• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권3호
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• pp.1031-1046
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• 2018

Vehicular ad hoc network (VANET) is a dedicated network to connect vehicles without any centralized administration or infrastructure. The wireless access in vehicular environments (WAVE) protocol leveraging IEEE 1609/802.11p is widely implemented for VANETs. However, in congested traffic situation, the performance of the WAVE system degrades significantly due to serious collision, especially for safety related broadcast services on the control channel (CCH) interval due to the inherent drawback of its collision avoidance mechanisms called carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA). In this paper, we propose a method that can decrease the number of frame collisions in CCH with a few modifications to the IEEE 802.11p protocol. In the paper, vehicles still employ CSMA/CA to compete for the channel access opportunity. However, by taking advantage of periodicity of synchronization interval, a two-state switching scheme introducing two new inter frame space (IFS) is proposed to reduce the number of competing vehicles substantially and as a result, the collision probability is significantly decreased. The simulation results demonstrate the superiority of the proposed method in packet collision rate.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권2호
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• pp.175-186
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• 2009

A new medium access control (MAC) scheme embedding physical channels into multiband carrier sense multiple access/collision avoidance (CSMA/CA) networks is proposed to provide strict quality of service (QoS) guarantee to high priority users. In the proposed scheme, two priority classes of users, primary and secondary users, are supported. For primary users physical channels are provided to ensure strict QoS, whereas secondary users are provided with best-effort service using CSMA/CA modified for multiband operation. The performance of the proposed MAC scheme is investigated using a new multiband CSMA/CA Markov chain model capturing the primary user activity and the operation of secondary users in multiple bands. The throughput of secondary users is obtained as a function of the primary user activity and other CSMA/CA parameters. It is shown that the new MAC scheme yields larger throughput than the conventional single-band CSMA/CA when both schemes use the same bandwidth.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권4호
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• pp.385-396
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• 2014

In this paper, we present a formal method for modeling and checking an enhanced version of the carrier sense multiple access with collision avoidance protocol related to the IEEE 802.11 MAC layer, which has been proposed as the standard protocol for wireless local area networks. We deal mainly with the distributed coordination function (DCF) procedure of this protocol throughout a sequence of transformation steps. First, we use the unified modeling language state machines to thoroughly capture the behavior of wireless stations implementing a DCF, and then translate them into the input language of the UPPAAL model checking tool, which is a network of communicating timed automata. Finally, we proceed by checking of some of the safety and liveness properties, such as deadlock-freedom, using this tool.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2007년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.130-134
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• 2007

IEEE 802.11 WLAN(Wireless Local Area Network)의 MAC계층의 DCF(Distributed Coordination Function)는 각 스테이션이 동시에 매체 접속을 시도하여 발생하는 충돌을 해결하기 위하여 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 알고리즘을 이용한다. 하지만 DCF는 스테이션의 수가 증가함에 따라 성능이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 스테이션 수의 증가에 따른 혼잡상황에서 성능이 개선된 알고리즘을 제안하고, 기본 알고리즘과 DCF+ 알고리즘, 그리고 제안된 알고리즘을 시뮬레이션 도구인 NS-2(Network Simulator-2)를 이용하여 포화수율, 지연시간, 충돌율, 드랍율의 관점에서 비교분석하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권4호
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• pp.419-427
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• 2015

There have been increases in the elderly population worldwide, and this has been accompanied by rapid growth in the health-care market, as there is an ongoing need to monitor the health of individuals. Wireless body area networks (WBANs) consist of wireless sensors attached on or inside the human body to monitor vital health-related problems, e.g., electrocardiograms (ECGs), electroencephalograms (EEGs), and electronystagmograms (ENGs). With WBANs, patients' vital signs are recorded by each sensor and sent to a coordinator. However, because of obstructions by the human body, sensors cannot always send the data to the coordinator, requiring them to transmit at higher power. Therefore, we need to consider the lifetime of the sensors given their required transmit power. In the IEEE 802.15.6 standard, the transmission topology functions as a one-hop star plus one topology. In order to obtain a high throughput, we reduce the transmit power of the sensors and maintain equity for all sensors. We propose the multiple-hop transmission for WBANs based on the IEEE 802.15.6 carrier-sense multiple-access with collision avoidance (CSMA/CA) protocol. We calculate the throughput and variance of the transmit power by performing simulations, and we discuss the results obtained using the proposed theorems.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 I
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• pp.49-52
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• 2003

IEEE 802.11 MAC uses a distributed coordination function (DCF) known as carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) for medium access. Random back-off algorithm helps to avoid the collision. This paper proposes virtual back-off and modified back-off algorithm for reduce a waiting time by back-off and reduce the collision. The modified DCF is consisted of these two algorithms. We expect to reduce the average waiting time of each transmission by using the modified DCF algorithm.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.7-14
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• 2012

본 논문은 불완전한 채널 감지를 고려한 포화 상태에서의 IEEE 802.11 carrier-sense multiple access with collision-avoidance(CSMA/CA)의 성능을 분석한다. 불완전한 채널 감지는 missed-detection과 false alarm을 포함하는데, 이러한 불완전한 채널 감지가 IEEE 802.11의 성능에 미치는 영향을 분석하고 이를 수식적으로 표현한다. 물리 계층의 불완전한 채널 감지를 표현하기 위해, 본 논문에서는 기존의 2차원 마코프 프로세스 모델을 수정했다. 모의실험 결과와 제안된 모델의 이론적인 결과가 일치하는 것을 보였다. 이러한 실험 결과를 바탕으로, 감지 확률이 IEEE 802.11의 성능에 있어 가장 중요한 요소임을 확인하였다.

• 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.

• 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.

• 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.