실시간 위치 인식 및 추적 시스템에서 다수의 이동노드가 존재하는 경우 매우 복잡한 데이터 흐름이 발생한다. 단일 게이트웨이가 존재하는 네트워크에서 센서 노드가 수집한 각 종 데이터는 시간이 경과함에 따라 일정한 경로를 따라 전송된다. 멀티게이트웨이가 존재하는 네트워크 구성에서는 수집된 데이터가 단순한 경로가 아닌 다양한 경로를 따라 전송된다. 이러한 데이터는 많은 노드에서 혼잡을 발생시켜 네트워크 성능을 크게 저하 시킨다. 본 논문에서는 기존의 연구와 달리 멀티 게이트웨이를 갖는 수중센서 네트워크 환경에서 효율적인 통신을 위하여 각 노드들 간의 데이터 충돌을 최소화하고 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 MAC(Media Access Control) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜에서 데이터 전송을 원하는 소스 노드는 하나의 RTS 패킷을 이용하여 다수의 목적 노드와 한번에 채널 예약을 한다. 소스 노드는 이웃 노드와의 측정된 전파지연 정보를 이용하여 CTS 응답 시간을 스케쥴링(Scheduling) 함으로써 충돌 없이 채널을 예약한다. 예약이 완료된 후 소스 노드는 여러 목적 노드에서 순차적으로 DATA 패킷을 충돌 없이 전송한다. 제안된 프로토콜은 시뮬레이션을 통해 기존 연구에서 제안된 방법과 성능을 비교하고 결과를 분석 및 평가한다. 성능 비교 분석결과, 제안된 방법이 더 좋은 효율과 지여 등의 성능을 가짐을 확인하였다.
본 논문에서는 DAMA 기반 MF-TDMA 위성시스템에서 Full Mesh 라우팅을 지원하기 위해 제한적 BMA네트워크 구조와 D-ARP 기법을 제안한다. 제안하는 네트워크 구조를 통해 기존의 상용 라우터 및 라우팅 프로토콜을 위성통신시스템에 바로 적용할 수 있으며, 라우팅 프로토콜에 의한 메시지 오버헤드를 경감시킬 수 있다. 또한, 브로드캐스팅 통신이 제한되는 네트워크에서 원격지 단말들의 MAC 주소 정보를 개별 단말에서 획득할 수 있는 D-ARP 기법을 제안한다. D-ARP 기법은 Hub 단말이 획득한 Spoke 단말들의 IP 주소 및 MAC 주소 정보를 브로드캐스팅 채널을 통해 Spoke 단말들에게 공유한다. 마지막으로 네트워크 시뮬레이션을 통해 제안하는 네트워크 구조 및 D-ARP 기법의 성능을 분석한다.
The paper describes SR3 (Synchronous Round Robin with Reservations), a collision-free medium access control protocol for all-optical slotted packet networks based on WDM multi-channel ring topologies where nodes are equipped with one fixed-wavelength receiver and one wavelength-tunable transmitter SR3 is derived from the SRR and MMR protocols previously proposed by the same authors for the same class of all-optical networks. SRR and MMR already achieve an efficient exploitation of the available bandwidth, while guaranteeing a throughput-fair access to each node. SR3, In addition, allows nodes to reserve slots. thereby achieving a stronger control on access delays; it is thus well suited to meet tight delay requirements, as it is the case for multimedia applications. Simulation results show that SR3 provides very good performance to guaranteed qualify traffic, but also brings signigicant performance improvements for best-effort traffic. Energy effciency is an important issue for optical network since they must rely on their batteries. We present a novel MAC protocol that achieves a good energy efficiency of optical interface of the network and provides support for diverse traffic types and QoS. The scheduler of the base station is responsible to provide the required QoS to connections on the optical link and to minimise the amount of energy spend by the High speed Network. The main principles of the MaC protocol are to avoid unsuccessful actions, minimise the number of transitions , and synchronise the mobile and the base-station. We will show that considerable amounts of energy can be saved using these principles.
