• 한국경영과학회지
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• 제28권2호
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• pp.75-89
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• 2003

Media Access Control (MAC) Protocol in IEEE 802.11 Wireless LAN standard supports two types of services, synchronous and asynchronous. Synchronous real-time traffic is served by Point Coordination Function (PCF) that implements polling access method. Asynchronous nonreal-time traffic is provided by Distributed Coordination Function (DCF) based on Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) protocol. Since real-time traffic is sensitive to delay, and nonreal-time traffic to error and throughput, proper traffic scheduling algorithm needs to be designed. But it is known that the standard IEEE 802.11 scheme is insufficient to serve real-time traffic. In this paper, real-time traffic scheduling and admission control algorithm is proposed. To satisfy the deadline violation probability of the real time traffic the downlink traffic is scheduled before the uplink by Earliest Due Date (EDD) rule. Admission of real-time connection is controlled to satisfy the minimum throughput of nonreal-time traffic which is estimated by exponential smoothing. Simulation is performed to have proper system capacity that satisfies the Quality of Service (QoS) requirement. Tradeoff between real-time and nonreal-time stations is demonstrated. The admission control and the EDD with downlink-first scheduling are illustrated to be effective for the real-time traffic in the wireless LAN.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2008년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.564-568
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• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.11 WLAN의 MAC인 DCF의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하고 이를 해석적으로 분석한다. IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터 전송을 제어하기 위한 방법으로 DCF와 PCF를 사용하며, DCF의 경우 CSMA/CA를 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 패킷 충돌 확률을 낮추는 알고리즘을 제안하고 이를 수학적으로 분석한다. 제안하는 알고리즘의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하여 그 타당성을 제시하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권6호
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• pp.475-480
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• 2007

최근 무선 네트워킹 장치들이 등장 하면서 제한된 배터리에 의존하는 무선 호스트들의 전력 절감은 중요한 이슈 가 되었다. 특히 Ad-Hoc에서 배터리는 제한된 에너지를 제공하기 때문에 무선 호스트에 의해서 소모되어지는 에너지의 양을 감소시키기 위한 기술은 대단히 중요하다. 특히 MAC 과 라우팅 에서 전력 절감을 이루기 위한 논문들이 기존에 발표 되었다. 이 논문에서는 IEEE 802.11 표준의 DCF(Distributed Coordination Function)에서의 전력 절감 메카니즘을 향상 시킨 논문 이다. DCF를 위한 IEEE 802.11 전력 절감 메카니즘에서는 비콘 간격 이라는 시간으로 나누어지며 또한 이러한 각각의 비콘 간격이 시작될 때 각각의 노드들은 ATIM 창 동안 깨어 있어야 한다. 물론 모든 노드는 같은 시간에 깨어 있기 위해서는 동기화 되는 것이 필요하다. ATIM 창 동안 노드들은 비콘 기간 동안 깨어 있는 상태로 있을 것인지를 결정하기 위해서 control packet을 교환 한다. 이러한 ATIM 창 크기는 각각의 노드들의 전력 절감에 상당한 영향을 미친다. 따라서 이 논문은 ATIM 창 크기를 동적으로 증감시켜서 보다 에너지 효율을 발휘 하고자 하는 논문이다.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제52권11호
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• pp.12-19
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• 2015

네트워크 중심전에서 통신망은 전쟁을 승리로 이끌기 위한 중요한 기반기술이다. 특히, 전쟁 상황에서 긴급하거나 중요한 데이터는 반드시 제시간에 전송이 되어야 한다. 본 논문에서는 개인병사 전술 무선망을 위한 BEB(Binary Exponential Back-off)를 사용한 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access/Collision Avoidance) 기반의 우선순위 매체접속제어(MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 MAC 프로토콜은 우선순위가 높은 패킷의 빠른 전송을 위해 우선순위에 따른 PCW(Prioritized Contention Window)를 적용하였고, 남은 back-off 시간을 초기화하기 위해 RBR(Repetitive Back-off Reset)을 제안한다. 제안 된 MAC 프로토콜은 전송 성공률과 컨트롤 패킷의 전송량 측면에서 패킷 충돌을 줄여주기 때문에 DCF(Distributed Coordination Function) 기반의 다른 MAC 프로토콜보다 높은 수율 성능을 보여준다. 따라서, DCF와 비교하였을 때, 제안하는 MAC 프로토콜은 트래픽이 많은 네트워크 환경에서 더욱 효율적으로 에너지를 이용할 수 있다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제6권4호
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• pp.15-19
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• 2020

