• 한국통신학회논문지
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• 제31권9A호
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• pp.856-867
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• 2006

This paper proposes a new algorithm for opportunistic scheduling that take advantage of both multiuser diversity and power control. Motivated by the multicast RTS and priority-based CTS mechanism of OSMA protocol, we propose an opportunistic packet scheduling with power control scheme based on IEEE 802.11 MAC protocol. The scheduling scheme chooses the best candidate receiver for transmission by considering the SINR at the nodes. This mechanism ensures that the transmission would be successful. The power control algorithm on the other hand, helps reduce interference between links and could maximize spatial reuse of the bandwidth. We then formulate a convex optimization problem for minimizing power consumption and maximizing net utility of the system. We showed that if a transmission power vector satisfying the maximum transmission power and SINR constraints of all nodes exist, then there exists an optimal solution that minimizes overall transmission power and maximizes utility of the system.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권6호
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• pp.619-628
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• 2012

The ZigBee network has been considered to monitor electricity usage of home appliances in the smart grid network. ZigBee, however, may suffer from a coexistence problem with wireless local area network (WLAN). In this paper, to resolve the coexistence problem between ZigBee network and WLAN, we propose a new protocol constructing a cognitive smart grid network for supporting monitoring of home appliances. In the proposed protocol, home appliances first estimates the transmission timing and channel information of WLAN by reading request to send/clear to send (RTS/CTS) frames of WLAN. Next, based on the estimated information, home appliances transmit a data at the same time as WLAN transmission. To manage the interference between WLAN and smart grid network, we propose a cognitive beamforming algorithm. The beamforming algorithm is designed to guaranteeing zero interference to WLAN while satisfying a required rate for smart metering. We also propose an energy efficient rate adaptation algorithm. By slowing down the transmission rate while satisfying an imperceptible impact of quality of service (QoS) of the receiver, the home appliance can significantly save transmit power. Numerical results show that the proposed multiple antenna technique provides reliable communications for smart metering with reduced power comparing to the simple transmission technique.

• 대한인간공학회지
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• 제30권6호
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• pp.739-747
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• 2011

Objective: The present study evaluated information presentation methods applicable to a wearable Braille display in terms of performance and satisfaction measures. Background: A Braille display wearable at a finger can improve accessibility of information for the blind by presenting information in real time. Method: A Braille display with six pins operated by DC servomotors was developed to simulate four information presentation methods(active, stationary, simultaneous, and sequential methods). An evaluation experiment was conducted with 16 participants(8 normal and 8 blind participants) by using three objective measures(reaction time, RT, unit: sec; recognition time, CT, unit: sec; correct response percentage, CP) and two subjective measures(overall satisfaction, OS; perception easiness, PE) with a 7-point scale. Results: The average RTs and CTs of the active and stationary methods were significantly shorter than those of the simultaneous and sequential methods for the blind participants. Also, the average CPs, OSs, and PEs of the active and sequential methods were significantly higher than those of the stationary and simultaneous methods. Conclusion: The active and sequential methods were preferred to the other methods for the blind. Application: The performance characteristics identified in the present study for the four braille display methods can be utilized to develop an effective wearable Braille display system.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권1호
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• pp.75-83
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• 2016

In this paper, we propose a multi-channel medium access control (MAC) protocol, named underwater multi-channel MAC protocol (UMMAC), for underwater acoustic networks (UANs). UMMAC is a split phase and reservation based multi-channel MAC protocol which enables hosts to utilize multiple channels via a channel allocation and power control algorithm (CAPC). In UMMAC, channel information of neighboring nodes is gathered via exchange of control packets. With such information, UMMAC allows for as many parallel transmissions as possible while avoiding using extra time slot for channel negotiation. By running CAPC algorithm, which aims at maximizing the network's capacity, users can allocate their transmission power and channels in a distributed way. The advantages of the proposed protocol are threefold: 1) Only one transceiver is needed for each node; 2) based on CAPC, hosts are coordinated to negotiate the channels and control power in a distributed way; 3) comparing with existing RTS/CTS MAC protocols, UMMAC do not introduce new overhead for channel negotiation. Simulation results show that UMMAC outperforms Slotted floor acquisition multiple access (FAMA) and multi-channel MAC (MMAC) in terms of network goodput (50% and 17% respectively in a certain scenario). Furthermore, UMMAC can lower the end-to-end delay and achieves a lower energy consumption compared to Slotted FAMA and MMAC.

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

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.893-896
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• 2008

기존의 무선 센서 네트워크에서는 센서 노드는 하나의 전방향성 안테나와 하나의 무선 채널을 공유하여 데이터를 전송하므로 과다한 채널 경쟁과 센서 노드간의 데이터 충돌로 데이터 재전송이 자주 발생하여 불필요한 에너지의 소비가 많고, 소스 노드와 목적지 노드의 데이터 전송시 RTS(Request To Send)와 CTS(Clear To Send) 패킷을 사용하여 전파 전송 범위 전체에 대해 채널 예약을 하므로 공간의 활용도가 낮은 편이다. 본 논문에서는 전방향성 안테나의 문제점 및 단점을 보완하기 위한 방법으로 지향성 안테나를 사용하기 위한 SRDMAC(Spatial Reuse Directional MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 센서 노드 간의 데이터 전송시 충돌을 방지하여 데이터 재전송에 소모되는 에너지와 목적지 노드가 위치한 영역 일부분에만 데이터를 전송함으로 에너지 소모량을 줄일 수 있으며, 목적지 노드가 위치한 영역을 제외한 다른 영역의 이웃 노드와의 데이터 전송이 가능하므로 공간 재 사용율을 최대한 증가시킬 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11B호
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• pp.1373-1382
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• 2011

