• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.177-182
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• 2014

본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 싱크노드 기반의 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안되는 싱크 노드 기반 MAC 프로토콜(Sink node-Based MAC: SB-MAC)은 송신자 노드의 에너지 소모를 줄이고 전송 지연을 감소시키기 위해 RB (rapid beacon) 프레임이 사용된다. RB 프레임은 IEEE 802.15.4의 비콘 프레임의 수정된 형태이다. RB 프레임에 포함된 전송 노드의 데이터 길이 정보를 이용하여, 데이터 전송에 참여하지 않는 다른 노드들이 오랫동안 sleep 모드에 머물게 함으로써 에너지 소모를 줄일 수 있다. 이를 통하여 기존의 X-MAC 및 RI-MAC 프로토콜들에 비해 데이터 전송 지연 및 에너지 소모 면에서 더 좋은 성능을 가진다. SB-MAC 프로토콜은 하나의 싱크노드와 다수의 송신 노드들로 구성되어 있는 네트워크 환경에 에너지 효율적인 프로토콜이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권4B호
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• pp.360-367
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• 2009

본 논문에서는 MAC-SAP (Medium Access Control-Service Access Point)에서 하향 100Mbps 이상의 처리 속도를 요구하는 IEEE 802.11n MAC의 구현을 위한 새로운 방안을 제안하고, 이를 이용해 설계된 MAC의 구조를 제시한다. 제안된 방식을 이용하면, 기존에 MAC 프로토콜의 검증 및 네트워크 기반 시뮬레이션 과정과 소프트웨어 및 하드웨어의 설계 및 검증 과정이 분리되어 진행되던 방식과는 다르게 하나의 통합된 코드를 사용하여 네트워크 시뮬레이션과 시스템의 설계가 밀접한 연관성을 가질 수 있다. 제안된 방식을 통해 구현된 IEEE 802.11n MAC은 상위계층 MAC과 하위계층 MAC의 두 부분으로 구성되며, 각각은 표준에 새롭게 추가된 기능의 효율성을 높일 수 있게 그 기능을 구분하여 각각 소프트웨어와 하드웨어로 설계되었다. 설계된 MAC은 ARM 기반의 FPGA 보드를 통해 검증되었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.85-96
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• 2008

유무선 네트워크 환경에서는 사용자 I P 주소와 클라이언트 단말의 MAC 주소 정보를 등록/관리하여 인증 등을 수행하고 있다. 하지만 기존의 MAC 주소 등록/관리 방식은 공격자 자신의 MAC 주소 값을 클라이언트의 MAC 주소 값으로 변경하는 MAC Spoofing 공격에 취약하기 때문에 이에 대한 대처 방안이 제시되어야 한다. 무선 네트워크 환경에서 MAC Spoofing 공격을 탐지하기 위해 기존에 제시된 기법은 패킷의 시퀀스 번호 등에 기초하여 MAC 주소 값의 변경 등을 순차적으로 판별하는 기법이었으나 무선 공격에 대한 탐지/차단 기능을 제공하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 무선 네트워크에서 AirSensor와 AP를 기반으로 무선 트래픽에 대한 정보를 수집하고 W-TMS에 구축된 MAC Address Lookup 테이블을 통해 실시간으로 MAC Spoofing 공격을 탐지하며, 다시 AP를 통해 해당 공격 트래픽을 차단할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 탐지 및 차단 알고리즘은 성능평가 결과 MAC Spoofing 공격 시도에 대해서 고성능의 탐지/차단 기능을 수행하였으며 최소한의 무선 트래픽 전송 지연만으로도 무선 MAC Spoofing 공격에 대해 실시간으로 대응한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.43-54
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• 2007

