• 인터넷정보학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.19-31
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• 2014

이 논문에서는 IEEE 802.15.4 노드들이 WiFi 트래픽의 간섭을 피해 새로운 채널에서 동작하기 위해 다수의 IEEE 802.15.4 채널들에 대한 병렬적인 백오프지연과정과 WiFi 트래픽의 주파수 스펙트럼을 고려한 채널탐색방법에 연구되었다. WiFi 트래픽에 의해 점유되는 채널들을 탐색하기 위해, 인접한 채널들에 대한 전력을 동시에 측정하는 방법, 기준보다 큰 채널전력의 지속시간을 확인하는 방법, RSSI 샘플 데이터에 대한 신호처리로 비콘 프레임과 같은 주기성을 찾는 방법에 대해 분석되었다. IEEE 802.11 네트워크와 중첩된 무선채널에서 IEEE 802.15.4 노드들의 CSMA-CA 알고리즘의 동작에 대해서 설명하였다. 하나의 IEEE 802.15.4 장치로 다수의 IEEE 802.15.4 채널에 대해 병렬적으로 백오프지연과정을 수행하는 방법을 그 알고리즘의 설명과 함께 제안하였다. 제안된 방법이 구현된 실험시스템으로 측정된 데이터를 분석할 때, WiFi 트래픽이 발생될 때 이와 연관된 다수의 인접한 IEEE 802.15.4 채널에서 매체접근지연시간이 동시에 증가하는 것으로 관찰되었다. IEEE 802.15.4의 채널에서 다른 트래픽에 의한 간섭을 판단하기 위한 채널평가함수를 정의하였다. WiFi에 의해 간섭을 받는 IEEE 802.15.4 채널들을 탐색하기 위해 인접채널들에 대한 채널평가를 함께 고려하는 채널탐색방법을 제시하였고 실험결과는 WiFi에 의해 간섭이 일어나는 채널들을 올바르게 찾는 특성을 보인다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권4호
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• pp.46-55
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• 2009

RFID 환경에서 근접한 거리에 위치한 리더들이 동시에 동일 채널 또는 인접 채널을 사용할 경우 리더들 간 간섭을 일으키게 되는데 이를 리더 충돌이라 한다. 리더 충돌로 인해 리더의 명령이 태그에게 전송되지 않거나, 리더에 대해 태그가 응답할 수 없게 된다. 리더 충돌을 줄이기 위해 리더 충돌 방지 기법에 관한 연구가 이루어지고 있으며, ETSI에서는 다중 채널 환경에서 Listen-Before-Talk(LBT) 방식을 제안하고 있다. 그러나 이 방식에서는 채널 상황에 대한 고려 없이 채널을 임의로 선택하고, 채널 호핑을 수행한다. 또한, 채널을 점유하기 위해 여러 리더가 기다리는 경우 동시에 채널 상태를 확인하게 되어 리더 충돌을 효과적으로 줄이지 못한다. 본 논문에서는 다중 채널 환경을 고려한 LBT 방식을 기반으로 하되, 위 단점들을 보안한 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 채널 센싱 랜덤 백오프를 사용하고, 효율적인 채널 호핑을 위해 채널 혼잡을 추정하는 기법을 제안하여 채널 호핑 여부를 판단한다. OPNET시뮬레이터를 통해 희소 리더 환경 및 밀집 리더 환경에서 제안하는 알고리즘의 우수성을 확인하고 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.388-394
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• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.11 WLAN(Wireless LAN)의 MAC(Medium Access Control)인 DCF(Distributed Coordination Function)의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하고 이를 시뮬레이션으로 분석한다. IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터 전송을 제어하기 위한 방법으로 DCF와 PCF(Point Coordination Function)를 사용하며, DCF의 경우 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)를 기반으로 한다. 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 전송 후에는 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.

• 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.

• 전기학회논문지
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• 제65권12호
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• pp.2159-2166
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• 2016

In the IEEE 802.11 DCF (Distributed Coordination Function) protocol, the binary exponential backoff algorithm is used to avoid data collisions. However, as the number of stations increases of, the collision probability tends to grow and the overall network performance is reduced. To solve this problem, this paper proposes a data transmission scheme based on the channel reservation method. In the proposed scheme, channel time is divided into reservation period and contention period. During the reservation period, stations succeeded in channel reservation transmit their own data packets in sequence without contention. During the contention period, each station sends its data packets through contentions as in DCF. During both the reservation period and the contention period, each station sends a request for channel reservation for the next reservation period to an AP (Access Point). After receiving such a channel reservation request from each station, the AP decides whether the reservation is succeeded and sends the result via a beacon frame to each station. Performance of the proposed scheme is analyzed through simulations. The simulation results show that the proposed scheme tends to reduce the collision probability of DCF and to improve the overall network performance.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.249-257
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• 2005

CSMA/CA 프로토콜에 기반을 둔 DCF를 사용하여 공유 전송 매체 접근을 제어하는 IEEE 802.11 프로토콜은 현재 가장 많이 사용되고 있는 무선 랜 표준이다. 본 논문에서는 이러한 802.11 무선 랜에서 유한 트래픽 조건과 최종 백오프 단계에서 전송에 실패한 패킷에 대한 손실을 가정하여 스테이션의 상태에 대한 마코프 모델을 제안하고 임의의 시점에서의 전송 확률을 구하는 알고리즘과 채널 전송 처리 방법을 유도한다. 또한 시뮬레이션을 통하여 모델을 검증하고, 패킷 손실이 없는 경우와 성능을 비교한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4825-4847
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• 2016

