표적인 차량 에드혹 네트워크의 표준인 WAVE는 IEEE 802.11p에서 정의하는 MAC 프로토콜을 사용하고 다수의 채널들을 활용하기 위한 채널 코디네이션 알고리즘을 포함하고 있지만, 운전자의 안전을 위한 긴급 데이터의 QoS 보장에 문제가 있으며, 일반 인포테인먼트 데이터의 경우 성능향상에 한계를 보이고 있다. 본 논문에서는 위의 문제를 해결하기 위해서 지금까지 제안된 WAVE 기반 멀티채널 MAC 프로토콜의 동작원리를 소개하고 특징들을 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권10호
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• pp.79-89
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• 2006

TCP는 신뢰성을 보장하는 전송 프로토콜로서 인터넷 등에서 가장 널리 사용되고 있는 전송 방식이다. 하지만 TCP는 유선망에 적합하도록 설계되었기 때문에 무선망에서 TCP를 사용할 경우 성능 저하가 발생된다. TCP의 성능 저하 원인으로는 MAC 계층에서의 무선 매체 경쟁, hidden-terminal 문제와 exposed terminal 문제, 링크 계층에서의 패킷 손실, 불공정성의 문제들과 노드의 이동에 의한 경로 단절시 발생되는 패킷 순서 바뀜 문제와 경로의 단절로 인한 재전송 타이머의 exponential backoff에 의한 대역폭의 낭비 등이 있다. 특히 이동 ad-hoc 망에서는 전송 범위(transmission range)와 간섭범위(interference range)의 불일치로 인해 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 동시에 전송할 수 있는 노드의 수가 제한되며 이로 인해 성능저하가 크게 발생된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 이동 ad-hoc 망에서 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 노드가 전송을 하지 못하고 CW(contention window)만 크게 증가되는 문제를 해결하기 위한 MAC 알고리즘을 제안한다. 기존의 802.11 MAC의 DCF(distributed coordination function)에서는 전송에 실패할 경우 CW를 지수적으로 증가시키지만 본 논문에서 제안하는 기법은 노드가 전송 실패를 하였을 경우 그 원인에 따라 CW를 적절하게 변화시킴으로 성능 향상을 얻을 수 있다. 이 기법을 사용하면 hidden terminal에 의해 전송을 실패하는 노드에게 공정한 전송 기회를 부여함으로써 TCP 성능 향상을 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권5호
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• pp.421-427
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• 2011

Problems encountered in IEEE 802.11 medium access control (MAC) design are interferences from neighboring or hidden nodes and collision from simultaneous transmissions within the same contention floors. This paper presents the selective decoding schemes in MAC protocol for multiple input multiple output ad-hoc networks. It is able to mitigate interferences by using a developed minimum mean-squared error technique. This interference mitigation combined with the maximum likelihood decoding schemes for the Alamouti coding enables the receiver to decode and differentiate the desired data streams from co-channel data streams. As a result, it allows a pair of simultaneous transmissions to the same or different nodes which yields the network utilization increase. Moreover, the presented three decoding schemes and time line operations are optimally selected corresponding to the transmission demand of neighboring nodes to avoid collision. The selection is determined by the number of request to send (RTS) packets and the type of clear to send packets. Both theoretical channel capacity and simulation results show that the proposed selective decoding scheme MAC protocol outperforms the mitigation interference using multiple antennas and the parallel RTS processing protocols for the cases of (1) single data stream and (2) two independent data streams which are simultaneously transmitted by two independent transmitters.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권4호
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• pp.525-536
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• 2005

In an IP-based network, automated dynamic assignment of IP addresses is preferable. In most wired networks, a node relies on a centralized server by using dynamic host configuration protocol (DHCP) to obtain a dynamic IP address. However, the DHCP­based approach cannot be employed in a mobile ad hoc network (MANET) due to the uncertainty of any centralized DHCP server. That is, a MANET may become partitioned due to host mobility. Therefore, there is no guarantee to access a DHCP server. A general approach to address this issue is to allow a mobile host to pick a tentative address randomly, and then use duplicate address resolution (DAR) protocol to resolve any duplicate addresses. In this paper, an innovative distributed dynamic host configuration protocol designed to configure nodes in MANET is presented. The proposed protocol not only can detect the duplicate address, but also can resolve the problem caused by duplicate address. It shows that the proposed protocol works correctly and is more universal than earlier approaches. An enhanced version of DAR scheme is also proposed in this paper to solve the situation of duplicate MAC address. The new and innovative approach proposed in this paper can make the nodes in MANET provide services to other networks and avoid packets from being delivered to incorrect destinations.