• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제11권2호
• /
• pp.764-784
• /
• 2017

Energy efficiency is an essential requirement in designing a MAC protocol for wireless sensor networks (WSNs) using battery-operated sensor nodes. We proposed a new receiver-initiated MAC protocol, RIX-MAC, based on the X-MAX protocol with asynchronous duty cycles. In this paper, we analyzed the performance of RIX-MAC protocol in terms of throughput, delay, and energy consumption using the model. For modeling the protocol, we used the Markov chain model, derived the transmission and state probabilities, and obtained the equations to solve the performance of throughput, delay, and energy consumption. Our proposed model and analysis are validated by comparing numerical results obtained from the model, with simulation results using NS-2.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권10B호
• /
• pp.866-871
• /
• 2006

본 논문에서는 이동 애드혹 망에서 멀티미디어 트래픽 처리를 위해 예약 방식의 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 예약 방식의 MAC 프로토콜은 두 개의 부분 계층으로 이루어진 계층적 접근법을 기반으로 한다. MAC의 하위 부분 계층은 이동 애드혹 망에서 비동기 데이터 트래픽을 지원하기 위해 CSMA/CA를 사용하는 기본적인 접근 방법을 제공한다. 그 위에 상위 부분 계층은 실제 데이터 전송에 앞서 슬롯(slot) 예약을 수행함으로써 실시간 주기적 트래픽을 지원한다. 제안된 프로토콜은 ns-2 시뮬레이터를 사용하여 검증하였다. 시뮬레이션 수행 결과는 예약 방식의 MAC 프로토콜이 IEEE 802.11 표준과 비교하여 더 높은 처리율(throughput)과 더 낮은 지연(delay)을 제공하므로 실시간 트래픽 전송에 적합함을 보여주었다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제17권2호
• /
• pp.172-183
• /
• 2015

To provide an efficient link maintenance approach, we propose a cross layer medium access control (LM-MAC) protocol for multichannel cognitive radio ad hoc networks. Link establishment and reliable transmission are two key problems for a perfect link maintenance mechanism. Since the cognitive user (CU) pairs have to reestablish their links each frame, in the proposed MAC protocol, three different access modes are designed to guarantee transmission efficiency in continuous frames. To enhance the transmission reliability, each CU will create a father spectrum list (FSL) after joining in the network. FSL is divided into three groups of sub-channels with different functions to compensate the packet loss caused by the primary users' appearance and the deep fading. Meanwhile, since the transmitter and the receiver will share the same FSL, periodical cooperative sensing is adopted to further optimize the former problem. Finally, compared with the existing opportunistic multichannel (OMC)-MAC protocol, the proposed LM-MAC protocol achieves better system performance in terms of saturation throughput, continuity and access delay.

• 인터넷정보학회논문지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.161-169
• /
• 2009

최근 무선 센서 네트워크를 기반으로 한 CCTV 동영상, 이미지 캡처 정보, 음향 정보 등의 멀티미디어 데이터 전송 서비스의 요구가 증대됨에 따라 무선 멀티미디어 센서 네트워크의 실현 가능성이 현실화 되고 있다. WMSN(Wireless Multimedia Sensor Network) 에서 멀티미디어 정보를 전송하기 위해서는 다양한 서비스별로 차별화된 서비스 품질 보장이 매우 중요하다. 본 논문은 지연에 대한 차별화된 서비스 품질을 제공할 수 있는 DSMAC 기반 개선된 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 버퍼의 점유율에 따라 특정 노드 간에 적응적으로 duty cycle를 변경함으로써 에너지 소모를 크게 증대시키지 않고 지연을 줄일 수 있다. 시뮬레이션 방법에 의해 성능 분석한 결과, 제안한 프로토콜이 기존의 S-MAC, DSMAC 프로토콜에 향상된 성능을 나타내었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.180-188
• /
• 1997

This paper proposes a new efficient MAC(Media Access Control) protocol to establish the ultrasonic communication network for underwater vehicles, which ensures a certain level of maximum throughput regardless of the propagation delay of ultrasonic and allows fast data transmission through the multiple ultrasonic communication channel. A MAC protocol for underwater communication network that allows 'peer-to-peer' communication between a surface ship and multiple underwater systems is designed, and the proposed control protocol is implemented for its verification.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권2호
• /
• pp.683-701
• /
• 2012

