• 한국통신학회논문지
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• 제39B권5호
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• pp.291-295
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• 2014

본 논문에서는 산업 환경에서 운용되는 실시간 시스템을 제어하기 위한 산업용 무선 네트워크를 구현하여 성능 평가를 하고자한다. 이를 위해 EtherCAT 유선 기술과 IEEE 802.15.4e 무선 기술이 혼합된 형태의 산업용 네트워크 구조를 제안하고, 성능 평가를 위한 실시간 시스템의 참조 모델로써 역진자 시스템을 고려하였다. 구현된 산업용 무선 네트워크의 성능평가를 통해 엄격한 요구조건하에서 동작하는 실시간 시스템에 적용 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.65-70
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• 2024

근래에 와서 유틸리티들을 무선으로 원격제어 하는 스마트 팩토리 무선 이동 통신 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network) 얼라이언스에서는 EEE802.15.4g/e에 기반한 새로운 무선통신 표준화 규격으로 스마트팩토리와 같은 플랫폼 구축에 적합한 Wi-SUN 프로토콜 구조를 제시하였다. IEEE802.15.4e의 RIT(Receiver Initiated Transmission) 모드 MAC(Media Access Control)의 throughput 및 지연시간 측면의 성능을 분석하고 효율적 운용을 위한 고려 사항을 살펴본다. RIT 모드는 체크 인터벌이 길어질수록 지연시간과 throughput이 떨어짐을 볼 수 있다. 트래픽 부하가 커질수록 RIT 체크 인터벌을 짧게 운용하면 지연시간도 짧아지면서 throughput을 높일수 있음을 보였다. RIT 모드는 전력소모가 작은 장점을 가지고 있으면서 지연시간이나 throughput 측면에서 IEEE802.15.4와 CSL 모드 사이의 중립적 특징을 가지는 것을 볼 수 있었다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.43-52
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• 2007

IEEE 802.15.4 specification which defines low-rate wireless personal area network(LR-WPAN) has application to home or building automation, remote control and sensing, intelligent management, environmental monitoring, and so on. Recently, it has been considered as an alternative technology to provide multimedia services such as automation via voice recognition, wireless headset and wireless camera for surveillance. In order to evaluate capability of voice traffic on the IEEE 802.15.4 LR-WPAN, we supposed two scenarios, voice traffic only and coexistence of voice and sensing traffic. For both cases we examined delay and packet loss rate in case of with and without acknowledgement, and various beacon period varying with beacon and superframe order values. In LR-WPAN with voice devices only, total 5 voice devices could be applicable and in the other case, i.e., coexisted cases of voice and sensor devices, a voice device was able to coexist with about 60 sensor devices.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.1267-1270
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• 2009

IEEE 802.15.4 프로토콜은 구현이 용이하여 다양한 응용 네트워크에서 사용되고 있다. 하지만 대용량 데이터 전송시 백오프(back-off), CCA(Clear Channel Assesment), IFS(Inter Frame Space), ACK 시간 등이 MAC 계층에서 오버헤드로 작용하여 네트워크 성능 저하의 요인이 된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11e 프로토콜에서 사용되고 있는 블록(block) ACK 기법을 분석하고 이를 802.15.4 네트워크에 적용할 것을 제안하였다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석을 실시하고 제안한 기법이 802.15.4에서도 네트워크 처리량을 크게 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.23-28
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• 2021

근래에 와서 유틸리티들을 무선으로 원격제어 하는 스마트 팩토리 무선 이동 통신 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network) 얼라이언스에서는 EEE802.15.4g/e에 기반한 새로운 무선 통신 표준화 규격으로 스마트팩토리와 같은 플랫폼 구축에 적합한 Wi-SUN 프로토콜 구조를 제시하였다. IEEE802.15.4e의 CSL(Coordinated Sampled Listening) 모드 MAC(Media Access Control)의 지연시간 측면의 성능을 분석하고 효율적 운용을 위한 고려 사항을 살펴본다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권2호
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• pp.213-222
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• 2017

최근 IoT 기술의 확산으로 인해 산업 무선 센서 네트워크 분야에서도 IoT 기술이 적용되고 있다. 특히 스마트 팩토리는 유연한 공정 변화 및 맞춤형 제조를 위해 제조 설비에 무선 통신 및 네트워크 기술을 적용하는 것으로 무선 노드의 이동과 빈번한 네트워크 변동에도 적응적으로 네트워킹을 지원하는 것이 중요하다. 대표적인 산업 무선 센서 네트워크 기술인 IEEE 802.15.4e는 TSCH와 DSME의 2가지 MAC 모드를 사용하고 있으며, 그 중 DSME는 네트워크 변동에 강한 저 지연 실시간 전송을 위한 기능을 제공하고 있다. 본 논문에서는 DSME에 기반한 분산 스케줄링 기법을 제안한 것으로 이동성이 높은 산업 무선 센서 네트워크에서 트래픽에 적응적으로 통신 슬롯을 할당하여 산업 무선 센서 네트워크의 시의성과 전송 신뢰성을 확보하고 있다. 제안 알고리즘은 Coordinator 노드의 Local queue의 길이와 Global queue의 길이를 비교하며, Slot stealing 기법에 기반한 Traffic-aware 분산 스케줄링을 수행한다. Slot stealing 기법을 통해 개별 통신 노드의 전송 기회를 효율적으로 보장하면서, Slot stealing을 통해 야기되는 충돌로 인한 성능 저하 및 재전송 문제를 극복하기 위해 GroupACK 기법 적용 및 CAP 구간에 재전송 예약 슬롯을 할당하였다. 이 논문에서는 제안 알고리즘을 TSCH, DSME, legacy IEEE 802.15.4 slotted CSMA/CA와 비교하였고, 다양한 이동성 실험에서 성능 우위를 확인하였다. 실험을 통해 30개 이상의 노드로 구성된 토폴로지에서는 전송 대역폭이 15% 이상 개선됨을 확인하였다. 또한, slotted CSMA/CA에 비해서는 약 40%, TSCH 및 DSME 표준기법에 비해서는 제안 알고리즘을 탑재한 DSME가 15%의 전력 소모 절감이 나타나는 것을 실험적으로 확인하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제11권2호
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• pp.295-309
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• 2015

