• ETRI Journal
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• 제35권1호
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• pp.58-68
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• 2013

Five-phase reservation protocol (FPRP) is a contention-based media access control protocol for wireless ad hoc networks. FPRP uses a five-phase reservation process to establish slot assignments based on time division multiple access. It allows a node to reserve only one slot in an information frame. Once a node has reserved a slot, it will cease contending for other slots. As a result, there may be less contending nodes in the remaining slots, so the time slots in an information frame are not fully used by FPRP. To improve time slot utilization, this paper proposes an improved pseudo-Bayesian algorithm, based on which an improved contention access mechanism for FPRP is proposed, in which nodes are allowed to contend for more than one slot in a reservation frame according to a certain probability/priority. Simulation results indicate that the proposed mechanism performs better than FPRP in time slot utilization and hence the network throughput under various scenarios.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.471-476
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• 2015

본 논문에서는 멀티 홉 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 하이브리드(hybrid) MAC 프로토콜을 제안한다. 제안하는 MAC 프로토콜은 경쟁방식(CSMA) 방식과 비경쟁방식(TDMA) 방식을 혼합하여 사용한다. 싱크 노드로부터 멀리 떨어진 센서 노드들은 주로 데이터 측정 임무를 담당하기 때문에 데이터 발생 및 전송 트래픽이 적어 구현이 간단한 경쟁방식을 사용하는 것이 유리하다. 그러나 싱크 노드와 가까운 노드들은 데이터 측정 뿐 만 아니라 relay 노드로 동작하기 때문에 많은 데이터를 전송할 필요가 있으므로 경쟁방식을 사용하면 데이터 패킷의 충돌 및 전송지연이 증가하게 된다. 본 논문에서는 싱크 노드와 1홉 거리의 센서 노드들은 마치 비경쟁방식처럼 슬롯을 할당하여 데이터 패킷을 전송하는 메커니즘을 제안한다. 제안하는 메커니즘은 에너지 및 지연에 효율적인 장점을 가진다. 제안된 MAC 프로토콜은 유사한 다른 프로토콜에 비해 데이터 패킷 전송 지연에서 더 좋은 성능을 보였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권1호
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• pp.29-34
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• 2007

This paper proposes a MAC protocol for real-time VBR (rt-VBR) services in wireless ATM networks. The proposed protocol is characterized by a contention-based mechanism of the reservation request, a contention-free polling scheme for transferring the dynamic parameters, and a priority scheme of the slot allocation. The design objective of the proposed protocol is to guarantee the real-time constraint of rt-VBR traffic. The scheduling algorithm uses a priority scheme based on the maximum cell transfer delay parameter. The wireless terminal establishes an rt-VBR connection to the base station with a contention-based scheme. The base station scheduler allocates a dynamic parameter minislot to the wireless terminal for transferring the residual lifetime and the number of requesting slots as the dynamic parameters. Based on the received dynamic parameters, the scheduler allocates the uplink slots to the wireless terminal with the most stringent delay requirement. The simulation results show that the proposed protocol can guarantee the delay constraint of rt-VBR services along with its cell loss rate significantly reduced.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.1883-1890
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• 2009

무선 메쉬 네트워크 환경에서는 기존의 MAC Protocol이 완벽한 성능을 발휘하기 힘들다. MP들의 끊임없는 이동성, 완전 분산 환경, 과부하 트래픽 등의 문제로 인해 새로운 MAC Protocol들이 제안되고 있다. 이 논문에서는 무선 메쉬 네트워크를 위한 MAC Protocol인 Mesh DCF를 이용한 우선순위 채널 경쟁 접근 방법을 제안한다. Mesh DCF에서는 TDMA Frame안의 ACH Phase를 이용해서 중요도에 따른 선택 및 그룹화를 이용한 삭제 방법을 사용한다. ACH안의 우선 순위화된 PP(Prioritized Phase)의 slot개수 m과 FEP(Fair Elimination Phase)의 slot개수 n은 경쟁 수준을 결정함과 동시에 하나의 MP가 경쟁에서 선택될 확률을 높여주는 역할을 한다. FEP의 경쟁수준을 결정하는 CNG(Contention Number Groups)의 K값은 경쟁의 공정성과 비례하지만 MP가 하나 선택될 수 있는 확률과는 반비례를 한다. 실험 결과 충분한 n과 K의 크기는 전체적인 성능을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권1호
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• pp.43-49
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• 2011

In this paper, a new medium access control (MAC) protocol entitled three-phase multiple access with continual contention resolution (TPMA-CCR) is proposed for wireless multi-hop ad hoc networks. This work is motivated by the previously known three-phase multiple access (TPMA) scheme of Hou and Tsai [2] which is the suitable MAC protocol for clustering multi-hop ad hoc networks owing to its beneficial attributes such as easy collision detectible, anonymous acknowledgment (ACK), and simple signaling format for the broadcast-natured networks. The new TPMA-CCR is designed to let all contending nodes participate in contentions for a medium access more aggressively than the original TPMA and with continual resolving procedures as well. Through the systematical performance analysis of the suggested protocol, it is also shown that the maximum throughput of the new protocol is not only superior to the original TPMA, but also improves on the conventional slotted carrier sense multiple access (CSMA) under certain circumstances. Thus, in terms of performance, TPMA-CCR can provide an attractive alternative to other contention-based MAC protocols for multi-hop ad hoc networks.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.681-685
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• 2004

