• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (3)
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• pp.478-480
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• 2003

IEEE 802.11 무선 MAC 표준은 물리 계층에서 Multirate를 제공하며. 이를 이용하기 위한 다양한 Rate adaptation 알고리즘들이 제안되었다. 일반적으로 애드 혹 무선 망은 802.11의 MAC을 기반으로 하므로 Multirate를 고려할 필요가 있다. Multirate을 지원하는 상황에서 높은 Data Rate로 통신을 할 경우, 그에 따른 높은 SNR (Signal to Noise Ratio) Threshold가 요구되므로. 기존의 RTS/CTS로는 해결할 수 없는 심각한 Hidden Terminal 문제가 발생할 수 있다. 이 논문에서는 Multirate를 지원하는 애드 혹 무선 망에서의 Hidden Terminal 문제를 분석하고 분석의 수치결과를 제시한다. 또한. Hidden Terminal 문제를 해결하기 위한 새로운 방안을 제안한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권10호
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• pp.79-89
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• 2006

TCP는 신뢰성을 보장하는 전송 프로토콜로서 인터넷 등에서 가장 널리 사용되고 있는 전송 방식이다. 하지만 TCP는 유선망에 적합하도록 설계되었기 때문에 무선망에서 TCP를 사용할 경우 성능 저하가 발생된다. TCP의 성능 저하 원인으로는 MAC 계층에서의 무선 매체 경쟁, hidden-terminal 문제와 exposed terminal 문제, 링크 계층에서의 패킷 손실, 불공정성의 문제들과 노드의 이동에 의한 경로 단절시 발생되는 패킷 순서 바뀜 문제와 경로의 단절로 인한 재전송 타이머의 exponential backoff에 의한 대역폭의 낭비 등이 있다. 특히 이동 ad-hoc 망에서는 전송 범위(transmission range)와 간섭범위(interference range)의 불일치로 인해 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 동시에 전송할 수 있는 노드의 수가 제한되며 이로 인해 성능저하가 크게 발생된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 이동 ad-hoc 망에서 발생되는 hidden terminal 문제로 인해 노드가 전송을 하지 못하고 CW(contention window)만 크게 증가되는 문제를 해결하기 위한 MAC 알고리즘을 제안한다. 기존의 802.11 MAC의 DCF(distributed coordination function)에서는 전송에 실패할 경우 CW를 지수적으로 증가시키지만 본 논문에서 제안하는 기법은 노드가 전송 실패를 하였을 경우 그 원인에 따라 CW를 적절하게 변화시킴으로 성능 향상을 얻을 수 있다. 이 기법을 사용하면 hidden terminal에 의해 전송을 실패하는 노드에게 공정한 전송 기회를 부여함으로써 TCP 성능 향상을 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보였다.

• Journal of Information Technology Applications and Management
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• 제15권1호
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• pp.261-270
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• 2008

Wireless Mesh Networks (WMNs) have emerged as one of the new hot topics in wireless communications. WMNs have been suggested for use in situations in which some or all of the users are mobile or are located in inaccessible environments. Unconstrained transmission in a WMN may lead to the time overlap of two or more packet receptions, called collisions or interferences, resulting in damaged useless packets at the destination. There are two types of collisions; primary collision, due to the transmission of the stations which can hear each other, and hidden terminal collision, when stations outside the hearing range of each other transmit to the same receiving stations. For a WMN, direct collisions can be minimized by short propagation and carrier sense times. Thus, in this paper we only consider hidden terminal collision while neglecting direct collisions. To reduce or eliminate hidden terminal collision, code division multiple access (CDMA) protocols have been introduced. The collision-free property is guaranteed by the use of spread spectrum communication techniques and the proper assignment of orthogonal codes. Such codes share the fixed channel capacity allocated to the network in the design stage. Thus, it is very important to minimize the number of codes while achieving a proper transmission quality level in CDMA WMNs. In this paper, an efficient heuristic code assignment algorithm for eliminating hidden terminal collision in CDMA WMNs with general topology.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제2권2호
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• pp.117-130
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• 1999

