• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권2호
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• pp.223-227
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• 2010

In this paper, we present a QoS-aware MAC protocol (QA-MAC) for cluster based wireless sensor networks (WSNs). QA-MAC is a TDMA-based scheduling protocol that minimizes the energy consumption in multi-hop WSNs and provides Quality of Service (QoS). A dynamic scheduling algorithm according to the number of member nodes, node traffics, and traffic priorities is suggested. The selected cluster head allocates time slots for all member nodes in the first TDMA schedule period of each round. During the second schedule period in each round, the cluster head makes a schedule for all data transmission. The proposed QA-MAC (QoS-Aware MAC) could save energy, reduce transmission delay, and support QoS.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권5호
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• pp.1267-1285
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• 2012

Wireless Body Area Networks (WBANs) deal with variety of healthcare services with diverse Quality of Service (QoS) requirements. However, QoS handling is a challenging problem in such networks. In general, QoS related problems can be addressed from different layers in the networking protocol suite. Design of an efficient QoS aware Medium Access Control (MAC) protocol can address this problem in MAC layer. This paper analyzes the QoS requirements of WBAN, identifies the requisites of QoS handling system, and outlines the trends that are being followed for its advancement with focus on QoS issues at MAC layer. We review some prior works, compare them, and analyze the current research concerned with problem of providing QoS in WBAN. We also explore some open issues and discuss them.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.111-117
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• 2011

본 논문에서는 무선센서 네트워크에서 전송될 데이터의 QoS를 인지하여 이를 지원하는 다중 계층 QAML-MAC(QoS Aware Multi-layer MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 노드들의 에너지를 효율적으로 사용함으로 전체 네트워크의 수명을 늘이는 방법 중의 하나인 sleep-awake 구조를 기반으로 한다. 이를 위하여 노드에 입력되는 데이터를 전송 응급성에 따라 우선순위 클래스로 나누어 저장한다. 또한 cross-layer 개념을 도입하여 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈한다. 제안된 MAC 프로토콜은 기존 관련 프로토콜의 문제점인 지연(delay)을 줄이는 동시에 실시간의 멀티미디어 트래픽 혹은 미리 정해진 필드 모니터링과 같은 응용에서 임계값을 초과하는 데이터와 같은 우선순위가 높은 데이터를 빠르게 전송함으로써 전송에 응급한 데이터를 먼저 전송할 수 있는 장점을 가진다. 뿐만 아니라 각 노드에서 전송할 우선순위 데이터가 존재하지 않을 경우 idle listen에 있어서 다중의 계층을 사용함으로 데이터전송에서의 충돌을 줄임으로 노드에서 소모하는 에너지를 줄이며, 결국 전체 네트워크 수명을 늘일 수 있는 장점을 가진다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제4권4호
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• pp.141-146
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• 2006

In these days, wireless data services are becoming ubiquitous in our daily life because they offers several fundamental benefits including user mobility, rapid installation, flexibility, and scalability. Moreover, the requests for various multimedia services and the Quality of Service (QoS) support have been one of key issues in wireless data communications. Therefore the research relative to Medium Access Control (MAC) has been progressing rapidly. Especially a number of QoS-aware MAC schemes have been introduced to extend the legacy IEEE 802.11 MAC protocol which has not guaranteed any service differentiation. However, none of those schemes fulfill both QoS features and channel efficiency although these support the service differentiation based on priority. Therefore this paper studies a novel MAC scheme, referred to as Enhanced Distributed Coordination Function with Network Adaptation (EDCF-NA), for enhancements of both QoS and medium efficiency. It uses a smart factor denoted by ACK rate and Network Load Threshold (TH). In this paper, we study how the value of TH has effect on MAC performance and how the use of optimal TH pair improves the overall MAC performance in terms of the QoS, channel utilization, collision rate, and fairness. In addition, we evaluate and compare both the performance of EDCF-NA depending on several pairs of TH and the achievement of various MAC protocols through simulations by using Network Simulator-2 (NS-2).

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.1464-1474
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• 2012

In this paper, we propose a QoS (Quality of Service)-aware and cooperative resource reservation scheme using cross-layer link adaptation for wireless high definition video transmission through UWB (Ultra Wide Band) network with D-MAC (Distributed Medium Access Control). A wireless high definition video transmission system usually requires stable high throughput even without line-of-sight, e.g., a destination device in another room separated by a wall. Since the WiMedia D-MAC supporting DRP (Distributed Reservation Protocol) scheme causes lots of DRP resource reservation conflicts due to failure of beacon detection in wireless channel environment, overall performances of the WiMedia D-MAC can be deteriorated. And the current WiMedia MAC standard has not considered QoS provisioning even though QoS parameters such as a range of service rates are provided to each traffic stream. Therefore, we propose Relay DRP protocol with QoS-based relay node selection criterion, which makes a relay path to avoid DRP resource reservation conflicts and guarantee QoS more stably through cross-layer link adaptation of cooperative relay transmission scheme and is compliant with the current WiMedia D-MAC protocol. Simulation results demonstrate performance improvements of the proposed method for throughput and QoS provisioning.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.1446-1459
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• 2008

