• 한국통신학회논문지
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• 제39B권12호
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• pp.873-875
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• 2014

본 논문은 네트워크 전체의 전력 소모를 줄이기 위해 제어 패킷의 소모를 줄이는 비동기 센서 MAC 프로토콜을 설계한다. 기존 비동기 방식의 X-MAC은 너무 많은 제어 패킷을 보낸다는 단점, PW-MAC은 다중 송신자와 단일 수신자 상황에서 데이터 패킷이 충돌한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 두 프로토콜의 단점을 보완하여 수신자 기반(Receiver-Initiated)으로 동작하며, 송신자에 의해 제어 패킷을 생성하는 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 문에서 NS2를 이용한 실험의 결과를 통해 전력 소모, 전달 지연, 평균 처리량이 기존 연구에 비해 향상됨을 확인했다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3152-3165
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• 2012

Wireless sensor networks (WSN) often employ asynchronous MAC scheduling, which allows each sensor node to wake up independently without synchronizing with its neighbor nodes. However, this asynchronous scheduling may not deal with collisions due to hidden terminals effectively. Although most of the existing asynchronous protocols exploit a random back-off technique to resolve collisions, the random back-off cannot secure a receiver from potentially repetitive collisions and may lead to a substantial increase in the packet latency. In this paper, we propose a new collision resolution algorithm called Transient Coordinator (TC) for asynchronous WSN MAC protocols. TC resolves a collision on demand by ordering senders' transmissions when a receiver detects a collision. To coordinate the transmission sequence both the receiver and the collided senders perform handshaking to collect the information and to derive a collision-free transmission sequence, which enables each sender to exclusively access the channel. According to the simulation results, our scheme can improve the average per-node throughput by up to 19.4% while it also reduces unnecessary energy consumption due to repetitive collisions by as much as 91.1% compared to the conventional asynchronous MAC protocols. This demonstrates that TC is more efficient in terms of performance, resource utilization, and energy compared to the random back-off scheme in dealing with collisions for asynchronous WSN MAC scheduling.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1604-1617
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• 2014

This paper proposes RIX-MAC (Receiver-Initiated X-MAC), a new energy-efficient MAC protocol based on an asynchronous duty cycling. RIX-MAC improves energy efficiency through utilizing short preambles and adopting the receiver-initiated approach, where RIX-MAC minimizes sender nodes' energy consumption by enabling transmitters to predict receiver nodes' wake-up times. It also reduces receiver nodes' energy consumption by decreasing the number of control frames. We use the network simulator to evaluate RIX-MAC's performance. Compared to the prior asynchronous duty cycling approaches of X-MAC and PW-MAC, the proposed protocol shows a remarkable improvement in energy-efficiency and end-to-end delay.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권5호
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• pp.950-956
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• 2015

본 논문에서는 선박 및 실내 Seamless N-스크린 서비스를 위한 무선 통신 MAC 구조로서, WiMedia Distributed-MAC (D-MAC) 프로토콜을 적용하고, Seamless D-MAC 프로토콜에서 P2P 스트리밍이 가능한 OSMU (One Source Multi Use) N-스크린 서비스를 제공하기 위해, 비동기 트래픽 멀티홉 전송 기술(Asynchronous Traffic Multi-Hop Transmission : ATMT)을 제안하고 성능을 분석하였다. 센서장비에 장착되는 무선통신 모듈은 선내 통합유무선 네트워크와의 원활한 연결을 위하여 무선 게이트웨이 기능을 수행하는 WiMedia ATMT D-MAC 브릿지를 통해 데이터가 전송된다. 이를 위해 WiMedia 비동기 트래픽을 위한 타임 슬롯 할당 기술과 Multi-hop 자원 예약기술을 결합하여 각 기술에 대해 성능을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 통해, 비동기 트래픽 멀티홉 전송 기술은 비동기식 N-스크린 데이터 전송에 있어, 기존 D-MAC 방식보다 향상된 지연시간 및 수율 성능을 나타내었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.567-572
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• 2016

N-screen is an emerging technology to support multimedia multicasting, content sharing and content mobility. N-screen service providers should obtain the technology that provides the highest quality content seamlessly. Distributed nature of WiMedia distributed-MAC protocol can provide full mobility support, and achieves seamless medium access method in contrast to IEEE 802.15.3. So, in this paper, WiMedia distributed-MAC protocol is adopted and an asynchronous multicast transmission (AMT) technology is proposed to enhance performance of seamless N-screen wireless service based on distributed-MAC. The ACK frame transmissions are not required for multicast transmissions. By using this property in AMT, if a device is a multicast receiver, its reserved time slots can be reserved by the other devices with 1-hop distance. Furthermore, each N-screen device broadcasts and shares the information including an order in asynchronous traffic reservations to reduce conflicts in determining the transmission order of asynchronous N-screen packets. Therefore, AMT scheme expands the number of time slots available and throughputs for multicast and asynchronous traffic reservations when comparing with the distributed-MAC standard system. N-screen communications based on distributed-MAC with the proposed AMT shows a new framework for realizing N-screen wireless service with the full content mobility.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1423-1430
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• 2016