배터리를 기반으로 동작하는 센서 노드들로 구성된 센서 네트워크(S두낵 Network)는 에너지의 효율적인 사용이 가장 큰 이슈이다. 센서 네트워크의 MAC 프로토콜도 에너지 효율성을 고려하여 설계되고 있으며, 일반적인 접근방법은 listen/sleep 모드를 주기적으로 반복하는 것이다. 그러나, 데이터 전송과정에서 수신 노드의 Sleep으로 인하여 즉시 다음 이웃 노드로 데이터를 전송할 수 없는 데이터 전송지연이 필연적으로 발생한다. 본 논문은 에너지 효율성을 고려하면서 데이터 전송지연을 최소화하는 DT-MAC(Data Transmission Centric MAC)을 제안한다. DT-MAC에서 데이터를 수신한 수신 노드는 데이터 수신과 연관된 sleep 모드 중 잔여 sleep 기간을 데이터 전송이 가능한 pseudo_listen 기간으로 전환한다. pseudo_listen 기간에서는 데이터 전송이 가능하므로 sleep 모드로 인한 데이터 전송지연을 가능한 최소화 할 수 있다. 따라서 DT-MAC은 에너지 효율성을 제공하면서 재난 및 화재 경보와 같은 실시간 센싱 데이터를 요구하는 센서 네트워크의 응용에 적합한 MAC 프로토콜이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권4B호
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• pp.391-398
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• 2011

본 논문에서는 LED 조명 기반의 우선 LAN 통신을 위한 MAC 프로토콜을 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 MAC 프로토콜은 LED 조명과 단말기의 송수신 방향을 자동으로 최적화할 수 있는 특정이 있다. 또한, 방송메시지 송신 및 단말기 등록을 위한 초기통신 시간이 주기적으로 할당되어 있는 특징이 있다. 데이터 통신방식으로는 carrier의 센싱 및 충돌감지가 어려운 LED 가시광의 특징을 감안하여 기존의 무선 LAN 통신에서 사용되는 CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance) 기반이 아닌 polling 기법을 사용하였으며, MAC 프레임 형식으로는 기존의 무선 LAN에 통신용 프레임을 수정하여 우선 가시광 LAN 통신에 적합한 MAC 프레임을 제안하였다. 이렇게 제안하는 MAC 프로토콜의 성능수치를 구하였으며, 무선 가시광 PHY 통신단의 데이터 전송속도를 100 Mbps로 가정하였을 때에 여러 가지 오버헤드를 제외하고 순수하게 데이터를 보낼 수 있는 데이터 전송량은 94.386 Mbps에 달하였다.

• 한국IT서비스학회지
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• 제10권3호
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• pp.237-250
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• 2011

Recently, Wireless Sensor Networks (WSN) require energy performance and guaranteed delivery delay time, contrarily with previous MAC protocols that aim to high throughput mostly. In order to satisfy the new significant requirements, many MAC protocols of WSN employ and try to enhance the duty cycle mechanism which is energy efficient technique in MAC layer. This duty cycle mechanism is oriented by toggling the transceiver conditions composed of wakeup and sleep states. The synchronous MAC protocols perform the period synchronization process. Hence, these are energy efficient in periodic monitoring environment, but are inefficient in where an event is incurred rarely and infrequently. Otherwise, the performance of asynchronous MAC protocols are contrarily with synchronous protocols. In this paper, we design two models consisting Always-busy and Always-idle ti simplify the general network congestion conditions. Through these models, moreover, we analyze two types MAC protocols in terms of energy efficiency and delay performance by analytical results. Additionally, we also evaluate two MAC protocols with two gongestion models that we designed. By the analytical and simulated results, we provide the general and efficient decision method in which protocols are more appropriate in a certain WSN environment.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.1646-1652
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• 2010

무선 센서 네트워크에서의 통신은 여러 계층으로 나뉘어 각 계층별 역할을 수행하므로 무선통신이 가능할 수 있다. 센서 네트워크에서의 통신계층 중 하나인 MAC(Medium Access Control)계층은 데이터의 에러, 흐름을 제어하고 자원을 관리하기 위해서 사용되며 MAC Protocol을 사용하여 센서 노드간의 통신을 보장한다. 본 논문에서는 에너지 효율성 측면을 강조한 S-MAC. T-MAC 프로토콜의 문제점을 알아보고 SYNC 패킷에 RTS 패킷이 추가된 기법을 이용하여 컨트롤 패킷 전송 시간동안 꼭 필요한 노드만 컨트롤 패킷을 송수신하고, 나머지 노드들은 Sleep 함으로써, 모든 노드가 깨어있는 시간을 효율적으로 줄여 에너지 효율성을 강조하였다. SYNC+RTS 패킷을 보내고 패킷을 받는 노드는 순간 자신이 이번 주기 동안 깨어 있을 필요가 없음을 알고 바로 Sleep모드로 들어가서 기존의 MAC프로토콜보다 에너지가 효율적임을 수학적으로 증명하고 MATLAB으로 시뮬레이션 하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권12호
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• pp.323-328
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• 2014

