• 제목/요약/키워드: CA Algorithm

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A Study on CSMA/CA for WLAN Environment

  • Moon Il-Young;Cho Sung-Joon
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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    • pp.530-533
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    • 2006
  • Recently, a basic access method about IEEE 802.11 MAC layer protocol using IEEE 802.11 wireless LANs is the DCF thatis based on the CSMA/CA. But, cause of IEEE 802.11 MAC layer uses original backoff algorithm (exponential backoff method), when collision occurred, the size of contention windows increases the double size. Also, a time of packet transmission delay increases and efficiency is decreased by original backoff scheme. In this paper, we have analyzed TCP packet transmission time of IEEE 802.11 MAC DCF protocol for wireless LANs a proposed enhanced backoff algorithm. It is considered the transmission time of transmission control protocol (TCP) packet on the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in additive white gaussian noise (AWGN) and Rician fading channel. From the results, a proposed enhanced backoff algorithm produces a better performance improvement than an original backoff in wireless LAN environment. Also, in OFDM/quadrature phase shift keying channel (QPSK), we can achieve that the transmission time in wireless channel decreases as the TCP packet size increases and based on the data collected, we can infer the correlation between packet size and the transmission time, allowing for an inference of the optimal packet size in the TCP layer.

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프로그램 가능한 5-이웃 CA기반의 PRNG (5-Neighbor Programmable CA based PRNG)

  • 최언숙
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.357-364
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    • 2022
  • 의사난수 생성기(PRNG)는 많은 양의 난수가 필요할 때 사용되는 프로그램이다. 대칭 키 암호시스템에서 대칭 키를 생성, 공개 키 암호나 디지털 서명에서 공개 키 쌍의 생성, 일회용 패드로 패딩에 사용되는 열을 생성하는 데 사용한다. 다양한 과학 분야에서 비선형 동역학계를 구체적으로 표현하는데 유용한 셀룰라 오토마타(CA)는 이산적이고 추상적인 계산 시스템으로 하드웨어 구현이 가능하여 암호시스템에서 키를 생성하는 PRNG로 응용되고 있다. 본 논문에서는 이웃 셀의 반경을 2로 증가한 5-이웃 CA를 이용하여 비선형 수열을 효과적으로 생성할 수 있는 프로그램 가능한 5-이웃 CA기반의 PRNG를 합성하는 알고리즘을 제안한다.

두 개의 직전자를 갖는 Nongroup CA (Two Predecessor Nongroup Cellular Automata)

  • 조성진;최언숙;김한두;황윤희;김진경
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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    • pp.423-426
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    • 2007
  • 본 논문에서는 두 개의 직전자를 갖는 90/150 비그룹 셀룰라 오토마타(TPNCA)를 생성하는 알고리즘을 제안한다. 특히, p(x)가 원시다항식일 때, xp(x)와 x(x+1)p(x)를 최소다항식으로 갖는 90/150 TPNCA를 주어진 알고리즘을 이용하여 각각 합성한다. 이 CA는 90/150 TPNCA에 기반한 의사난수열 생성 연구에 유용하다. 또한 해슁을 연구하는데 유용한 TPSACA와 TPMACA를 합성한다.

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Channel Allocation Strategies for Interference-Free Multicast in Multi-Channel Multi-Radio Wireless Mesh Networks

  • Yang, Wen-Lin;Hong, Wan-Ting
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제6권2호
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    • pp.629-648
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    • 2012
  • Given a video stream delivering system deployed on a multicast tree, which is embedded in a multi-channel multi-radio wireless mesh network, our problem is concerned about how to allocate interference-free channels to tree links and maximize the number of serviced mesh clients at the same time. In this paper, we propose a channel allocation heuristic algorithm based on best-first search and backtracking techniques. The experimental results show that our BFB based CA algorithm outperforms previous methods such as DFS and BFS based CA methods. This superiority is due to the backtracking technique used in BFB approach. It allows previous channel-allocated links to have feasibility to select the other eligible channels when no conflict-free channel can be found for the current link during the CA process. In addition to that, we also propose a tree refinement method to enhance the quality of channel-allocated trees by adding uncovered destinations at the cost of deletion of some covered destinations. Our aim of this refinement is to increase the number of serviced mesh clients. According to our simulation results, it is proved to be an effective method for improving multicast trees produced by BFB, BFS and DFS CA algorithms.

시뮬레이션에 의한 IEEE 802.11 WLAN에서의 새로운 DCF 알고리즘에 관한 연구 (A Study on New DCF Algorithm in IEEE 802.11 WLAN by Simulation)

  • 임석구
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.61-67
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    • 2008
  • 본 논문에서는 IEEE 802.11 WLAN의 MAC인 DCF의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하고 이를 시뮬레이션으로 분석한다. IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터 전송을 제어하기 위한 방법으로 DCF와 PCF를 사용하며, DCF의 경우 CSMA/CA를 기반으로 한다. CSMA/CA는 스테이션간의 충돌을 줄이기 위해서 임의의 Backoff time을 각 스테이션의 CW(Contention Window) 범위에서 결정한다. 스테이션은 패킷 전송 후 충돌이 발생하면, 윈도우 크기를 두 배로 증가시키며, 패킷을 성공적으로 전송하면 윈도우 크기를 최소 CW로 감소한다. 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 전송후에는 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.

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충돌시 최대 경쟁 원도우를 적용한 IEEE 802.11 DCF 성능분석 (Performance Analysis of the IEEE 802.11 DCF on Applying Maximum Contention Window at Collision)

  • 임석구
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.34-41
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    • 2011
  • IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터 전송을 제어하기 위한 방법으로 DCF와 PCF를 사용하며, DCF는 CSMA/CA를 기반으로 BEB 백오프 알고리즘을 사용한다. BEB 백오프 알고리즘은 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 경쟁윈도우를 최대경쟁 원도우로 증가시키고 패킷의 정상적인 전송 후에는 경쟁윈도우를 서서히 감소함으로써 패킷 충돌 확률을 낮추는 백오프 알고리즘을 제안하고 이를 수학적으로 분석한다. 제안하는 알고리즘의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하고 분석하였다.