화재 재난방송 시스템에서는 아날로그, 디지털, 네트워크 디지털 전관 방송 시스템으로 나뉘며, 네트워크 디지털 전광 방송 시스템에서 중요한 사양은 낮은 대기 시간(Low-latency), 높은 샘플링 레이트, 다채널 입출력이다. 기존에 데이터링크 층의 MAC 주소 기반으로 구별하는 AoE(Audio over Ethernet) 방법을 널리 사용하고 있다. 그러나 이 방법은 복잡성과 비용이 증가하는 문제가 있다. 이에 본 제안은 AoIP(Audio over Internet Protocol)/UDP 방식으로 별도의 중복적인 네트워크가 필요 없이 IP(Internet Protocol) 주소로 손쉽게 구별하는 통신을 할 수 있어 네트워크를 자유롭게 사용 구성하고 복잡도를 낮추어 비용을 낮출 수 있도록 제안한다. AoIP/UDP 방식으로 구현 후 실험결과 2.66ms 대기 시간 성능으로 동등한 성능으로 비용의 개선함을 보였다.
네트워크(Vehicular Ad-hoc Networks; VANET) 기술은 텔레매틱스/지능형 교통시스템을 구축하여 실시간 정보를 수집 및 공유하여 교통 체증 완화, 교통사고 예방뿐만 아니라, 차량 안에서 인포테인먼트(Infotainment) 서비스를 제공한다. 요구하는 서비스 증가로, 고정된 프레임 안에서 한정된 자원을 사용하는 기존의 기술은 효율적인 차량통신 서비스에 한계가 있다. 따라서 주변 상황에 따라 유연한 동작의 프로토콜 설계와 정보를 효율적으로 인식, 예측, 분배, 공유를 할 수 있도록 적응적인 설계가 필요하다. 본 논문에서는 차량과 RSU(Road Side Units) 기반의 V2I(Vehicle to Infrastructure) 구조와 차량간 통신 V2V(Vehicle to Vehicle) 구조를 상호 결합하여 차량 통신에 할당된 자원을 보다 효율적으로 관리, 사용하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 성능 평가를 통해 제안된 V2I/V2V 협력 스케줄 메시지 전송을 통해 높은 자원 이용률을 달성할 수 있음을 보였고, 제어정보를 넓은 범위로의 신속한 전송을 위한 최적 전송 기회 시간과 2차 릴레이 차량 전송 확률 값을 도출하였다.
무선통신망에서 단일 라디오와 채널의 사용은 무선 노드의 반이중 전송 및 경로의 내부간섭으로 통신망의 처리율 및 단대단 지연 특성을 저하시킨다. 또한, 채널경쟁기반의 무선통신망에서 임의노드 주변에 동일 채널을 경쟁하는 노드가 많으면 경쟁으로 인한 대역폭 감소와 전송 충돌로 인한 지연이 발생하여 통신망의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 다수 라디오와 채널을 사용하여 무선노드의 전이중전송이 가능하게 하고 경로내부간섭을 배제할 수 있도록 라디오와 채널의 기능을 설정하고 큐잉이론의 해석모델을 이용하여 무선구간의 채널 경쟁 및 충돌을 반영한 무선구간 메트릭 ccf 및 ccf와 함께 채널변경지연, 경로내부간섭을 반영한 경로설정 메트릭 MCCR을 제안한다. MCCR과 MCR을 시뮬레이션을 사용하여 비교하였으며 MCCR을 사용하여 설정한 경로가 MCR보다 통신망 성능을 향상시키는 결과를 얻었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권2호
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pp.494-513
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2019
A multi-channel access problem based on hypergraph model in ultra-dense small cell networks is studied in this paper. Due to the hyper-dense deployment of samll cells and the low-powered equipment, cumulative interference becomes an important problem besides the direct interference. The traditional binary interference model cannot capture the complicated interference relationship. In order to overcome this shortcoming, we use the hypergraph model to describe the cumulative interference relation among small cells. We formulate the multi-channel access problem based on hypergraph as two local altruistic games. The first game aims at minimizing the protocol MAC layer interference, which requires less information exchange and can converge faster. The second game aims at minimizing the physical layer interference. It needs more information interaction and converges slower, obtaining better performance. The two modeled games are both proved to be exact potential games, which admit at least one pure Nash Equilibrium (NE). To provide information exchange and reduce convergecne time, a cloud-based centralized-distributed algorithm is designed. Simulation results show that the proposed hypergraph models are both superior to the existing binary models and show the pros and cons of the two methods in different aspects.