IEEE 802.11 standard has achieved huge success in the past decade and is still under development to provide higher physical data rate and better quality of service (QoS). An important problem for the development and optimization of IEEE 802.11 networks is the modeling of the MAC layer channel access protocol. Although there are already many theoretic analysis for the 802.11 MAC protocol in the literature, most of the models focus on the saturated traffic and assume infinite buffer at the MAC layer. In this paper we develop a unified analytical model for IEEE 802.11 MAC protocol in ad hoc networks. The impacts of channel access parameters, traffic rate and buffer size at the MAC layer are modeled with the assistance of a generalized Markov chain and an M/G/1/K queue model. The performance of throughput, packet delivery delay and dropping probability can be achieved. Extensive simulations show the analytical model is highly accurate. From the analytical model it is shown that for practical buffer configuration (e.g. buffer size larger than one), we can maximize the total throughput and reduce the packet blocking probability (due to limited buffer size) and the average queuing delay to zero by effectively controlling the offered load. The average MAC layer service delay as well as its standard deviation, is also much lower than that in saturated conditions and has an upper bound. It is also observed that the optimal load is very close to the maximum achievable throughput regardless of the number of stations or buffer size. Moreover, the model is scalable for performance analysis of 802.11e in unsaturated conditions and 802.11 ad hoc networks with heterogenous traffic flows.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제14권1호
• /
• pp.63-74
• /
• 2012

Multicast data communication is an efficient communication scheme, especially inmulti-hop ad hoc networks where the media access control (MAC) layer is based on one-hop broadcast from one source to multiple receivers. Compared to unicast, multicast over a wireless channel should be able to deal with varying channel conditions of multiple users and user mobility to provide good quality to all users. IEEE 802.11 does not support reliable multicast owing to its inability to exchange request-to-send/clear-to-send and acknowledgement packets with multiple recipients. Thus, several MAC layer protocols have been proposed to provide reliable multicast. However, additional overhead is introduced, as a result, which degrades the system performance. In this paper, we propose an efficient wireless multicast MAC protocol with small control overhead required for reliable multicast in multi-hop wireless ad hoc networks. We present analytical formulations of the system throughput and delay associated with the overhead.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
• /
• pp.469-472
• /
• 2014

S-MAC은 패킷 교한을 조정하고 idle listening을 줄이기 위해 로컬 sleep-wake 스케쥴을 사용하는 CSMA와 TDMA의 하이브리드 방식이다. 이 기법에서는 모든 노드들이 동일한 우선순위를 가지고 있기 때문에 트래픽의 양이 많은 경우 지연시간이 증가된다. 본 논문에서는 실시간 음성 스트리밍과 같은 어플리케이션에 적합한 처리량과 진송지연을 제공할 수 있는 트래픽 적응적 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜에서는 실시간에 적합한 성능을 제공하기 위해 (m,k)-firm 스케쥴링 기법을 이용한 우선순위 개념을 사용한다. 성능 평가를 위해 다양한 노드 수에 대해 패킷 전송률과 노드의 평균지연시간을 시뮬레이션을 수행했다.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제5권2호
• /
• pp.93-97
• /
• 2007

In this paper, centralized access control and slot allocation algorithm is proposed for wireless networks. The proposed algorithm is characterized by the contention-based reservation. In order to reduce the collision probability of reservation request, the base station calculates and broadcasts the transmission probability of reservation requests, and the wireless terminal transmits its reservation request with the received transmission probability. The scheduler allocates the uplink data slots based on the successful reservation requests. Simulation results show that the proposed algorithms can provide high channel utilization, and furthermore, maintains constant delay performance in the heavy traffic environment.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
• /
• pp.125-128
• /
• 2001

광대역 액세스 망에서 합류, 분배 지점에서의 효율을 고려한 PON(Passive Optical Network)의 설계는 중요한 관심거리가 되고 있다. PON 구조는 매우 간단하지만, 가입자들에서 발생하는 상향 트래픽 제어를 위해서는 매체 접근 제어 프로토콜이 필요하다. 이러한 매체 접근 제이 프로토콜은 트래픽 클래스별 QoS(Duality of Service) 관리 기능, 효율적인 망 자원 분배 기능, CDV(Cell Delay Variation) 최소화 기능 등이 포함되어야 한다. 본 논문에서는 ATM-PON과 흠 네트워크 환경에 적합한 성능을 제공하고 앞서 기술한 기능을 수행하는 매체 접근 제이 프로토콜 설계에 관한 연구 내용을 기술한다. 설계된 프로토콜은 요구-할당(Request-Permit) 알고리즘을 사용하여 동적인 상향 대역 할당이 가능하게 설계하였다. 이를 위해 ITU-T 권고 G.983:1을 이용하였고, 이에 더하여 새로운 메시지 형식과 동적 대역할당 알고리즘 등을 제시하였다.