IEEE 802.11 DCF를 위한 MIMD 백오프 알고리즘 분석 (Analysis of MIMD Backoff Algorithm for IEEE 802.11 DCF)

  • 임석구
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.299-307
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    • 2011
  • IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터 전송을 제어하기 위한 방법으로 DCF와 PCF를 사용하며, DCF의 경우 CSMA/CA를 기반으로 한다. DCF의 BEB 백오프 알고리즘은 경쟁하는 스테이션이 적은 상황에서는 비교적 우수한 성능을 보이나 경쟁하는 스테이션의 수가 많은 경우 처리율, 지연 관점에서 성능이 저하되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 패킷 전송 후 충돌이 발생하면 경쟁윈도우를 2배로 증가시키고 패킷의 정상적인 전송 후에는 경쟁윈도우를 반으로 감소함으로써 패킷 충돌 확률을 낮추는 MIMD 백오프 알고리즘을 패킷 재전송 횟수까지 고려하여 수학적으로 분석한다. MIMD 백오프 알고리즘의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하여 분석하였다.

비대칭 1차원 5-이웃 선형 MLCA의 합성 (Synthesis Of Asymmetric One-Dimensional 5-Neighbor Linear MLCA)

  • 최언숙
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.333-342
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    • 2022
  • 셀룰라 오토마타(이하 CA)는 이산적이고 추상적인 계산 모델로 다양한 분야에서 적용되고 있다. 우수한 의사 난수열 생성기로 적용 가능한 CA는 최근에 암호 시스템의 기본 요소로 발전했다. CA 기반 스트림 암호에 대한 여러 연구가 수행되었으며 적절한 CA 규칙이 사용되는 경우 CA의 이웃의 반경이 증가될 때, 암호화 강도가 증가됨이 관찰되었다. 본 논문에서는 1차원 의사 난수열 생성기(PRNG)로 응용될 수 있는 CA 중 1차원 5-이웃 CA를 이웃의 연결 상태에 따라 분류하고, 특성다항식의 점화관계를 구한다. 또한 1차원 3-이웃 90/150 CA의 상태 전이행렬을 이용하여 이웃의 반경을 2로 증가시킨 비대칭 5-이웃 선형 MLCA를 합성 알고리즘을 제안한다.

경쟁 기반 MAC에서의 반복적 톤 기반 경쟁 기법 (Tone-Based Access Scheme with Repetitive Contention in Contention-Based Medium Access Control)

  • 안재현;윤정균;박세웅
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권5A호
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    • pp.460-466
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    • 2007
  • IEEE 802.11의 DCF는 경쟁 기반 방식으로 폴링 기반 방식의 PCF에 비해 알고리즘이 단순하고 나쁘지 않은 성능을 보여주기 때문에 실질적으로 많이 쓰이고 있다. 하지만 DCF는 경쟁을 통하여 채널을 할당받기 때문에 데이터 전송 시에 다른 노드들과 충돌의 위험이 있다. 이러한 충돌을 줄이기 위해서 CSMA/CA의 충돌 회피 방식을 사용하지만 그 성능에는 한계가 있다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위해 톤을 사용한 새로운 경쟁 기법 TAR(Tone-based Access scheme with Repetitive contention)를 제안한다. TAR에서는 데이터 전송 채널(data transmission channel)외에도 적은 구간의 경쟁 채널(contention channel)을 두어 데이터 전송과 경쟁을 병렬적으로 처리함으로써 기존의 CSMA/CA가 가지고 있는 충돌에 대한 문제를 줄이고자 하였다. 경쟁 기법의 큰 개념은 기존의 CSMA/CA 기법을 이용하지만 경쟁 채널이라는 개념을 도입하여 반복적인 경쟁을 통해 데이터 전송 채널에서의 충돌 확률을 크게 줄이는 장점이 있다. 제안한 TAR 기법은 모의실험을 통해 기존의 기법에 비해 크게 좋은 성능을 보임을 확인하였다.

무선 VHF통신의 CSMA/CA에서 Binomial Backoff 재전송 방식을 이용한 충돌 완화 알고리즘 (Collision alleviation algorithm with Binomial Backoff retransmission method in CSMA/CA of Wireless VHF Communication)

  • 박용태;김용중;이동준;박효달
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 통신소사이어티 추계학술대회논문집
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    • pp.235-238
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    • 2003
  • 본 논문에선 Binomial확률을 이용한 재전송 슬롯 선택방식과 충돌해결과정의 수정을 통하여 CSMA/CA 프로토콜을 항공용 VHF통신에 적합하게 변형시켰다. 일반적으로 CSMA/CA 프로세스는 경쟁 서비스에서 충돌이 일어났을 때 재전송 지연시간만큼 기다리게 되고 경쟁윈도우의 크기가 두 배로 커진다. 이로 인해 부하가 증가하면 지연시간이 커지고 처리량이 감소하며 이를 해결하기 위해 본 논문에선 충돌 플래그를 이용하여 본래의 CW의 크기 변화 과정을 변형시켰으며, CSMA/CA 전체 상태 천이 과정에서 충돌 시의 과정을 좀더 적게 거치도록 하였다. 시뮬레이션을 수행한 결과 부하가 증가하여도 처리량 및 지연 시간에 좋은 특성을 나타내었으며 제안된 프로토콜은 항공용 VHF 통신에 적합함을 확인하였다.

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