In this paper, we focus on the per-flow throughput analysis of IEEE 802.11 multi-hop ad hoc networks. The importance of an accurate saturation throughput model lies in establishing the theoretical foundation for effective protocol performance improvements. We argue that the challenge in modeling the per-flow throughput in IEEE 802.11 multi-hop ad hoc networks lies in the analysis of the freezing process and probability of collisions. We first classify collisions occurring in the whole transmission process into instantaneous collisions and persistent collisions. Then we present a four-dimensional Markov chain model based on the notion of the fixed length channel slot to model the Binary Exponential Backoff (BEB) algorithm performed by a tagged node. We further adopt a continuous time Markov model to analyze the freezing process. Through an iterative way, we derive the per-flow throughput of the network. Finally, we validate the accuracy of our model by comparing the analytical results with that obtained by simulations.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권1호`
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• pp.39-47
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• 2005

고속 데이터 전송에 대한 요구가 높아질수록 고속 처리에 대한 요구가 증가하게 되고, 그 결과 통신 시스템에서 하드웨어 구현의 범위가 더 확장되고 있다. 본 논문에서 고려하는 802.16 표준을 기반으로 설계된 BWA 시스템에서는 전송할 MAC PDU를 생성하기 위해 필요한 정의를 생성하는 MAC 계층의 상위부는 소프트웨어에 의해 처리하고, 이 정보를 받아서 MAC PDU를 생성하는 단계부터 실제 전송이 이루어지는 모뎀은 하드웨어에 의해 구현한다. 본 논문에서는 MAC과 PHY 계층 간의 효율적인 메시지 전달을 수행하는 인터페이스 하드웨어를 설계한다. 이 회로는 전송수렴 부계층(transmission convergence sublayer; TC)을 포함한 다음의 기능을 수행한다. (1) MAC PDU(protocol data unit)와 TC PDU 간의 포맷팅, (2) RS 부호화 또는 복호화, (3) DL MAP과 UL MAP을 해석하여 전송 슬롯과 버스트 프로파일의 변조 기법에 맞추어 상향 링크와 하향 링크의 트래픽을 제어하고, 모뎀에 그 정보에 대한 제어 신호를 제공하는 기능을 수행한다. 이외에도 가입자국에는 경쟁 방식의 메시지 전송시 충돌을 피하기 위해 TBEB(truncated binary exponential backoff) 알고리즘을 수행하는 블록이 포함된다. 이상의 모든 기능들을 수행하는 VLSI 구조를 VHDL에 의해 구현 및 검증하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제29권4호
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• pp.447-458
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• 2002

본 연구에서는 무선 인터넷 서비스를 위한 전송계층 프로토콜인 TCP, T/TCP와 WTP의 특징을 비교.분석한다. 우선 무선구간에 가장 적합한 WTP를 제한된 자원을 가진 무선 단말기상에 탑재하기 용이하도록 코루틴 모델을 기반으로 하나의 쓰레드로 구현하고 이를 Nokia, Kannel 그리고, WinWAP 의 기존 구현물과 상호 동작시켜 호환성을 검사한다. 그리고, 무선환경에서의 패킷손실을 잘 표현할 수 있는 길버트(Gilbert) 모델을 기반으로 구현물의 트랜잭션 성공률(throughput) 및 수행시간(system response time)을 측정하여 기존의 TCP, T/TCP와 비교한다. 그 결과, WTP는 트랜잭션 성공률과 수행 시간에 있어서 기존의 프로토콜에 비해 높은 성능을 보였다. 특히, 연속적인 에러가 발생하며 패킷손실률이 비교적 높을 때, WTP는 T/TCP와 TCP에 비해 매우 높은 트랜잭션 성공률을 나타냈으며, 10배 이상 빠른 수행 시간을 보였다. 이는 WTP가 다른 프로토콜에 비해 적은 개수의 패킷으로 하나의 트랜잭션을 수행하고 패킷 손실로 인한 타임아웃 발생 시, 타이머 값을 exponential backoff를 적용하지 않고 일정한 값을 유지하기 때문이다. 또한, 무선환경에 최적화된 WTP의 재전송 횟수를 결정하기 위한 실험을 통해, 가장 적절한 재전송 횟수가 5~6회임을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권1A호
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• pp.1-10
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• 2006

Home Phoneline Networking Alliance(HomePNA) 2.0 기술은 기존의 댁내 전화 선로를 사용하여 홈 네트워크를 구축하는 기술로서, 4-32 Mbps의 고속 데이터 전송 속도를 제공한다. 이러한 HomePNA 2.0의 Medium Access Control(MAC) 프로토콜은 IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD) 방식을 사용하면서, Quality of Service(QoS) 알고리즘을 제공하고, 충돌 해결 알고리즘은 Distributed Fair Priority Queuing(DFPQ) 알고리즘을 사용한다. 본 논문은 HomePNA 2.0 MAC 프로토콜의 성능 분석 결과와 HomePNA 2.0 MAC Controller의 요구 사항을 기술하고, 우리가 설계한 HomePNA 2.0 MAC Controller 회로의 구조를 제시하며, HomePNA 2.0 MAC Controller를 구성하는 각 블록의 모의 실험 결과를 제공하고, 우리가 구현한 HomePNA 2.0 Transceiver 칩을 제시한다.