• 인터넷정보학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.153-163
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• 2008

지금까지 많은 연구들에서는 IEEE 802.11 무선랜의 처리량(Throughput)과 평균 지연 특성을 개선시킬 목적으로 DCF MAC 프로토콜에 대한 수정을 제안해왔다. 그러나 최근 점차 대중화되고 있는 실시간 스트리밍 서비스를 위한 핵심적인 품질평가 파라미터로서 지터(지연의 변화율)가 중요하게 고려되고 있다. 불행하게도 무선 랜에서 사용되는 기존 매체 접근 프로토콜은 지터를 조절하도록 설계되어있지 않다. 따라서 본 논문에서는 수신측에 도달하는 멀티미디어 프레임들의 평균지터를 줄일 수 있도록 하기 위해서 DCF MAC 프로토콜을 개선한 두 가지 방법을 제안한다. 그중 한 방식은 프레임 충돌이 발생한 후 백오프 시마다 CW(충돌윈도우) 크기를 절반씩 줄이는 한편 링크 사용률과 충돌발생 확률이 증가함에 따라서 CW 크기를 증가시키는 DCW-DCF 방식이다. 다른 한 방식은 백오프 단계가 증가함에 따라서 DIFS 시간을 줄이도록 하는 D-DIFS 방식이다. 마지막으로 논문에서는 ns2 시뮬레이터를 이용한 평가결과 제안하는 두 가지 방식은 무선랜의 지터특성을 효과적으로 개선시킬 수 있음을 확인한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.96-103
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• 2013

IEEE 802.11과 같은 무선 LAN 환경에서 실시간 멀티미디어 통신이 전송 데이터의 많은 부분을 차지하면서 성능 문제와 함께 네트워크의 QoS(Quality of Service)가 중요한 문제로 대두되고 있다. 802.11e MAC(Medium Access Control)은 기존 802.11 MAC의 문제를 해결하기 위해 우선순위 기반의 차별화 서비스를 제공한다. 특히 각 스테이션의 TXOP(Transmission Opportunity)는 한 번에 여러 프레임을 전송할 수 있는 시간을 규정하며 Priority와 함께 네트워크 성능 및 QoS 향상에 중요한 요소가 된다. 따라서 본 논문에서는 스테이션 수의 변화에 따라 네트워크의 최대 성능을 위한 프레임 사이즈와 TXOP, 그리고 Priority 값을 분석하고 최적의 값을 도출한다. 802.11e 표준 파라미터를 사용하여 시뮬레이션을 수행한 결과 Throughput은 스테이션의 수가 5일 때, TXOP Limit의 값이 6.016ms 일 때 가장 좋은 결과를 보였고 공정성은 TXOP Limit의 값이 3.008ms이고 Priority는 우선순위가 가장 높은 CW(Contention Window) 값이 7-15일 때가 아니고 그보다 낮은 CW 15-31일 때 가장 좋은 결과를 나타내었다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.191-195
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• 2008

본 논문은 IEEE 802.11e EDCA의 성능 향상을 위해서 클래스 트래픽에 기반하여 각 클래스의 경쟁 윈도우의 크기를 동적으로 조절하는 방안을 제안한다. IEEE 802.11e EDCA는 IEEE 802.11 DCF와는 달리 서비스 차별화를 위해 네 개의 클래스 AC마다 고정된 최소 경쟁 윈도우 크기인 CWmin 값과 최대 경쟁 윈도우 크기인 CWmax 값을 적용한다. 트래픽의 특성별로 나뉜 AC의 고정된 파라미터 값은 각 AC간의 차별화를 보장하지만 네트워크 환경이 혼잡할 경우 충돌 발생 확률을 높인다. 이를 해결하기 위해 채널과 네트워크 상태를 고려하여 일정한 주기마다 계산된 충돌 확률로 CWmin 값을 조절하는 CWminAS(CWmin Adaptation Scheme)가 제안되었다. 그러나 이 방식은 AC별 다른 파라미터 값으로 인해 발생되는 각 AC의 충돌 확률을 고려하지 않았다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 AC별 다른 파라미터 값으로 인해 발생되는 각 AC의 충돌 확률을 계산하고, CWmin 값을 조절하는 ACATICT(Adaptive Contention-window Adjustment Technique based on Individual Class Traffic) scheme을 제안한다. 실험 결과 ACATICT가 CWminAS보다 효율이 최대 약 10% 향상되었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권1호
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• pp.43-51
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• 2010

IEEE 802.11 defines distributed coordination function (DCF), which is characterized by CSMA/CA and binary exponential backoff (BEB) algorithm. Most modifications on DCF so far have focused on updating of the contention window (CW) size depending on the outcome of own frame transmission without considering freezing periods experienced in the backoff interval. We propose two simple but novel schemes which effectively utilize the number of freezing periods sensed during the current backoff interval. The proposed schemes can be applied to DCF and its family, such as double increment double decrement (DIDD). Saturation throughput of the proposed schemes is analyzed by means of Bianchi's Markovian model. Computer simulation validates the accuracy of the analysis. Numerical results based on IEEE 802.11b show that up to about 20% improvement of saturation throughput can be achieved by combining the proposed scheme with conventional schemes when applied to the basic access procedure.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권3호
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• pp.205-208
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• 2007

The IEEE 802.11 is a MAC protocol which has been standardized by IEEE for Wireless Local Area Networks (WLANs). In the IEEE 802.11 WLANs, network nodes experiencing collisions on the shared channel need to backoff for a random period of time, which is uniformly selected from the Contention Window (CW). This contention window is dynamically controlled by the Binary Exponential Backoff (BEB) algorithm. However, the BEB scheme suffers from a fairness problem; some nodes can achieve significantly larger throughput than others. This paper proposes a new backoff algorithm for the IEEE 802.11 DCF scheme. This algorithm uses the hop count for considering fairness. It causes flows with high hop count to generate short backoff interval than those with low hop count, thus getting high priority. Therefore, when a collision occurs, the modified IEEE 802.11 DCF assigns higher priority to flow to be close to a destination.