인프라스트럭처(infrastructure) 방식 기반의 무선 네트워크에서는 모든 무선 단말간의 통신이 무선 AP(Access Point)를 통하여 이루어진다. 그러나 무선 단말이 음영지역으로 이동하면 무선 단말과 무선 AP간의 통신이 단절되고, 무선 네트워크 내에 존재하는 다른 무선 단말과의 통신도 단절되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해서는 기반 통신 시설이 없이도 무선 단말간의 끊김없는 통신을 제공할 수 있는 애드혹(ad hoc) 기반의 무선 네트워크 환경을 고려해야 한다. 이에 본 논문에서는 애드혹 기반의 무선 네트워크 환경에서 홉 간 다중 경로(Hop-by-Hop Multipath)에 전달되는 MAC (Medium Access Control) 프레임의 마감시한을 보장하여 응용 서비스의 품질을 보장할 수 있는 DNSQ-MAC (Dynamic Network State aware Quality of service - Medium Access Control) 기법을 제안하였다. DNSQ-MAC 기법은 애드혹 기반의 무선 네트워크에서 동적으로 변하는 네트워크 상태에 적응하여 서비스 품질을 향상시킨다. Qualnet을 이용한 모의실험을 통해 제안된 기법의 성능을 평가한 결과, DNSQ-MAC 기법은 홉 간 다중 경로에서 전달되는 MAC프레임의 마감시한을 보장하고, MAC계층의 상위 계층인 네트워크 계층에서 동작되는 다양한 라우팅 프로토콜 및 패킷 스케줄러에서도 향상된 서비스 품질을 제공하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권1호
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• pp.14-18
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• 2014

A recent major development in computer technology is the advent of wearable computer systems. Wearable computer systems employ a wireless universal serial bus (WUSB), which refers to a combination of USB with the WiMedia wireless technical specifications. In this study, we focus on an integrated system of WUSB over wireless body area networks (WBANs) for wireless wearable computer systems. However, current WBAN MACs do not have well-defined quality of service (QoS) mapping and resource allocation mechanisms to support multimedia streams with the requested QoS parameters. To solve this problem, we propose a novel QoS-aware time slot allocation method. The proposed method provides fair and adaptive QoS provisioning to isochronous streams according to current traffic loads and their requested QoS parameters by executing a QoS satisfaction algorithm at the WUSB/WBAN host. The simulation results show that the proposed method improves the efficiency of time slot utilization while maximizing QoS provisioning.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.361-363
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• 2005

최근의 컴퓨터 네트워킹 환경에서 무선 멀티미디어 응용 서비스에 대한 사용자의 요구는 날로 증가하고 있다. 그러므로 사용자에게 원활한 서비스를 제공위해서 QoS 보장을 위한 무선 네트워크 프로토콜의 설계는 중요하다. 본 논문에서는 무선 인터넷에서 QoS를 보장하기 위한 표준인 IEEE 802.11e[1]의 문제점들을 분석하고, Multi-Hop Ad Hoc Network에서 성능 향상을 위하여 Single-channel Jamming 신호를 기반으로 한 SJMAC(Sing1e-channel Jamming MAC) 프로토콜을 설계하고, NS2 모듈을 구현한 후에 성능 평가를 하였다. 기존 IEEE 802.11e과의 성능 비교를 위하여 NS2 (Network Simulator2)[2]에 SJMAC 모듈을 추가하여 제안된 프로토콜의 성능을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권7A호
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• pp.717-724
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• 2006

본 논문에서는 MIMO-OFDM 시스템에서 물리 계층으로부터의 궤환(Feedback) 정보를 이용하여 MAC 계층에서의 전송 용량 극대화 및 공평성을 제공하는 FATM(Fairness Aware Throughput Maximizing) 스케줄링 방식 기반의 QoS 지원을 위한 우선순위 큐 기반의 스케줄링 기법을 제안한다. 제안된 우선순위 큐 스케줄링 기법은 서 비스 클래스별 지연 요구 조건을 최대한 보장함과 동시에, 강한 버스트 특정을 갖는 서비스 클래스의 성능 저하를 효과적으로 방지할 수 있다. 제안된 스케줄링 기법의 QoS 지원을 위한 큐 스케줄링 기법은 SPQ(Strict Priority Queueing), DCBQ(Delay Constraint Based Queuing), HDCBQ(Hybrid Delay Constraint Based Queuing)로 나누어지고, 세 가지 방식에 대한 모의실험을 통해 성능을 비교 평가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.2811-2817
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• 2010

논문에서는 다중의 sink 노드를 가지는 무선 센서 네트워크에서 서비스의 질(Quality of Service: QoS)을 지원하면서 에너지 소모를 줄이는 MAC 프로토콜(QAC-MAC)을 제안한다. 일반적으로 데이터 수집 네트워크에서 sink 노드근처의 노드들은 많은 양의 데이터를 처리해야 하므로 sink 노드 부근에서 혼잡이 발생하게 되어 지연에 민감한 데이터에 치명적일 수가 있다. QAC-MAC은 센서 노드들의 에너지 자원을 절약하면서 전체 네트워크 수명을 높이기 위하여 매체 접근 및 스케줄링을 위하여 경쟁기반 프로토콜과 충돌없이 데이터를 전송하기 위한 TDMA 기반의 데이터 전송 구조를 가지는 하이브리드 메커니즘을 사용한다. 일반적으로 우선순위가 높은 실시간 트래픽은 버스티하고 동일한 목적지를 가지는 특성을 가진다. QAC-MAC은 cross-layer 개념을 도입하여 각 센서 노드에서 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈하여 가능한 적은 노드들만이 데이터 전송에 참여함으로 에너지를 절약함으로 전체 네트워크 수명을 연장한다.