Design of efficient Medium Access Control (MAC) protocols with both high throughput performances is a major focus in distributed contention-based MAC protocol research. In this paper, we propose an efficient contention-based MAC protocol for wireless Local Area Networks, namely, the Developed Collision Resolution (DCR) algorithm. This algorithm is developed based on the following innovative ideas: to speed up the collision resolution, we actively redistribute the backoff timers for all active nodes; to reduce the average number of idle slots, we use smaller contention window sizes for nodes with successful packet transmissions and reduce the backoff timers exponentially fast when a fixed number of consecutive idle slots are detected. We show that the proposed DCR algorithm provides high throughput performance and low latency in wireless LANs.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권2호
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• pp.93-97
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• 2007

In this paper, centralized access control and slot allocation algorithm is proposed for wireless networks. The proposed algorithm is characterized by the contention-based reservation. In order to reduce the collision probability of reservation request, the base station calculates and broadcasts the transmission probability of reservation requests, and the wireless terminal transmits its reservation request with the received transmission probability. The scheduler allocates the uplink data slots based on the successful reservation requests. Simulation results show that the proposed algorithms can provide high channel utilization, and furthermore, maintains constant delay performance in the heavy traffic environment.

• ETRI Journal
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• 제24권2호
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• pp.142-152
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• 2002

In this paper, we propose and analyze a new multiple access protocol for a local area optical Internet based on a wavelength division multiplexing technique which uses a passive star coupler. The proposed contention-based reservation protocol can support variable-length as well as fixed-length messages for transporting Internet packets with one reservation of a minislot at the beginning of a packet transmission. The minislot is used to reserve the data channel on the basis of the slotted ALOHA protocol and the control node ensures subsequent message transmission on the same wavelength. Thus, all messages need not be broken down to many fixed-length packets, and consecutive messages are transmitted through the same wavelength. Moreover, the proposed protocol reduces the collision probability of minislots and improves wavelength utilization. We determine the maximum throughput and verify the results with simulation.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권1호
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• pp.42-49
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• 2010

무선 센서 네트워크에서의 센서 노드는 일반적으로 교체 불가능한 배터리를 전원으로 사용하기 때문에 에너지 효율적인 통신 프로토콜 개발이 가장 중요한 이슈이다. 무선 센서네트워크에서 에너지 효율적인 MAC 프로토콜은 무선 매체의 공유 방식에 따라 주로 경쟁 기반 흑은 스케줄 기반으로 나눌 수 있다. 하지만 경쟁 기반 프로토콜과 스케줄 기반 프로토콜은 상반된 특징을 갖기 때문에 두 가지 프로토콜을 혼합해서 사용할 경우 보다 좋은 성능을 발휘할 수 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드의 에너지 소모를 줄이고 네트워크의 수명을 최대화하기 위해 Tiered-MAC을 제안한다. Tiered-MAC은 싱크 노드와 센서 노드로 구성되는 계층적 센서 네트워크 구조에서 싱크 노드의 최대 전송 영역은 스케줄 기반의 TDMA를 사용하고, 이외의 영역은 경쟁 기반의 CSMA를 사용함으로써 많은 데이터 트래픽이 집중하여 혼잡상황이 잦은 싱크 노드 주변의 송수신을 관리하여 불필요한 에너지 소비를 줄이도록 설계하였다. NS-2 시뮬레이터를 이용한 실험을 통하여 제안하는 기법이 에너지 효율적으로 동작하는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권4호
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• pp.351-361
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• 2014

무선 센서네트워크의 데이터 전송을 위해서 각 노드는 백오프(Back-off)기법을 이용하여 이웃노드와 채널을 경쟁한다. 수중음향 센서네트워크에서도 일반적으로 백오프를 이용하여 노드 간 채널을 경쟁한다. 그러나 수중음향 센서네트워크의 백오프에 이용되는 슬롯타임(Slot-time)은 무선 센서네트워크와는 달리 매우 긴 지연시간을 갖는다. 따라서, 수중음향 센서네트워크에서는 긴 슬롯타임에 의해 각 노드간의 통신성능 저하 문제가 발생한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 실제 노드가 배치된 상태를 이웃 노드와의 전파지연 시간을 이용하여 계산하고, 슬롯타임을 노드 스스로 최적화한다. 이러한 방법을 통해 각 노드들 간의 통신에 낭비되는 시간을 줄이고 네트워크 성능을 향상 시킨다. 본 논문에서는 제안하는 기법을 구체적으로 기술하고 제안하는 기법과 기존의 연구와의 성능차를 확인한다. 성능 비교결과 제안하는 기법이 기존의 기법에 비하여 우수한 성능을 갖는 것을 확인 하였다.