본 논문은 IEEE 802.11 WLAN 환경에서 최적의 CW(Contention Window) 값을 구하고 해당 값을 네트워크 내의 모든 단말들 및 새롭게 접속할 단말들과 공유하는 방법을 제안하고자 한다. IEEE 802.11 WLAN의 기본 MAC(Medium Access Control) 방식은 DCF(Distributed Coordination Function)를 지원하는데, DCF는 단말의 데이터 전송 성공 여부에 따라 실패 시 CW를 2배로 증가시키고, 성공 시 CW를 초기값으로 초기화시키는 동작을 반복한다. 하지만 이러한 기존의 DCF CW 조정 방식은 하드웨어 칩셋 또는 표준에 정의되어 있는 고정된 CW 초기값을 이용해서 동작하기 때문에 네트워크 상황 및 단말의 수에 따른 동적인 변경을 고려하지 않았다. 이를 해결하기 위해 최적의 CW 값을 구하는 연구들이 진행되었지만 기존 연구들은 최적의 CW 값에 대한 단말들의 동기화 과정을 고려하지 못하였고 이는 성능 저하를 발생시킬 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 네트워크 상황 및 단말의 수를 고려하여 최적의 CW 값을 구하고, 해당 값을 단말들과 동기화 시키는 방안을 제시하고자 한다.

• 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.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 한국경영과학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.307-311
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• 2006

Distributed Coordination Function (DCF) in IEEE 802.11 and Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) in IEEE 802.11e are contention-based access mechanism in Wireless LAN. Both DCF and EDCA reduce collisions based on inter-frame space (IFS) and backoff mechanisms. However, collisions are unavoidable even with the two mechanisms. Especially, in the EDCA model, the collision can be classified into interclass and intraclass collision. To eliminate interclass collision in Wireless LAN, we propose an interclass collision protection (ICP) scheme by employing contention protection period (CPP) after backoff, Analysis is performed for one dimensional EDCA model and for the proposed ICP based EDCA model.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권11B호
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• pp.985-998
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• 2003

본 논문에서는 IEEE 802.11 규격을 기반으로 다중 홉 Ad Hoc 모드에서 비 실시간 및 실시간 트래픽에 대한 통합 서비스를 지원하는 Wireless LAN을 구성할 때, 분산 방식으로 실시간 서비스의 우선권을 고려한 채널 액세스의 차별화를 제공할 수 있는 매체접근제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜의 구현 방안을 제안한다. 이를 위해 실시간과 비 실시간 트래픽의 Contention Window (CW)를 서로 분리하며, 실시간 서비스의 지연 바운드에 따라 정해진 잔여 수명(residual time)을 우선권 설정에 반영함으로써 실시간 트래픽의 지연 요구 사항을 보장할 수 있도록 한다. 또한 실시간 트래픽의 부하에 따라서 적응적으로 offset 값을 조정함으로써 offset에 의해 발생될 수 있는 수율의 저하를 최소화한다. 제안된 방식은 기존 IEEE 802.11 MAC 규격의DCF (Distributed Coordination function) 방식을 그대로 사용하면서 CSMA/CA 기반의 경쟁 방식을 통해서도 비 실시간 트래픽과의 차별화가 가능하고, 또한 잔여 수명 시간을 고려한 동적인 우선권 할당이 가능하도록 하였다. 시뮬레이션에 의한 분석 결과에 따르면 기존 DCF와 비교할 때 실시간 단말의 용량을 2배까지 향상시킬 수 있으며, 트래픽 부하에 따라 적응적 제어를 통해 추가적인 성능 개선 효과를 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권10B호
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• pp.862-875
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• 2003

본 논문에서는 IEEE 802.11 규격을 기반으로 다중 홉 Ad Hoc 모드에서 비실시간 및 실시간 트래픽에 대한 통합 서비스를 지원하는 Wireless LAN을 구성할 때, 분산 방식으로 실시간 서비스의 우선권을 고려한 채널 액세스의 차별화를 제공할 수 있는 매체접근제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜의 구현 방안을 제안한다. 이를 위해 실시간과 비실시간 트래픽의 Contention Window (CW)를 서로 분리하며, 실시간 서비스의 지연 바운드에 따라 정해진 잔여 수명(residual time)을 우선권 설정에 반영함으로써 실시간 트래픽의 지연 요구 사항을 보장할 수 있도록 한다. 또한 실시간 트래픽의 부하에 따라서 적응적으로 offset 값을 조정함으로써 offset에 의해 발생될 수 있는 수율의 저하를 최소화한다. 제안된 방식은 기존 IEEE 802.11 MAC 규격의DCF (Distributed Coordination Function) 방식을 그대로 사용하면서 CSMA/CA 기반의 경쟁 방식을 통해서도 비실시간 트래픽과의 차별화가 가능하고, 또한 잔여 수명 시간을 고려한 동적인 우선권 할당이 가능하도록 하였다. 시뮬레이션에 의한 분석 결과에 따르면 기존 DCF와 비교할 때 실시간 단말의 용량을 2배까지 향상시킬 수 있으며, 트래픽 부하에 따라 적응적 제어를 통해 추가적인 성능 개선 효과를 확인하였다.