WMNs(Wireless Mesh Networks)은 기존 유 무선망 구축 시 발생하는 고가의 비용 및 이동성 제약 등의 단점을 극복하기 위해 제안된 네트워크 구조로써 네트워크 구축비용에 비해 광범위한 인터넷 접근영역을 제공하는 장점을 가진다. 특히, IEEE 802.11e를 MAC 계층으로 사용하는 WMN은 기존 IEEE802.11에서 보다 강화된 QoS(Quality of Service)기능을 가지므로, 안정적 멀티미디어 관련 응용 계층을 지원하는 WMN 구축을 위해 주목받고 있는 기술 중 하나이다. 본 논문은 광주과학기술원에 설치된 MIMC(Multi-Interface Multi-Channel) WMN 테스트베드를 QoS 기능 지원을 위해 IEEE 802.11e 기반으로 확장한다. 특히, 확장에 필요한 소프트웨어 요소 및 하드웨어 요소에 대해 논한다. 또한, 확장된 IEEE 802.11e WMN 테스트베드를 사용하여 현재 주목받고 있는 IEEE 802.11e기반 WMN의 기본 쓰루풋 성능, 쓰루풋 차별화 성능등을 실험적으로 분석한다.
In this paper, we propose a dynamic slot allocation scheme to improve the slot utilization rate in tactical multi-hop networks in which the channel condition varies due to node movements. The proposed scheme takes advantage of the fact that nodes that are more than three hops apart can use the same slot simultaneously. The frame is divided into two parts: the control period and the data period. To know the available slot information within two-hop distance, the node exchanges a slot allocation information with one-hop neighbors during the control period. The node can get the information on idle slots that are not used within two-hop distance but assigned already to other nodes that are more than three-hop away. The identified idle slot can be used by the node, which increases the slot utilization rate. The performance analysis results of the proposed scheme show that it increases the slot utilization rate sufficiently despite the overhead of the control period in the multi-hop networks of the future soldier system.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권7호
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pp.3446-3464
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2017
Backoff mechanism serves as one of the key technologies in the MAC-layer of wireless mobile networks. The traditional Binary Exponential Backoff (BEB) mechanism in IEEE 802.11 Distributed Coordination Function (DCF) and other existing backoff mechanisms poses several performance issues. For instance, the Contention Window (CW) oscillations occur frequently; a low delay QoS guarantee cannot be provided for real-time transmission, and services with different priorities are not differentiated. For these problems, we present a novel Multi-Priority service differentiated and Adaptive Backoff (MPAB) algorithm over IEEE 802.11 DCF for wireless mobile networks in this paper. In this algorithm, the backoff stage is chosen adaptively according to the channel status and traffic priority, and the forwarding and receding transition probability between the adjacent backoff stages for different priority traffic can be controlled and adjusted for demands at any time. We further employ the 2-dimensional Markov chain model to analyze the algorithm, and derive the analytical expressions of the saturation throughput and average medium access delay. Both the accuracy of the expressions and the algorithm performance are verified through simulations. The results show that the performance of the MPAB algorithm can offer a higher throughput and lower delay than the BEB algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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