• 한국항행학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.199-205
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• 2003

본 논문에선 플래그를 이용한 전송시의 충돌 완화 및 재전송 슬롯 선택 방식의 변형을 통하여 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access/Collision Avoidance) 프로토콜을 항공용 VHF통신에 적합하게 변형시켰다. 일반적으로 CSMA/CA 프로세스는 경쟁 서비스에서 충돌이 일어났을 때 재전송 지연시간만큼 기다리게 되고 경쟁윈도우의 크기가 2배로 커진다. 이로 인해 부하가 증가하면 지연시간이 커지고 처리량이 감소한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 충돌 플래그를 이용하여 본래의 경쟁 윈도우의 크기 변화과정을 변형시켰으며 CSMA/CA 전체 상태 천이 과정에서 충돌시의 과정을 단축시켰다. 또한 패킷이 생성된 상태에서 충돌이 일어나면 플래그를 이용하여 초기에 증가된 경쟁윈도우를 갖고 Backoff 모드에 진입함으로써 재충돌 확률을 줄였다. 시뮬레이션을 수행한 결과 부하가 증가하여도 처리량 및 지연 시간에 대해 좋은 특성을 나타냈으며 제안된 프로토콜은 항공용 VHF 통신에 적합함을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.1371-1374
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• 2005

지금까지 IEEE 802.11 WLAN 에서 많이 연구되어진 주제는 노드들 간의 공평성(fairness)과 처리량(throughput)을 높이는데 중점이 맞추어진 것들이 대부분이었다. 성능을 높이기 위한 AP의 CW값에 관한 연구는 노드들 간에 관한 연구에 비하여 비교적 적은 편이다. 지금은 노드들과 AP가 충돌하게 되면 BEB(Binary Exponential backoff)방식으로 셋팅되어 사용하게 있기 때문에 1:N의 불공평한(unfairness) 상황이 발생한다. AP에서 노드들로 가는 하향링크(downlink) 전송이 많은 상황에서 AP가 다른 노드들과 똑같은 채널 접근확률을 가지는 것은 바람직하지 않기 때문에 AP에게 우선권(priority)을 주어 전체 성능을 높이는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 AP의 CW(Contention Window)값이 변화함에 따라 전체 성능에 끼치는 영향과 노드 수의 변화에 따른 AP의 적절한 백오프 CW값을 분석해 보고자 한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 춘계학술발표논문집
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• pp.231-233
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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 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권7호
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• pp.543-552
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• 2013

차량통신간 자동차의 정보를 포함하는 메시지인 비콘을 주변의 자동차들에게 주기적으로 전송함으로 차량간의 안전을 보장해야 할 필요가 있다. 그러나 IEEE 802.11p/WAVE 환경에서는 혼잡상황에서 비콘 전송을 경쟁윈도우(Contention window)를 기반으로 한 MAC (Medium Access Control)에서 해결하도록 하였기 때문에 비콘 전송 과정에 충돌이 발생한다. 본 논문에서는 차량 혼잡 상황에서 비콘의 충돌을 막기 위해서 MAC 구조를 슬롯 p-persistent CSMA (Carrier Sense Multiple Access)라 가정하여 전송 확률에 대한 보수행렬(payoff)을 이용한 비 협조적 베이지안 게임이론을 적용하여 베이지안 내쉬 균형점(BNE)을 도출하였다. 본 논문에서는 도출된 BNE를 가지고 포화 상태에서 비콘 전송률을 높일 수 있는 혼잡 제어 알고리즘을 제안했다. 제안된 알고리즘으로 경쟁윈도우크기와 주변 자동차 수에 관련된 함수를 통해 전송 확률을 계산하였다. 시뮬레이션 결과를 통해서 제안된 알고리즘이 안정적으로 동작함을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권8A호
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• pp.928-936
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• 2004

본 논문에서는 IEEE802.11 무선 네트워크 DCF(Distributed Coordination Function) 메커니즘 내에서 시스템 전체의 성능에 영향을 주지 않고, Fairness 문제를 해결하는 방법을 제시한다. 노드간의 채널 공유를 공평하게 하기 위해 간단하고 효과적인 적응 경쟁창 알고리듬을 제안하였다. 먼저 IEEE 802.11 MAC 프로토콜에서 Backoff 알고리듬을 개선하여 Fairness를 나타내는 Fairness Index를 계산하고 이를 이용하여 경쟁창의 크기를 조절한다. 이 알고리듬은 RTS/CTS 메커니즘을 지원하며 히든 노드문제가 발생하는 일부 토플로지에서도 잘 적용된다. 뿐만 아니라 가변 패킷을 지원할 수도 있다. 모의 실험결과 채널 공유가 최대 30%정도 향상되었으며, 이는 제안된 Fairness 알고리듬이 전체적인 성능에 영향을 주지 않고 채널 공유 서비스를 향상시킨다는 것을 보여준다.