무선 센서 네트워크의 MAC 프로토콜에 관한 연구는 동기식 MAC 프로토콜과 비동기식 MAC 프로토콜로 구분되어 활발한 연구가 진행되어 왔다. 특히, 비동기식 MAC 프로토콜은 각 노드들이 독립적인 Duty Cycle로 동작하기 때문에 송수신자 간의 동기를 맞추기 위한 알고리즘 연구가 필수적이다. 대표적으로 수신자 주도의 (Receiver-Initiated) MAC 프로토콜은 각 노드가 Wakeup 하자마자 전송하는 Beacon을 이용하여 송수신자 간의 동기를 맞추는 알고리즘이다. 하지만, 송신자가 언제 전송될지 모르는 수신자의 Beacon을 기다리면서 불필요한 에너지 소모가 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 송수신자 사이의 최적의 중간 노드를 선정하여 성능을 향상시키는 MAC 프로토콜을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 기존의 알고리즘 보다 에너지 효율을 향상시키고 전송 지연 시간이 감소되는 결과를 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.23-28
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• 2023

무선 스마트 유틸리티 네트워크 통신시스템에서는 비동기 저전력 MAC이 IEEE 802.15.4e에 의해 표준화되어 사용되고 있다. RIT(Receiver Initiated Transmission)라고 불리는 비동기 방식 MAC은 체크인터벌(RIT period)에 따라 지연시간과 전력소모가 크게 영향을 받는 특성이 있다. 체크인터벌 마다 수면에서 깨어나 자신이 수신할 데이터가 있는지 확인함으로써, 수신단 전력 소모는 획기적으로 줄일 수 있지만 송신단에서는 과도한 웨이크업 시퀀스(wakeup sequence)로 전력소모가 발생하는 단점을 가진다. 체크 인터벌을 짧게하여 과도한 웨이크업 시퀀스를 줄이면 너무 빈번한 웨이크업으로 수신단 전력 소모가 많아지게 된다. RIT 비동기식 MAC 기법에서 트래픽 부하와 체크인터벌의 운용에 따른 전력소모 성능을 분석하여 Wi-SUN 구축시 적용코자 한다.

• 대한산업공학회지
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• 제35권4호
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• pp.248-256
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• 2009

In this paper, under saturated traffic condition in a single-hop wireless sensor network, we present an analytic model that evaluates the performance of asynchronous MAC protocol which uses a preamble technique. Our model considers the impact of several important factors such as sleep cycle, the backoff mechanism and the number of contending nodes. After obtaining the cumulative backoff time of a sending node and expected delay of a receiving node, an iterative algorithm is presented for calculating the performance measures such as expected energy consumption usage per packet and latency. Simulation results show that the proposed analytic model can accurately estimate the performance measures under saturated traffic conditions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3563-3570
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 에너지 소비를 줄이기 위한 MAC 프로토콜의 연구가 진행되어 왔다. 비동기 MAC Protocol에서 Preamble의 Overhearing과 Idle listening으로 인해 불필요한 에너지가 소모 된다. 본 논문에서는 Preamble 구조에서 목적지 주소와 Preamble의 종료 시간, 전송될 데이터 길이 정보를 포함하여 Preamble Overhearing과 Data Overhearing을 감소시키고 Data의 발생 유무에 따라 Dynamic 값을 변경하여 Check Interval의 길이를 조절하는 DPL(Dynamic Preamble Length)-MAC 프로토콜을 제안하였다. 그리고 기존의 비동기 방식의 무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜들과 본 논문에서 제안한 DPL-MAC 프로토콜을 시뮬레이션 하여 에너지 소모를 비교 분석하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권1호
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• pp.70-77
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• 2008

무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜에서 에너지 효율성은 가장 중요한 이슈들 중 하나이다. 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 비동기 방식의 무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜은 동기를 맞추기 위한 프로토콜 절차가 없기 때문에 프로토콜을 유지하기 위하여 사용하는 에너지 소모가 적다. 그러나 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 노드들은 동기를 맞추지 않고 각각 다른 시간에 깨어나서 자신에게 전송되는 데이터가 있는지 확인하기 때문에, 프리엠블 오버히어링이나 데이터 오버히어링이 발생하기 쉽다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 수신노드식별자와 페이로드의 길이정보를 수납한 짧은 프리앰블을 사용함으로써 주변노드의 오버히어링을 감소시킨 B-MAC++를 제안하였다. 그리고 기존의 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 비동기 방식의 무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜들과 제안한 B-MAC++를 모의실험을 통하여 에너지소모 관점에서 평가 비교분석 하였다.