• 대한산업공학회지
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• 제37권2호
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• pp.89-95
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• 2011

The distributed coordination function (DCF) and point coordination function (PCF) protocols are the basic MAC protocols for legacy IEEE 802.11, IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11e, IEEE 802.11g and IEEE 802.11n wireless LANs. When the DCF protocol is used for the various versions of IEEE 802.11 wireless LANs, the MAC performance seriously degrades due to the collisions among the stations (STAs) as more and more STAs attempt to transmit their data frames. On the other hand, the PCF MAC performance becomes poor when many STAs exist in IEEE 802.11 wireless LANs, however, only small number of STAs actually attempt to transmit their data frames. In this paper, we propose the algorithm for improving the MAC performance by selectively using the DCF and PCF protocols according to the state of IEEE 802.11 wireless LANs. Numerical examples are presented to show the MAC performance improvement by the selective use of the DCF and PCF protocols according to the network state.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제15권1호
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• pp.28-36
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• 2017

The medium access control (MAC) protocol based on dynamic time division multiple access/time division duplex (TDMA/TDD) is responsible for random access control and radio resource allocation in dynamic traffic environments. These functions of random access and resource allocation are very important to prevent wastage of resources and improve MAC performance according to various network conditions. In this paper, we propose new random access and resource allocation schemes to guarantee quality of service (QoS) and provide priority services in a dynamic TDMA/TDD system. First, for the QoS guarantee, we propose an adaptive random access and resource allocation scheme by introducing an access probability. Second, for providing priority service, we propose a priority-based random access and resource allocation scheme by extending the first adaptive scheme in both a centralized and a distributed manner. The analysis and simulation results show that the proposed MAC protocol outperforms the legacy MAC protocol using a simple binary exponential backoff algorithm, and provides good differential performance according to priorities with respect to the throughput and delay.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권5호
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• pp.456-469
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• 2009

본 논문에서 ECOT(Estimated Channel Occupancy Time)이라는 새로운 무선 링크 성능 지표를 제시하며, 이를 기반으로 멀티 홉 무선 메쉬 네트워크 환경에서 종간간 높은 수율을 얻고자 한다. ECOT의 핵심적인 특징은 다양한 형태의 IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) 환경에서 적용이 가능하다는 점이다. 우리는 802.11 DCF(Distributed Coordination Function), 802.11e EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) with BACK(Block Acknowledgement), 802.11n A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)와 같은 다양한 형태의 링크 계층 구조를 고려하며, 이와 같은 다양한 환경에서 제안하는 ECOT이 기 제안된 다른 성능 지표 방법론과 비교하여 높은 종단간 수율 성능(이득: $8.5{\sim}354.4%$)을 보여줄 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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• pp.179-182
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• 2005

The Home Phoneline Networking Alliance (HomePNA) 2.0 technology can establish a home network using existing in-home phone lines, which provides a channel rate of 4 - 32 Mbps. HomePNA 2.0 Medium Access Control (MAC) protocol adopts an IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) access method, a Quality of Service (QoS) algorithm, and a Distributed Fair Priority Queuing (DFPQ) collision resolution algorithm. In this paper, we analyze the HomePNA 2.0 MAC protocol and propose the architecture of HomePNA 2.0 MAC controller circuit. Then, we present the simulation result of each block included in the HomePNA 2.0 MAC controller.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권1A호
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• pp.1-10
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• 2006

Home Phoneline Networking Alliance(HomePNA) 2.0 기술은 기존의 댁내 전화 선로를 사용하여 홈 네트워크를 구축하는 기술로서, 4-32 Mbps의 고속 데이터 전송 속도를 제공한다. 이러한 HomePNA 2.0의 Medium Access Control(MAC) 프로토콜은 IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD) 방식을 사용하면서, Quality of Service(QoS) 알고리즘을 제공하고, 충돌 해결 알고리즘은 Distributed Fair Priority Queuing(DFPQ) 알고리즘을 사용한다. 본 논문은 HomePNA 2.0 MAC 프로토콜의 성능 분석 결과와 HomePNA 2.0 MAC Controller의 요구 사항을 기술하고, 우리가 설계한 HomePNA 2.0 MAC Controller 회로의 구조를 제시하며, HomePNA 2.0 MAC Controller를 구성하는 각 블록의 모의 실험 결과를 제공하고, 우리가 구현한 HomePNA 2.0 Transceiver 칩을 제시한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.2259-2266
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• 2016

