Home Phoneline Networking Alliance (HomePNA) 2.0 기술은 기존의 댁내 전화 선로를 이용하여 홈 네트워크를 구축하는 기술로서, 4-32 Mbps의 고속 데이터 전송 속도를 제공한다. 이러한 HomePNA 2.0의 Medium Access Control(MAC) 프로토콜은 IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) 방식을 사용하면서, Quality of Service(QoS) 알고리즘을 제공하구 충돌 해결 알고리즘은 Distributed Fair Priority Queuing(DFPQ) 알고리즘을 사용한다. 본 논문은 HomePNA 2.0 MAC 프로토콜 성능의 중요 요소인 포화 처리율(Saturation Throughput), 패킷 지연(Packet Delay) 및 패킷 지터(Packet Jitter)에 대한 수학적인 모델을 제안하고, 이에 대한 모의 실험(Simulation) 결과를 제공하며, 각각의 모의 실험 결과를 분석함으로써, HomePNA 2.0 MAC 프로토콜의 성능을 종합적으로 분석한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제6권9호
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pp.2302-2322
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2012
Wireless Body Area Networks (WBANs) are introduced as an enabling technology in tele-health for patient monitoring. Designing an efficient Medium Access Control (MAC) protocol is the main challenge in WBANs because of their various applications and strict requirements such as low level of energy consumption, low transmission delay, the wide range of data rates and prioritizing emergency data. In this paper, we propose a new MAC protocol to provide different requirements of WBANs targeted for medical applications. The proposed MAC provides an efficient emergency response mechanism by considering the correlation between medical signals. It also reduces the power consumption of nodes by minimizing contention access, reducing the probability of the collision and using an efficient synchronization algorithm. In addition, the proposed MAC protocol increases the data rate of the nodes by allocating the resources according to the condition of the network. Analytical and simulation results show that the proposed MAC protocol outperforms IEEE 802.15.4 MAC protocol in terms of power consumption level as well as the average response delay. Also, the comparison results of the proposed MAC with IEEE 802.15.6 MAC protocol show a tradeoff between average response delay and medical data rate.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권8호
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pp.1805-1824
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2013
Recently, the use of wireless body area networks (WBAN) has been increasing rapidly in medical healthcare applications. WBANs consist of smart nodes that can be used to sense and transmit vital data such as heart rate, temperature and ECG from a human body to a medical centre. WBANs depend on limited resources such as energy and bandwidth. In order to utilise these resources efficiently, a very well organized medium access control (MAC) protocol must be considered. In this paper, a new, adaptive and energy-efficient MAC protocol, entitled isMAC, is proposed for WBANs. The proposed MAC is based on multi-channel communication and aims to prolong the network lifetime by effectively employing (i) a collision prevention mechanism, (ii) a coordinator node (WCN) selection algorithm and (iii) a transmission power adjustment approach. The isMAC protocol has been developed and modelled, by using OPNET Modeler simulation software. It is based on a networking scenario that requires especially high data rates such as ECG, for performance evaluation purposes. Packet delay, network throughput and energy consumption have been chosen as performance metrics. The comparison between the simulation results of isMAC and classical IEEE 802.15.4 (ZigBee) protocol shows that isMAC significantly outperforms IEEE 802.15.4 in terms of packet delay, throughput and energy consumption.
무선 Ad hoc 네트워크에 지향성 안테나를 사용함으로써 간섭의 영향 감소, 공간재이용(spatial reuse) 증가, 그리고 통신용량 증가 등의 장점을 실현할 수 있다. 그러나 기존의 IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 무지 향성 안테나를 고려하여 설계되었기 때문에 기존의 MAC 프로토콜을 지향성 안테나를 탑재한 무선 Ad hoc 네트워크에 적용할 경우 그 장점을 효율적으로 제공할 수 없다. 본 논문에서는 최적의 공간재이용을 통한 성능향상을 달성하기 위한 MAC 프로토콜을 제안하였으며, 시뮬레이션을 통하여 기존의 MAC과 통신효율과 종단간 지연을 비교하였다.
In this paper, we explore the utility of recently discovered multiple-antenna techniques (namely MIMO techniques) for medium access control (MAC) design and routing in mobile ad hoc networks. Specifically, we focus on ad hoc networks where the spatial diversity technique is used to combat fading and achieve robustness in the presence of user mobility. We first examine the impact of spatial diversity on the MAC design, and devise a MIMO MAC protocol accordingly. We then develop analytical methods to characterize the corresponding saturation throughput for MIMO multi-hop networks. Building on the throughout analysis, we study the impact of MIMO MAC on routing. We characterize the optimal hop distance that minimizes the end-to-end delay in a large network. For completeness, we also study MAC design using directional antennas for the case where the channel has a strong line of sight (LOS) component. Our results show that the spatial diversity technique and the directional antenna technique can enhance the performance of mobile ad hoc networks significantly.
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.
In this study LLC and MAC program, which is the base of the communication software, is implemented. This program is tested in the MAP board for IBM PC. The LLC is of class 3, which provides the services of type 1 and 3. The MAC uses the Token Passing Bus Access Method of IEEE 802.4 standard. The LLC is implemented in C language, and MAC in C language and 80186 assembly language. MAC program takes advantage of MC 68824 which is the token bus controller produced by Motorola.
Idle listening is very critical source of energy dissipation in wireless sensor networks. To reduce idle listening, we propose preamble sampling MAC that is named EESP-MAC. The main idea of EESP-MAC is to add control information into the short preamble frame. So the stream of short preambles is used not only for preamble sampling but also for avoiding overhearing, decreasing control packet overhead and reducing the listening of the redundant message, caused by message-flooding.
This paper focuses on contention-based medium access control (MAC) protocols used in wireless local area networks. We propose a novel MAC protocol called adaptive backoff tuning MAC (ABTMAC) based on IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF). In our proposed MAC protocol, we utilize a fixed transmission attempt rate and each node dynamically adjusts its backoff window size considering the current network status. We determined the appropriate transmission attempt rate for both cases where the request-to-send/clear-to-send mechanism was and was not employed. Robustness against performance degradation caused by the difference between desired and actual values of the attempt rate parameter is considered when setting it. The performance of the protocol is evaluated analytically and through simulations. These results indicate that a wireless network utilizing ABTMAC performs better than one using IEEE 802.11 DCF.
The directional MAC (DMAC) protocol improves the spatial reuse, but directional packets on the control channel cause the deafness problem. In this paper, we propose a tone dual-channel DMAC protocol for mobile ad-hoc networks. In the proposed MAC protocol, the use of omnidirectional transmissions using an omnidirectional out-of-band tone solves the deafness problem and decrease packet collisions on the control channel. The use of an omnidirectional out-of-band tone also mitigates the hidden terminal problem. We use the negative CTS (NCTS) mechanism to solve the exposed terminal problem. The throughput performance of the proposed MAC protocol is confirmed by simulations using the Qualnet simulator.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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