무선 홈 네트워크 환경에서 넓은 확장성과 저전력이 통신이 기능한 Zigbee는 홈 네트워크에서 가장 이상적인 통신기술이다. 하지만 Zigbee는 숨겨진 단말 문제와 전송 지연 문제를 항상 가지고 있어 무선 홈 네트워크에서 많이 사용되고 있지 못하고 있다. 이런 Zigbee가 가지고 있는 두 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 새로운 프레임을 제안한다. 제안하는 프레임은 슈퍼프레임 구간을 줄여서 생기는 공간에 제어 프레임 구간을 추가하는 구조를 이루어져 있다. 새롭게 구성된 제어프레임 구간에서는 제어프레임을 이용하여 단말의 상태 정보를 교환하여 숨겨진 단말 문제를 해결할 것으로 예상한다. 또한 제어 프레임 구간과 슈퍼 프레임 구간사이에 동기화에 사용되는 비콘을 넣어 하위 계층에서 발생하는 전송 지연 문제를 해결할 수 있다고 예상한다. 제안하는 프레임이 숨겨진 단말 문제와 전송 지연 문제를 해결하였는지 확인하기 위해 OPNET을 통해 Zigbee Qos Parameter 환경에서 시뮬레이션을 하였다. 전송 지연 문제를 해결여부를 확인하기 위해 전송지연시간을 측정하였으며, 숨겨진 단말 문제를 해결여부를 확인하기 위해 전송률과 처리율을 측정하였다.

• 융합정보논문지
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• 제10권6호
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• pp.1-7
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• 2020

수중 자원 탐색 및 해양 탐사, 환경 조사 등 수중 통신에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다. 하지만 수중 무선 통신을 사용하기 앞서 많은 문제점을 가지고 있다. 특히 수중 무선 네트워크에서 환경적 요인으로 인해 불가피하게 발생하는 불필요한 지연 시간과 노드 거리에 따른 공간적 불평등 문제가 존재한다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 ALOHA-Q를 기반으로 한 새로운 NAV 설정 방법을 제안한다. 제안 방법은 NAV 값을 랜덤하게 사용하고 통신 성공, 실패 유무에 따라 보상을 측정한다. 이후 보상 값에 따라 NAV 값을 설정 한다. 수중 무선 네트워크에서 에너지와 컴퓨팅 자원을 최대한 낮게 사용하면서 NAV 값을 강화 학습을 통하여 학습하고 한다. 시뮬레이션 결과 NAV 값이 해당 환경에 적응하고 최선의 값을 선택하여 불필요한 지연 시간문제와 공간적 불평등 문제를 해결할 수 있음을 보여준다. 시뮬레이션 결과 설정한 환경 내에서 기존 NAV 설정 시간 대비 약 17.5%의 시간을 감소하는 것을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권8A호
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• pp.702-711
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• 2011

본 논문은 IEEE 802.15.4 네트워크에서의 에너지 효율을 향상시키기 위해 위한 은닉 노드들 간의 신호 충돌 문제를 해결하기 위한 은닉 노드 인식 그룹핑(HAG: Hidden-Node-Aware Grouping) 알고리즘을 제안한다. HAG 알고리즘은 노드들 간 수식 신호의 에너지를 이용하여 은닉 관계에 있는 노드들을 파악하고, 그들을 서로 다른 그룹에 배정하는 방식으로 그룹핑을 완성하고 그룹별로 신호 전송 주기를 할당한다. HAG 알고리즘의 정확한 성능 측정 및 예측을 위해 다양한 네트워크 상황을 고려하여 처리량에 대한 분석적 성능 모델을 제시한다. HAG 알고리즘을 사용하지 않은 네트워크 환경에서는 은닉 관계가 있는 노드들의 수가 증가함에 따라 처리량이 급속히 저하되지만, HAG 알고리즘을 적용하면 이와 같은 성능 저하를 예방할 수 있음을 분석적 성능 모델과 더불어 시뮬레이션 결과를 통하여 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.69-74
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• 2009

무선 채널은 유선 채널과 달리 시간적 공간적으로 지속적으로 변화하는 특성을 가지고 있으며 이는 네트워크의 성능 변화에도 많은 영향을 미치고 있다. 이러한 채널의 변화에 대응하여 네트워크의 성능을 향상하고자 하는 노력이 많이 이루어져 왔으며 이는 지역 통신으로 각광받고 있는 Wi-Fi도 예외는 아니다. 기존의 Wi-Fi 네트워크에서의 채널에 적응하여 역동적 속도 조절방식은 Flat-fading에 기반을 두어 이루어져 왔으나 대부분의 Wi-Fi 네트워크가 Indoor상황에서 이루어지기에 오히려 Frequency selective한 채널에 대응하는 방식의 속도 조절 방식이 요구되어지고 있다. 그러나 이러한 방식은 지속적으로 변화하는 채널에 적응하기에는 너무나 큰 overhead를 만들어 옴에 따라 적용되지 못하고 있었다. 본 논문에서는 각 sub-carrier별로 다양한 Rate를 적용할 수 있는 Layer-2 protocol을 제안한다. 제안된 프로토콜은 기존의 sub-carrier별 속도 조절시에 문제시 되는 overhead 의 증가문제를 단 한 개의 OFDM 심벌을 추가함으로써 혁신적으로 개선할 수 있었고 이를 통하여 네트워크의 성능 향상을 가져오게 되었다. 제안된 프로토콜은 simulation과정을 통하여 그 성능의 우월성을 입증하였다.