Beacon scheduling is considered to be one of the most significant challenges for energy-efficient Low-Rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN) multi-hop networks. The emerging new standard, IEEE802.15.4e, contains a distributed beacon scheduling functionality that utilizes a specific bitmap and multi-superframe structure. However, this new standard does not provide a critical recipe for superframe duration (SD) allocation in beacon scheduling. Therefore, in this paper, we first introduce three different SD allocation approaches, LSB first, MSB first, and random. Via experiments we show that IEEE802.15.4e DSME beacon scheduling performs differently for different SD allocation schemes. Based on our experimental results we propose an adaptive SD allocation (ASDA) algorithm. It utilizes a single indicator, a distributed neighboring slot incrementer (DNSI). The experimental results demonstrate that the ASDA has a superior performance over other methods from the viewpoint of resource efficiency.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.82-94
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• 2007

Wireless sensor networking technology is one of the basic infrastructures for ubiquitous environment. It enables us to gather various sensory data such as temperature, humidity, gas leakage, and speed from the remote sensor devices. To support these networking functions, IEEE WPAN working group makes standards for PHY and MAC, while ZigBee Alliance defines the standards for the network, security, and applications. The low-rate WPAN was emerged to have the characteristics of network resilience, low cost, and low power consumption. It has a broad range of applications including, but not limit to industrial control and monitoring, home automation, disaster forecast and monitoring, health care. In order to provide more intelligent and robust services, users want voice-based solutions to accommodate to low-rate WPAN. In this paper, we have evaluated voice quality of an IEEE 802.15.4 standard compliant voice node. Specifically, it includes the design of a voice node and experiments based on the prediction of voice quality using the E-model suggested by ITU-T G.107, and the network communication mechanisms considering beacon-enabled and nonbeacon-enabled networks for real-time voice communications.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권8A호
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• pp.820-827
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• 2010

오늘날, 다수의 사용자들 사이에서 화상회의 및 영상보안 시스템을 위한 영상 어플리케이션들은 다수의 동영상 연결 및 QoS 보장을 요구하고 있다. 동영상 시스템들은 광대역 무선 전송과 저비용 인터넷 접속을 위해 IEEE 802.11 무선 랜 장치를 채택한다. 그러나 현재의 IEEE 802.11e HCCA 표준에 따르면 동영상 전송을 위한 TSID는 두 개뿐이므로, 3개 이상의 동영상 세션이 하나의 무선 랜 단말에서 설정될 때, 동영상 세션들은 서로의 TXOP을 공유해야만 한다. 이 문제를 해결하기위해서, 기존 표준과 호환성을 유지하면서, 최대 15개까지 동영상세션을 설정할 수 있도록 프레임구조를 수정하였다. 제안방식은 NCTUns 4.0 네트워크 시뮬레이터와 실제 동영상데이터를 활용하여 수신량 및 PSNR 성능을 평가하였다. 그 결과, 500ms의 지연시간 안에 기존방식의 정상 동영상 세션이 약 75%를 수신한 반면, 제안방식은 97%이상을 수신하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권6호
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• pp.717-721
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• 2010

일반적으로 무선 MAC에서는 신뢰성을 부여하기 위해 ACK를 이용한다. 한편, 센서 네트워크 응용에서는 데이터가 주기적으로 전송되며, 어느 정도의 중복성을 갖고 있다. 이와 같이 신뢰성에 융통성이 있는 응용에서는 모든 MAC 프레임에 대해 ACK를 이용하는 것이 에너지 낭비로 작용할 수 있다. 에너지 절약을 목적으로 설계된 IEEE 802.15.4에서는 이에 대비하여 ACK 사용 여부를 선택 사항으로 지정해 놓고 있으나, 이를 활용한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 프레임이 잘 전달되는 경우 ACK를 생략하고, 프레임이 잘 전달되지 않을 경우 ACK를 사용하여 사용자가 요구하는 신뢰성(예: 단대단 패킷 도달율)을 만족할 수 있는 선택적 Unacknowledged 전송 기법을 제안하였다. 또한 NS2 시뮬레이터를 이용하여 다양한 성능 평가를 수행하였다.