융합망에 사용되는 D-MAC 프로토콜은 사물간 무선링크를 연결하기 위해 설계된 프로토콜이다. 이 프로토콜은 이웃 노드 가운데 로컬 데이터 교환과 수집을 위해 제공되고, 싱크로부터 센서 노드로 제어패킷과 관심 패킷이 분배된다. 본 논문에서는 융합망의 D-MAC 보안 인증 적용 여부에 따른 전력소모 효율성에 대해 분석하였다. 인증기법이 MAC 통신에 적용될 경우, 인증처리 유무에 따라 프리앰블의 에너지 소비 여부가 연관이 된다. 인증이 적용될 경우 서비스 공격에 대응하여 에너지 소비가 감소된다. 향후 보안 인증기법에 관련한 연구를 수행할 계획이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.890-893
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 각 노드들은 일반적으로 자체 충전이 어려운 배터리를 전원으로 사용하고 배터리 방전시의 교체도 어렵기 때문에 제한된 에너지원 내에서의 각 노드들의 수명 연장을 위한 연구는 중요한 이슈가 되어 왔다. 그래서 각 노드들의 에너지 소비량을 최소한으로 하는 많은 방법들이 제안되었으며 특히 에너지 효율적인 MAC 프로토콜에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 그 중 경쟁 기반 MAC 프로토콜인 T-MAC은 S-MAC의 고정된 듀티 사이클에 적응성을 추가한 프로토콜로서 각 노드가 활성 모드에서 수면 모드로 진입하기 전 고정된 timeout을 주게 된다. 이 고정된 timeout 내에서 송수신되는 데이터가 없으면 각 노드들은 수면 모드로 진입하게 되는데 timeout은 항상 고정되어 있기 때문에 송수신 되는 데이터가 없을 때에는 불필요한 에너지 소비를 발생시킨다. 본 논문에서는 확률적으로 timeout을 분석하고 확률에 따른 timeout을 제공하여 timeout 동안의 불필요한 에너지 소모를 줄임으로서 에너지의 효율을 높일 수 있는 적응형 timeout 기반 MAC 프로토콜을 제안한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권6호
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• pp.88-96
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• 2011

수중 음파 통신은 해양 데이터 수집, 해저 탐사 및 개발, 군사 전술 감시 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 이와 같이 다양한 분야에 Autonomous Underwater Vehicle(AUV)나 Remotely Operated Vehicle(ROV)와 같은 수중 로봇을 이용한 로봇 제어 시스템 구축은 필수적이다. 본 논문에서는 수중 음파 센서 네트워크 구성에서 중요한 부분인 에너지 효율적인 면을 고려하는 동시에 실시간 로봇 제어 시스템 구축에 적합한 Message Merging MAC($M^2$-MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 Media Access Control(MAC) 프로토콜에서는 미리 할당된 타임 슬롯에 따라 로봇 노드들로부터 데이터를 수신하고, 베이스 스테이션으로부터 전달받은 메시지들을 버퍼링 과정을 거쳐 하나의 MAC 프레임으로 생성한 후 클러스터 내 모든 로봇 노드들에게 브로드 캐스팅 하게 된다. 또한 새로운 노드 진입 및 탈퇴 시 Maintenance&Sleep(M&S) 구간을 통해 관련 절차가 이루어짐으로써 경쟁과 비경쟁 방식이 혼합된 복합형 MAC 프로토콜의 형태를 이룬다. 본 논문에서는 실시간 로봇 제어 시스템 구축에 중요한 요소인 종단 간 지연과 에너지 소모량에 관련된 수학적 분석 모델을 제시하고 기존의 MAC 프로토콜과 비교함으로써 성능의 우수성을 검증한다.