• 한국항행학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.764-773
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• 2011

IEEE 802.15.4는 TDMA(time division multiple access) 방식으로 동작하는 LWPAN(low-rate wireless personal area networks)의 표준이다. 그러나 IEEE 802.15.4는 QoS(quality of service), 확장성, 신뢰성 등에 제약이 있다. 기존 IEEE 802.15.4에서는 QoS 지원을 위하여 GTS(guaranteed time slot)을 사용한다. 그러나 GTS는 멀티 홉 환경에서 다수의 장치들의 QoS를 만족시키기에 효과적인 방법이 아니며, 멀티 주파수 채널에 대한 고려도 없다. 이러한 제약 사항을 보완하기 위하여 IEEE 802.15.4의 MAC(medium access control) 부계층을 강화한 표준으로써 IEEE 802.15.4e가 개발 중이다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4e에서 멀티 채널, 멀티 홉 환경의 종단 장치간 전송 지연을 만족시키기 위한 스케줄링 방식을 제안하고, 시뮬레이터를 이용하여 성능 평가를 수행하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제41권4호
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• pp.192-201
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• 2014

유저 스케줄링 기법은 802.11 Wi-Fi 시스템의 전송 용량을 증대시키는 최적의 유저 집합을 선택함으로써 멀티유저 MIMO의 이득을 크게 높인다. 하지만, 대부분의 기법들은 실제 시스템에서 채널정보 교환에 의한 오버헤드 때문에 이득을 얻는데 실패한다. 본 논문은 채널 정보 교환 오버헤드를 고려한 유저스케줄링 기법과 이를 위한 MAC 프로토콜 ACE를 제안한다. AP가 모든 유저의 채널정보를 얻은 후 스케줄링을 수행하는 기존의 기법들과는 달리, ACE는 채널 정보 교환과 스케줄링이 동시에 이루어진다. 즉, AP는 이미 스케줄된 유저들의 채널 정보를 알려주고, 남아있는 유저들은 그 채널정보를 기반으로 자신의 유효채널을 계산하여 그 값에 따라 AP에게 채널 정보를 전송한다. 트레이스 기반의 MATLAB 시뮬레이션을 통해 우리는 제안한 기법이 기존 프로토콜들에 비해 높은 처리량 이득을 얻을 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
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• pp.1215-1218
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• 2006

최근 IEEE 802.11 MAC프로토콜에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그중에서도 MAC 프로토콜과 TCP의 관계에 대한 연구가 큰 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 MAC 프로토콜을 이용하는 무선 멀티홉 환경에서 짧은 홉수 전송경로상의 노드간 전송이 긴 전송경로의 전송들과 동시에 발생하는 경우 채널 대역폭을 대부분 점령하는 채널 캡쳐 문제에 대하여 영향을 끼치는 요소들과 원인을 분석하고 전송횟수의 조정을 통하여 최적의 전송처리율에 대한 연구를 수행하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권7호
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• pp.3447-3469
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• 2019

It is well-known that the cooperative communication and error control technology can improve the network performance, but most existing cooperative MAC protocols have not focused on how to cope with the contention process caused by cooperation and how to reduce the bad influence of channel packet error rate on the system performance. Inspired by this, this paper first modifies and improves the basic rules of the IEEE 802.11 Medium Access Control (MAC) protocol to optimize the contention among the multi-relay in a cooperative ARQ scheme. Secondly, a hybrid ARQ protocol with soft combining is adopted to make full use of the effective information in the error data packet and hence improve the ability of the receiver to decode the data packet correctly. The closed expressions of network performance including throughput and average packet transmission delay in a saturated network are then analyzed and derived by establishing a dedicated two-dimensional Markov model and solving its steady-state distribution. Finally, the performance evaluation and superiority of the proposed protocol are validated in different representative study cases through MATLAB simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권5B호
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• pp.365-377
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• 2006

매체공유기반 통신시스템은 매체접근제어 과정에서 단말기의 채널 점유 제약 조건에 따라 크게 완전매체공유 시스템과 불완전매체 공유 시스템으로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 불완전매체공유 시스템의 채널활용효율을 향상시키기 위한 분산식 매체접근제어기법을 제안한다. 제안하는 매체접근제어기법은 IEEE 802.11 무선랜의 CSMA/CA 기법을 확장한 방법으로써 임의 지연 시간을(random backoff time) 채널에 대해 개별적, 집합적, 큐(queue)에 대해 개별적으로 적용함으로써 크게 3가지 형태로 제시되었다. 모의실험 결과 성능측면에서는 큐에 대해 개별적으로 임의 지연시간을 적용하였을 때 상대적으로 우월한 성능을 보였다. 또한 복잡도 측면에서는 채널에 대하여 집합적으로 임의 지연시간을 적용했을 때 상대적으로 낮은 복잡도를 보였다. 임의 지연시간을 분할된 채널에 대해 개별적으로 적용하는 방식은 성능과 연산복잡도의 trade-off관계에 있어서 앞서 제시된 방식들보다 우위에 있음을 보이고 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9A호
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• pp.837-843
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• 2006

