• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.1521-1529
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• 2009

표준 IEEE 802,11 무선 랜 환경에서는 AP를 중심으로 상향 플로우와 하향 플로우가 데이터 처리량에 있어서 상호 불공평성이 발생한다. 이 불공평성의 원인은 무선 랜에서 사용하는 DCF(Distributed Coordination Function) MAC(Medium Access Control) 프로토콜이 AP(Access Point) 노드에 게 다른 무선 단말과 같은 우선순위를 부여하기 때문에다. 또한 TCP(Transmission Control Protocol) 프로토콜에서 데이터 세그먼트가 확인(Acknowledgement) 세그먼트보다 손실 시 처리량 저하에 미치는 영향이 크기 때문에 불공평성이 더욱 증가된다. 본 논문에서는 우선 발생하는 불공평성의 정도를 알아보기 위하여 여러 가지 네트워크 환경을 구성하여 시뮬레이션을 실시한다. 또한 불공평성 문제를 일으키는 원인들의 정도를 실험을 통해서 확인한다. 이러한 불공평성 현상을 개선시키기 위하여 논문에서는 AP의 스케쥴링 구조 및 알고리즘을 제안한다. 제안방한은 ns2 시뮬레이션을 통해서 성능을 확인한다.

• 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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• 제7권3호
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• pp.313-324
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• 2005

The success of the IEEE 802.11 standard has prompted research into efficiency of the different medium access methods and their support for different traffic types. A modified version of the point coordination function (PCF) called modified PCF has been introduced as a way to improve the efficiency over the standard method. It has been shown through a simulation study and a mathematical analysis that channel utilization can be much improved compared to the standard, in case there is no so-called hidden station problem. However, under the hidden station problem, the efficiency of the modified PCF would obviously decrease. In this paper, some enhancements of the modified PCF are introduced. Firstly, we propose a retransmission process to allow frames involved in collisions to be retransmitted. Then, we propose a collision resolution mechanism to reduce the frame collision probability due to the hidden station problem. In addition, we propose a priority scheme to support prioritization for different traffic types such as interactive voice and video, and real-time data traffic in the modified PCF. To prevent the starvation of one low priority traffic, minimum transmission period is also guaranteed to each traffic type via an admission control algorithm. We study the performance of the modified PCF under the hidden station problem and the performance of the modified PCF with priority scheme through simulations. To illustrate the efficiency of the priority scheme, we therefore compare its simulation results with those of some standardized protocols: The distributed coordination function (DCF), the enhanced distributed channel access (EDCA), the PCF, and our previously proposed protocol: The modified PCF without priority scheme. The simulation results show that the increment of delay in the network due to the hidden station problem can be reduced using the proposed collision resolution mechanism. In addition, in a given scenario the modified PCF with priority scheme can provide better quality of service (QoS) support to different traffic types and also support a higher number of data stations than the previous proposals.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권5호
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• pp.386-395
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• 2010

802.11 무선랜의 편리함으로 인해 무선랜의 광범위한 보급은 WiFi가 오늘날 인터넷 접근 기술에서 없어서는 안 될 부분이 되었다. 인터넷 접근 망의 연구는 단대단 성능에 지대한 영향을 미치는 중요한 역할을 함에도 불구하고 과거 연구는 캡쳐 효과(capture effect)로 기인한 오작동에 대한 충분한 고려없이 MAC 프로토콜의 성능향상, 분석 또는 시뮬레이션 평가를 수행해 왔다. 또한, 캡쳐 효과는 무선 환경에서 빈번하게 발생하고 있으며 노드 간에 불평등을 초래하는 것으로 알려져 왔다. 그래서, 우리는 그러한 불평등한 환경 하에서 형평성(fairness)을 제공할 수 있는 Fair MAC 알고리즘을 제안한다. 또한, 노드간에 형평성을 유지함과 동시에 시스템 전체 처리율(throughput)을 최대화되도록 한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 Fair MAC 알고리즘이 처리율 감소 없이 형평성을 달성하는 것을 보여 준다.

• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권5호
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• pp.518-528
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• 2009

IEEE 802.11 wireless local area network (WLAN) has become the prevailing solution for wireless Internet access while transport control protocol (TCP) is the dominant transport-layer protocol in the Internet. It is known that, in an infrastructure-based WLAN with multiple stations carrying long-lived TCP flows, the number of TCP stations that are actively contending to access the wireless channel remains very small. Hence, the aggregate TCP throughput is basically independent of the total number of TCP stations. This phenomenon is due to the closed-loop nature of TCP flow control and the bottleneck downlink (i.e., access point-to-station) transmissions in infrastructure-based WLANs. In this paper, we develop a comprehensive analytical model to study TCP dynamics in infrastructure-based 802.11 WLANs. We calculate the average number of active TCP stations and the aggregate TCP throughput using our model for given total number of TCP stations and the maximum TCP receive window size. We find out that the default minimum contention window sizes specified in the standards (i.e., 31 and 15 for 802.11b and 802.11a, respectively) are not optimal in terms of TCP throughput maximization. Via ns-2 simulation, we verify the correctness of our analytical model and study the effects of some of the simplifying assumptions employed in the model. Simulation results show that our model is reasonably accurate, particularly when the wireline delay is small and/or the packet loss rate is low.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 추계학술발표대회
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• pp.203-206
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• 2014