In this paper, the performance of data communication function of military radio equipment P-999K is analyzed based on the standard CSMA/CA protocol which is DFWMAC standard protocol done by IEEE802.11 work group. Basic three standard protocols, i.e. Basic CSMA/CA, Stop & Wait ARQ and 4-Way Handshake CSMA/CA protocols are analyzed and compared with each other under the hidden terminal environment. The computer simulation is also done by using SIMSCRIPT II.5 which is popular software tool for an independent processing. The results show that p-persistent(with p=0.3) CSMA scheme is superior to non-persistent CSMA scheme with non-hidden terminal condition, but the performances of both schemes are almost same with hidden terminal situation. And the results of computer simulations are also showed that Basic CSMA/CA protocol is superior to the other protocols when the ratio of hidden terminals is below 10 % of total user population, however, with the above 20% hidden terminals environment and the higher offered traffic conditions the 4-Way Handshake CSMA/CA protocol shows the most superior performance.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제28권1호
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• pp.11-21
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• 2001

무선 랭용 MAC 프로토콜을 설계함에 있어서 몇 가지 고려되어야 할 사항들이 있다. 이들 중에서 hidden-terminal 문제와 exposed-terminal 문제는 반드시 고려되어야 할 문제들이다. Hidden-terminal 문제는 많은 사람들에 의해 연구되어왔으며 상당한 개선을 이루었으나 exposed-terminal 문제는 그리 중요하게 고려되지 않았다. 이논문은 두 개의 프로토콜을 제안하였다. 첫 번째 프로토콜은 가용채널을 제어 채널과 데이터 채널로 나누어 이를 각각 제어프레임과 데이터 프레임을 위해 사용하는것이며 두 번째 프로토콜은 채널을 분리할 경우 제어 프레임이 데이터 프레임과 완전히 독립적으로 전송될 수 있다는 것을 이용하는 프로토콜이다. 두 번째 프로토콜은 한 번의 프레임 전송을 예약하는 첫 번째 프로토콜과 달리 복스의 프레임 전송을 예약한다. 제안된 두 프로토콜은 시뮬레이션은 통해 검증되었으며 기존의 프로토콜에 비해 향상된 성능을 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권9호
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• pp.165-174
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• 2006

본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 무선 멀티홉 망에서 TCP의 성능을 향상시키기 위하여 새로운 Contention Window(CW) 제어 알고리즘을 제안 하였다. 제안한 Contention Window(CW) 제어 알고리즘은 무선 멀티홉 망에서 빈번히 발생하는 hidden terminal 문제의 영향을 경감시킨다 무선 멀티홉 망에서 발생하는 대부분의 패킷 손실은 패킷의 충돌에 의한 것이 아니라 hidden terminal과 exposed terminal로 인하여 발생된다. 그러나 IEEE 802.11 DFC 알고리즘에서는 전송에 실패한 사용자의 CW를 지수형태로 증가시키므로 해당노드가 전송에 성공할 확률을 더욱 감소시킨다. 이는 전송에 성공한 노드가 연속해서 패킷 전송에 성공할 가능성을 높여주어 burst한 데이터 전송이 일어날 수 있다. 한편, 최대 재전송을 시도한 후에도 데이터를 보내지 못한 노드는 네트워크 계층에서의 경로 재전송을 시도하게 되는데 이로 인해 데이터 전송이 중지되고 성능감소가 일어날 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서 제안한 기법에서는 backoff 재전송의 횟수를 증가시키고 적절한 CW의 크기를 설정하는 방안을 제안 하였다. Ns-2를 사용하여 체인 토폴로지와 격자 토폴로지에서의 시뮬레이션을 수행해 제안된 기법이 무선 멀티홉 망에서 TCP 성능을 향상시킴을 확인 하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.778-798
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• 2014