WPAN환경에서 고속 저속 네트워크를 위한 표준 IEEE 802.15.3과 IEEE 802.15.4이 설계되었다. 현재 WPAN 표준에서 제시하는 MAC 프로토콜의 다중 접근 방식은 CSMA방식과 TDMA방식을 분리하여 결합한 방식이다. TDMA부분에서는 PNC(Piconet Coordinator)에 의해 가변적인 길이의 timeslot이 각 station에 할당된다. 그리고 각 timeslot내에는 여러 개의 데이터 패킷이 전송 가능한 multi-frame TDMA구조를 이루고 있다. 하지만 표준에서 정의하는 다중 접근 방식은 VBR (Variable Bit Rate)과 같이 데이터 전송률의 변화가 빈번한 데이터 서비스를 효율적으로 지원하기 어렵다. 이러한 특성의 데이터 트래픽에서는 superframe 내에 많은 수의 idle timeslot을 발생시키므로 시스템의 throughput을 감소시키고 delay를 증가시키게 된다. 본 논문에서는 가상 슬롯 기반의 다중 접근 방식인 VSMA(Virtual Slot Multiple Access)를 제안한다. 제안하는 기법은 multi-frame TDMA의 환경에서 성능을 향상시킬 수 있는 기법으로서 가상 슬롯을 할당 받은 station은 높은 접근 우선 순위를 갖고 그 밖의 station은 낮은 접근 우선 순위를 갖게 하여 채널을 효과적으로 사용할 수 있는 기법이다. 다양한 환경에서의 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 효율적인 채널 사용을 통해서 향상된 성능을 보인다는 것을 증명하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.34-42
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• 2008

무선망에서 다양한 트래픽의 종단간 서비스의 질을 보장하기 위해서는 매체접근제어가 요구된다. 무선망에서 다양한 트래픽이 채널에서 통합될 때 매체접근제어 프로토콜의 주요 단점은 한정된 대역폭을 어떻게 효율적으로 멀티 클래스 트래픽을 위해 지원할 수 있는가이다. 본 논문에서는 실시간 트래픽의 서비스의 질을 향상시키기 위해 동적 대역 슬롯 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 동적파라미터를 전송하기 위해서 인 밴드 방식을 사용하였으며, 버퍼의 크기와 지연변이를 고려하여 이동국에서는 2상태 비트를 기지국으로 전송될 수 있도록 하였다. 제안된 기법은 실시간 트래픽의 서비스의 질을 보장하고 전송효율을 높일 수 있도록 하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권7호
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• pp.2365-2382
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• 2014

While single-user spatial multiplexing multiple-input multiple-output (SU-MIMO) allows spatially multiplexed data streams to be transmitted to one node at a time, multi-user spatial multiplexing MIMO (MU-MIMO) enables the simultaneous transmission to multiple nodes. However, if the transmission time required to send packets to each node varies considerably, MU-MIMO may fail to utilize the available MIMO capacity to its full potential. The transmission time typically depends upon two factors: the link quality of the selected channel and the data length (packet size). To utilize the cumulative capacity of multiple channels in MIMO applications, the assignment of channels to each node should be controlled according to the measured channel quality or the transmission queue status of the node.A MAC protocol design that can switch between MU-MIMO and multiple SU-MIMO transmissions by considering the channel quality and queue status information prior to the actual data transmission (i.e., by exchanging control packets between transmitter and receiver pairs) could address such issues in a simple but in attractive way. In this study, we propose a new MAC protocol that is capable of performing such switching and thereby improve the system performance of very high throughput WLANs. The detailed performance analysis demonstrates that greater benefits can be obtained using the proposed scheme, as compared to conventional MU-MIMO transmission schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1C호
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• pp.1-8
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• 2009

Cooperative diversity is a novel technique to improve diversity gains, capacity gains, and energy saving. This technique involves multiple terminals sharing resources in order to build a virtual antenna array in a distributed fashion. In this paper, we propose a multi-user cooperative diversity protocol called Relay-assisted Multiple Access Channel(R-MAC) that allows multiple source terminals to transmit their signals simultaneously and the relay terminal forwards the aggregated signal received from the source terminals to the destination terminal. The proposed protocol converts the distributed antenna channels into an effective MIMO channel by exploiting a relay, increasing both diversity gain and system throughput. We investigate the performance of the proposed protocol in terms of outage probability and diversity-multiplexing tradeoff where we assume block fading channel environment. Our simulation results show that the proposed protocol outperforms direct transmission in the high spectral efficiency regime where the conventional cooperative diversity protocols cannot outperform direct transmission.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권7호
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• pp.1457-1467
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• 2015

해양 통신을 위한 VHF 대역 데이터 통신 시스템(VHF Data Exchange System: VDES)은 송수신단의 종류에 따라 서로 다른 주파수 대역을 사용하도록 설계되어 있으며, 육상국으로부터 멀리 떨어진 선박국에게 육상국과 연결성을 보장하기 위해 제안된 ASO-TDMA (Ad-hoc Self-Organizing TDMA) MAC 프로토콜을 이용하여 다중-홉 통신을 수행하는 경우에 주파수 채널간 부하 불균형 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 주파수 채널간 부하 불균형 문제를 해결하기 위해 통계적 기하(stochastic geometry) 모델링을 도입한다. 이를 기반으로 동일 홉 영역에서의 공간적 자원 재사용률을 분석하고, 각 홉 영역 별로 최적의 자원 할당을 통해 채널간의 부하 불균형 문제를 해결하여 자원 활용도를 극대화하는 것을 보인다.