무선 LAN(Wireless Local Area Networks 의 DCF(Distributed Coordination Function) 방식은 랜덤 백 오프 방식으로 매체에 접근하기 때문에 지연이 발생하여 정해진 시간 내에 전송을 보장할 수 없다는 단점이 있다. [1] 이는 곧 실시간 멀티미디어 트래픽(비디오, 음성 등)의 QoS(Quality Of Service)를 보장할 수 없다는 것을 뜻한다. 또한 IEEF 802.11e 표준 [2]에서 제공하는 QoS 를 위한 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)라는 프로토콜은 제시되어있으나 실제로 구현되어있는 디바이스의 부재로 QoS 를 지원하기가 어렵다. 따라서 무선 랜에서 IEEE 802.11e 를 지원하지 않는 망내 디바이스, 즉 큐가 1 개인 STA, 즉 기본적인 802.11 표준 기술인 DCF 를 사용하는 STA 을 위해서 멀티미디어 트래픽의 실시간 전송을 보장하기 위한 기법을 제시한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.394-396
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• 2005

IEEE 802.11를 비롯한 여러 무선 네트워크에서는 multi-rate을 활용한 시스템 성능향상에 관한 연구가 진행되고 있다. 그 중에 한가지 연구결과로 제안된 방법이 rDCF.이다. 만약 Mesh 네트워크에서 rDCF를 동작시킨다면, 시스템 throughput의 증가, Packet delay의 감소와 항께 채널상태에 따라 포워딩 전략을 다르게 함으로써 채널 error의 영향이 줄어들 것으로 기대해 볼 수 있다. 하지만 기존의 rDCF를 아무런 revision 없이 Mesh 네트워크에 적용하기에는 spatial reuse 측면에서 비효율적이다. Mesh 네트워크에서는 외부 네트워크와 access point 지점이 되는 portal쪽으로 traffic이 집중되는 것이 일반적이므로 portal에 가까울수록 traffic간의 contention도 가중되므로 시스템 전체 성능에 영향을 미치게 된다. 이러한 문제를 줄이기 위하여 무선 네트워크 환경에서 spatial reuse 측면을 향상시킴으로써 동시에 진행되는 communication 수를 늘리는 방법이 있다. 그러므로 본 논문에서 rDCF의 spatial reuse를 늘임으로써 좀더 Mesh Network위에서도 효율적으로 작동할 수 있는 기법을 제시하고자 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.390-392
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• 2015

IEEE 802.11 DCF(Distributed Coordination Function) 프로토콜은 이진 지수 백오프 방식을 사용한다. 단말은 데이터 전송 전에 충돌을 피하기 위해 일정한 시간동안 채널 휴지(Idle)를 기다린다. 데이터 전송이 성공하면 경쟁 윈도우 값을 두 배로 증가시키고 실패하면 최소 값으로 초기화 한다. 이를 통해 DCF는 충돌을 회피하지만 단말의 수가 증가함에 따라 충돌율은 증가하고 전체 네트워크 성능은 저하된다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 예약 방식을 통한 데이터 전송 방법을 제안한다. 제안된 방법에서 채널 시간을 예약 구간과 경쟁 구간으로 나눈다. 기본적으로 경쟁 구간에서 단말들은 DCF와 마찬가지로 경쟁 방식을 통해 데이터를 전송할 때 예약 구간에 대한 채널 예약을 AP에게 요청한다. 또한 예약 구간에서 데이터를 전송한 단말은 다음 예약 구간에서의 예약을 요청한다. AP는 채널 예약을 수행한다. 채널 예약에 성공한 단말은 예약 구간에서 비경쟁 방법으로 데이터 패킷을 전송한다. 따라서 DCF의 충돌율을 낮추고 전체적인 네트워크 성능을 향상시킨다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6C호
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• pp.483-491
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• 2012

자동차 간 (Vehicle-to-Vehicle) 통신에서, 각각의 자동차들은 위치, 속도, 조향 등의 정보를 포함하는 비컨 메시지를 주변의 자동차들에게 주기적으로 방송함으로써, 이들로 하여금 자신의 주행 정보를 인지할 수 있도록 한다. 그런데, 단순한 비컨 메시지의 방송은 메시지 수신 확률을 감소시키고 지연 시간을 크게 증가시키는 원인이 된다. 따라서, 본 논문에서는 비컨주기 (Beacon Period), 반송파감지거리 (Carrier-Sensing Range), 그리고 IEEE 802.11 DCF 졍쟁구간크기 (Contention Window Size)가 자동차 간 통신의 성능에 미치는 영향을 수학적으로 분석하고자 한다. 우선, 측위 오차의 임계값으로부터 자동차 운전 속도에 반비례하는 비컨주기를 도출하고, 이를 기반으로 비컨 메시지로 인한 DSRC 채널의 최대 부하를 수학적으로 유도한다. 비컨 메시지의 부하가 특정 임계치 이하가 되도록 반송파감지거리를 결정하는 수학적 모형을 유도하고, 수율을 최대화하는 DCF 경쟁구간크기에 대한 닫힌 근사해를 제시한다.