• 한국통신학회논문지
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• 제33권3B호
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• pp.135-143
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• 2008

본 논문은 CSMA/CA 경쟁방식 프로토콜을 사용하는 무선 PAN(WPAN: Wireless Personal Area Network)을 위해 QoS를 보장하고 에너지 효율적인 전송을 위한 방법을 제안한다. WPAN 장치들은 제한된 배터리 용량의 전지로 동작하기 때문에 에너지 소모는 WPAN 시스템에서 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 따라서 WPAN이 경쟁기반 MAC 프로토콜을 사용할 경우 독립적 채널 접근 시도에 의한 충돌로 인하여 에너지 소모 문제는 더 중요하다. 본 논문에서는 에너지 소모를 최소화하면서 QoS를 보장하기 위해 최적의 fragment 크기, 변조 수준과 전송 전력을 선택하는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘에 대한 성능평가를 수행하여 개선정도를 시뮬레이션 결과에 제시하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5B호
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• pp.318-325
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• 2008

HomePlug AV(HPAV)는 댁내에 깔려있는 전력선을 이용하여 데이터 전송뿐만 아니라 음향과 영상까지 전송을 목표로 HomePlug Alliance에서 제정한 표준이다. 이 표준은 TDMA와 CSMA/CA 기술을 혼합하여 사용하는 MAC 기술을 사용한다. HPAV의 CSMA/CA 프로토콜은 Contention Window(CW)와 Deferral Counter(DC)라는 두 가지 주요한 변수를 가지고 HPAV 네트워크를 제어한다. 본 논문에서는 CW와 DC가 성능에 미치는 영향을 여러 각도에서 조명하였고 이를 기반으로 HPAV MAC의 수율을 높이기 위한 적응적 CW 조절 방식을 제안한다. 여러 실험을 통해 얻은 결과 CW가 DC 보다 수율에 더 민감한 성질을 가지고 있어서 제안하는 방식은 DC는 표준에 정의된 기본값을 사용하고 CW만을 조정한다. 제안하는 방식은 네트워크가 과부하가 걸려있다면 CW를 두 배로 늘려주고 네트워크의 부하가 적으면 CW를 반으로 줄여주는 단순한 방식을 이용함으로 복잡도를 낮춰 구현이 가능하다는 장점이 있다. 모의실험과 수리분석을 통해 제안하는 방식이 여러 다양한 환경에서 좋은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권4호
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• pp.1293-1316
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• 2021

Using directional antennas in wireless Ad hoc networks has many superiorities, including reducing interference, extending transmission range, and increasing space division multiplexing. However, directional transmission introduces two problems: deafness and directional hidden terminals problems. We observe that these problems result in saturation throughput disparity among the competing flows in directional CSMA/CA based Ad hoc networks and bring challenges for modeling the saturation throughput of the flows. In this article, we concentrate on how to model and analyze the saturation throughput disparity of different flows in directional CSMA/CA based Ad hoc networks. We first divide the collisions occurring in the transmission process into directional instantaneous collisions and directional persistent collisions. Then we propose a four-dimensional Markov chain to analyze the transmission state for a specific node. Our model has three different kinds of processes, namely back-off process, transmission process and freezing process. Each process contains a certain amount of continuous time slots which is defined as the basic time unit of the directional CSMA/CA protocols and the time length of each slot is fixed. We characterize the collision probabilities of the node by the one-step transition probability matrix in our Markov chain model. Accordingly, we can finally deduce the saturation throughput for each directional data stream and evaluate saturation throughput disparity for a given network topology. Finally, we verify the accuracy of our model by comparing the deviation of analytical results and simulation results.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제52권8호
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• pp.492-499
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• 2003

This paper presents the analysis and the implementation of the asynchronous communication portion of the IEEE 802.11 MAC protocol. We have used PRISM2 chipsets from INTERSIL to build baseband, IF, and RF parts and PCI controller from PLX to interface LLC Layer. We have implemented DCF(Distributed Coordination Function) service using CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Acoidance) with backoff algorithm and RTS/CTS protocol. Also, we have implemented TSF(Timing Synchronization Function) which can be used for power management frequency hop synchronization, and other management function. This study can be used as a reference for the MAC protocol implementation and MAC controller design in very high speed wireless LAN which complies with the IEEE 802.11 standard.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.517-520
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• 2005

무선 센서망은 망의 사용목적에 따라 빛, 온도, 진동, 자기 영역, 바람 등을 감지 할 수 있는 센서와 컴퓨팅 기술로 통합된다. 무선 노드들은 센서에서 감지된 정보를 처리하는 신호 처리 기술과 측정자에게 정보가 도달하게 하는 통신 제어 기술과, 무선으로 구동되고 배터리를 사용하기 때문에 발생하는 제한적 에너지 관리 기술이 구현된다. 그 중 신뢰성 있는 측정 및 감지를 하고자 한다면 망의 지속시간의 비중이 크기 때문에 효율적인 에너지 관리 기술이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 하드웨어에서의 전원관리가 아닌 OSI 7계층 중 데이터 링크 계층에 해당하는 MAC(Medium Access Control)에서 기존의 무선 MAC 프로토콜인 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)과 무선 센서 MAC 프로토콜인 ER-MAC(Energy Rate Medium Access Control)에 대해 설명후 각각 프로토콜에 따른 망의 지속시간을 비교하여 효율성을 분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권5호
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• pp.251-259
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• 2014