This paper proposes a novel exposed-terminal-eliminated medium access control (ETE-MAC) protocol by combining channel reservation, collision avoidance and concurrent transmissions to improve multi-access performance of the multihop wireless networks. Based on the proposed slot scheduling scheme, each node senses the control channel (CCH) or the data channel (DCH) to accurately determine whether it can send or receive the corresponding packets without collisions. Slot reservation on the CCH can be simultaneously executed with data packet transmissions on the DCH. Therefore, it resolves the hidden-terminal type and the exposed-terminal type problems efficiently, and obtains more spatial reuse of channel resources. Concurrent packet transmissions without extra network overheads are maximized. An analytical model combining Markov model and M/G/1 queuing theory is proposed to analyze its performance. The performance comparison between analysis and simulation shows that the analytical model is highly accurate. Finally, simulation results show that, the proposed protocol obviously outperforms the link-directionality-based dual-channel MAC protocol (DCP) and WiFlex in terms of the network throughput and the average packet delay.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.97-103
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• 2008

최근에 제안된 수중 음향 센서 네트워크용 MAC 프로토콜인 T-Lohi는 저가형 음향 모뎀들이 밀집되어 구성된 네트워크에서 사용되도록 설계된 프로토콜이다. 그러나 T-Lohi는 각 노드들이 모든 노드들의 신호를 수신할 수 없어 멀티 홉 라우팅이 필요한 네트워크에서 사용될 때 hidden terminal 문제로 인해 많은 패킷 충돌이 발생한다. 본 논문에서는 T-Lohi처럼 톤을 사용하여 전력 소모에 있어서의 경제성을 추구하면서도 RTS/CTS handshaking을 통해 hidden terminal 문제를 해결한 새로운 MAC프로토콜을 제안한다. 모의실험 결과는 새로운 MAC프로토콜이 T-Lohi와 비교했을 때 패킷 손실을 훨씬 줄이면서도 좋은 네트워크 활용률을 달성할 수 있음을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권4호
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• pp.684-702
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• 2011

This paper proposes a TDMA-based multichannel medium access control (MAC) protocol for QoS provisioning in mobile ad hoc networks (MANETs) that enables nodes to transmit their packets in distributed channels. The IEEE 802.11 standard supports multichannel operation at the physical (PHY) layer but its MAC protocol is designed only for a single channel. The single channel MAC protocol does not work well in multichannel environment because of the multichannel hidden terminal problem. Our proposed protocol enables nodes to utilize multiple channels by switching channels dynamically, thus increasing network throughput. Although each node of this protocol is equipped with only a single transceiver but it solves the multichannel hidden terminal problem using temporal synchronization. The proposed energy efficient multichannel MAC (EM-MAC) protocol takes the advantage of both multiple channels and TDMA, and achieves aggressive power savings by allowing nodes that are not involved in communications to go into power saving "sleep mode". We consider the problem of providing QoS guarantee to nodes as well as to maintain the most efficient use of scarce bandwidth resources. Our scheme improves network throughput and lifetime significantly, especially when the network is highly congested. The simulation results show that our proposed scheme successfully exploits multiple channels and significantly improves network performance by providing QoS guarantee in MANETs.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권6호
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• pp.3000-3022
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• 2019

Full-duplex (FD) technologies enable wireless nodes to simultaneously transmit and receive signal using the same frequency-band. The FD modes could improve their physical layer throughputs. However, in the wireless ad hoc networks, the FD communications also produce new interference risks. On the one hand, the interference ranges (IRs) of the nodes are enlarged when they work in the FD mode. On the other hand, for each FD pair, the FD communication may cause the potential hidden terminal problems to appear around the both sides. In this paper, to avoid the interference risks, we first model the IR of each node when it works in the FD mode, and then analyze the conditions to be satisfied among the transmission ranges (TRs), carrier-sensing ranges (CSRs), and IRs of the FD pair. Furthermore, in the media access control (MAC) layer, we propose a specific method and protocol for collision avoidance. Based on the modified Omnet++ simulator, we conduct the simulations to validate and evaluate the proposed FD MAC protocol, showing that it can reduce the collisions effectively. When the hidden terminal problem is serious, compared with the existing typical FD MAC protocol, our protocol can increase the system throughput by 80%~90%.