최근 꾸준히 증가하는 무선랜 셀 및 단말의 증가로 제한된 공간 내에 매우 많은 무선랜 접속이 발생하는 밀집 무선랜 환경이 도래하고 있다. 본 논문은 이러한 밀집 무선랜 환경에서 수많은 단말의 접속으로 인한 기존 매체접속제어 프로토콜의 성능 저하를 막기 위하여 새로운 분산 매체접속제어 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 하나의 collision detection (CD) 단계만을 사용하는 기존 carrier sense multiple access with collision resolution (CSMA/CR) 프로토콜을 확장하여 여러 개의 CD 단계를 사용하여 높은 확률로 충돌을 해소한다. 각 CD 단계마다 충돌 검출 여부를 확인하는데 충돌이 검출되지 않은 CD 단계가 연속적으로 발생하여 임계치를 넘으면 CD 단계를 멈추는 방식으로 동작한다. 따라서 제안 방안은 접속하는 단말 수에 따라 적응적으로 CD 단계의 개수를 조절하여 다수의 CD 단계의 사용에 의한 전송 오버헤드를 줄이면서 충돌 해결 확률을 높일 수 있다. 모의실험 결과 제안하는 적응형 CSMA/CR 프로토콜은 단말 수에 따라 가변적으로 CD 단계를 운영하며 고정 개수의 CD 단계를 사용하는 기존 CSMA/CR 프로토콜보다 향상된 처리율을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.3862-3888
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• 2017

In high diversity node situation, single-channel MAC protocols suffer from many collisions. To solve this problem, the research of multichannel MAC protocol has become a hotspot. And the cyclic quorum-based multichannel (CQM) MAC protocol outperformed others owing to its high frequency utilization. In addition, it can avoid the bottleneck that others suffered from and can be easily realized with only one transceiver. To obtain the accurate performance of CQM MAC protocol, a Markov chain model, which combines the channel hopping strategy of CQM protocol and IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF), is proposed. The metrics (throughput and average packet transmission delay) are calculated in performance analysis, with respect to node number, packet rate, channel slot length and channel number. The results of numerical analysis show that the optimal performance of CQM protocol can be obtained in saturation bound situation. And then we obtain the saturation bound of CQM system by bird swarm algorithm (BSA). Finally, the Markov chain model and saturation bound are verified by Qualnet platform. And the simulation results show that the analytic and simulation results match very well.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권5호
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• pp.950-956
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• 2015

본 논문에서는 선박 및 실내 Seamless N-스크린 서비스를 위한 무선 통신 MAC 구조로서, WiMedia Distributed-MAC (D-MAC) 프로토콜을 적용하고, Seamless D-MAC 프로토콜에서 P2P 스트리밍이 가능한 OSMU (One Source Multi Use) N-스크린 서비스를 제공하기 위해, 비동기 트래픽 멀티홉 전송 기술(Asynchronous Traffic Multi-Hop Transmission : ATMT)을 제안하고 성능을 분석하였다. 센서장비에 장착되는 무선통신 모듈은 선내 통합유무선 네트워크와의 원활한 연결을 위하여 무선 게이트웨이 기능을 수행하는 WiMedia ATMT D-MAC 브릿지를 통해 데이터가 전송된다. 이를 위해 WiMedia 비동기 트래픽을 위한 타임 슬롯 할당 기술과 Multi-hop 자원 예약기술을 결합하여 각 기술에 대해 성능을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 통해, 비동기 트래픽 멀티홉 전송 기술은 비동기식 N-스크린 데이터 전송에 있어, 기존 D-MAC 방식보다 향상된 지연시간 및 수율 성능을 나타내었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.1024-1026
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• 2012

본 논문에서는 UWB 기술 기반 WiMedia Distributed Medium Access Control (D-MAC) 프로토콜에서, 디바이스들의 이동성으로 인해 발생하는 Distributed Reservation Protocol (DRP) 예약 충돌 현상을 분석한다. 그리고 DRP 예약 충돌 시 발생하는 성능 저하를 감소시키기 위해 DRP Conflict Resolution 방식과 DRP 릴레이 통신 기술을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 DRP 릴레이 통신 프로토콜은 충돌대상 디바이스에게 예약된 자원을 유지할 수 있도록 Direct Link 뿐만 아니라, DRP 예약 충돌 시 릴레이 노드를 경유하여 또 다른 Indirect Link 링크를 빠르게 예약할 수 있는 분산적인 자원 예약 프로토콜을 제안한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권4호
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• pp.375-383
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• 2009

The WiMedia alliance has specified a distributed medium access control (WiMedia MAC) protocol based on ultra wideband (UWB) for high data rate WPANs (HR-WPANs). The merits of WiMedia MAC such as distributed nature and high data rate make it a favorite candidate in HR-WPAN. Although QoS parameters such as the range of service rates are provided to a traffic stream, the WiMedia MAC is not able to use the QoS parameters and to determine or adjust a service rate using the QoS parameters for the traffic stream. In this paper, we propose a fair and adaptive resource allocation method that allocates time slots to isochronous streams according to QoS parameters and the current traffic load condition in a fully distributed manner. Although the traffic load condition changes, each device independently recognizes the changes and calculates fair and maximum allowable service rates for traffic streams. From the numerical and simulation results, it is proved that the proposed method achieves high capacity of traffic streams and fair QoS provisioning under various traffic load condition.