본 논문은 IEEE 802.15.8 Peer Aware Communications (PAC) common 발견 모드를 위한 초절전 서비스 발견 프로토콜을 제안한다. 전력 소비를 최소화하기 위해서 Basic Repetition Block (BRB)를 정의한다. BRB를 통해서 단말은 동작모드를 선택할 수 있으며 다른 단말들과 동기를 맞출 수 있다. 제안한 MAC 절차는 overhearing기반의 Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA)이다. overhearing을 통해 단말이 요청 신호를 보낸 후 응답신호를 받지 못하더라도 동일 그룹의 단말을 발견할 수 있다. IEEE 802.15.8 PAC 에서는 common 발견모드의 성능을 시뮬레이션 시간동안 발견된 평균 단말 수, 발견 latency, 평균 전력소비에 관해서 제시할 것을 요구하고 있다. 그룹 당 단말의 수와 채널 환경을 고려하여 2가지 시나리오에 대해 시뮬레이션을 수행하고 제안한 기법의 결과를 CSMA/CA와 비교한다. 그 결과 제안한 기법은 단말은 높은 에너지 효율을 얻을 수 있을 뿐 아니라 제한된 영역에 단말의 수가 많을수록 시뮬레이션 시간 동안 발견된 평균 단말의 수가 증가함을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8A호
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• pp.600-609
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• 2009

기존의 IEEE 802.11 DCF(Distributed Coordination Function)와 같은 전통적인 CSMA(carrier sense multiple access) 프로토콜은 네트워크 규모가 커짐에 따라서 성능의 급격한 감쇠와 전송 지연 증가를 초래한다. 이러한 문제를 효과적으로 해결하기 위하여 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에 적합한 MAC(medium access control) 프로토콜을 제안한다. 기존의 DCF 프로토콜은 데이터 전송을 위한 슬롯(slot)을 선택할 때 패킷 충돌로 인한 재전송이 반복될 때 마다 크기가 커지는 경쟁 윈도우(contention window) 내에서 일반 확률 분포(uniform probability distribution)를 이용한 랜덤(random) 선택 기법을 사용하지만 제안한 프로토콜에서는 전송 지연을 최대한 감소시키기 위하여 경쟁 윈도우의 크기를 고정시키고, 전송 슬롯을 보다 효율적으로 선택하도록 비 균등(non-uniform)확률 분포를 사용하여 전송 슬롯을 랜덤하게 선정한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 프로토콜이 802.11 MAC 표준에 비하여 전송 지연이 감소함을 보여 전송 지연에 민감한 실시간 무선 센서 네트워크의 최적 지연 한계점(best latency bound)을 충족시키는 프로토콜임을 입증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권9A호
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• pp.803-813
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• 2005

본 논문애서는 IEEE 802.11a 무선 LAN에서 주파수 선택적이고 완만하게 변하는 Ricean 페이딩 채널환경을 고려하여 $E_{b}/N_{o}$ 및 BER에 따른 MAC(Medium Access Control) 계층의 CSMA/CA 기반 DCF(Distributed Coordination Function) 처리율을 분석하였다. 또한 처리율을 분석하는 데 단말수 및 MSDU(MAC SDU) 크기도 고려하였으며 IEEE 802.11a의 필수 전송속도인 6, 12, 24Mbps 및 54Mbps급에 대하여 검토한 결과 $E_{b}/N{o}$가 증가할 수록 BER이 감소할수록 처리율은 증가한다는 것을 알 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권6호
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• pp.18-25
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• 2014

WBAN(Wireless body area network)에서 신체에 삽입된 센서는 신체의 생물학적인 특성에 의해 일반 센서보다 프레임의 오류가 발생 할 확률이 높아진다. 본 논문에서는 신체에 삽입된 센서의 라이프타임을 향상시키기 위해 삽입 된 센서의 재전송을 외부 센서에서 대신 전송해주는 방법으로 삽입된 센서의 전송을 줄이는 방법을 제시한다. 제시된 LI(Lifetime Increment) 프로토콜은 기존의 CSMA/CA 전송방식에서 데이터 프레임에 외부 센서의 ID를 추가하고, 내부 센서가 전송한 프레임이 재전송이 요구 될 시에는 추가 되어있던 ID의 외부 센서에서 재전송을 책임지는 방법이다. 제안하는 프로토콜의 성능 비교를 위해 WBAN CSMA/CA 전송 방식과 비교한 결과 에너지 소모량이 적어져 라이프 타임이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.759-764
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• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.11 무선 랜의 인프라스트럭쳐 모드에서 성능을 향상시키기 위한 새로운 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜을 제안한다. 각 단말은 beacon으로부터 전송되는 파라미터와 접속 연결 시에 AP로부터 부여받은 자신의 고유한 ID를 사용하여 단말들 내에서 유일한 백오프 값을 생성하여, 데이터 전송 시에 해당 백오프 값만큼의 유휴 슬롯을 보낸 후 데이터를 전송한다. 제안한 백오프 방식을 따를 경우 단말들 간의 충돌 없는 접속이 가능하며, 시뮬레이션을 통해 성능분석을 한 결과, 기존의 IEEE 802.11 프로토콜의 CSMA/CA 표준 방식과 비교해서 채널 이용률이 늘어나고 패킷 지연이 감소함을 볼 수 있었다.