• 제목/요약/키워드: cooperative MAC

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실제적인 트래픽 환경에서 애드 혹 네트워크용 협력통신 MAC 프로토콜 성능평가 (Performance evaluation of cooperative MAC protocol at ad hoc networks under real traffic environments)

  • 장재신
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.2237-2246
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    • 2010
  • 본 논문에서는 기존의 RCO-MAC 협력통신용 프로토콜을 실제 환경에 더욱 근접한 모델을 사용하여 성능평가를 수행하였다. 트래픽 데이터가 지수함수 분포에 따라 발생하고, 발생한 데이터 패킷은 버퍼에 저장하는 모델을 사용하였으며, 성능평가 척도로는 시스템 처리량, 평균 액세스 지연시간, 그리고 평균 시스템 지연시간을 사용하였다. 성능평가는 컴퓨터 모의실험을 통해 수행하였으며 성능평가 결과로부터 RCO-MAC 프로토콜의 시스템 처리량 성능이 기존 rDCF 기법에 비해 18%정도 우수함을 확인할 수 있었다. 그리고 기존연구에서 채택했던 트래픽 모델의 한계 때문에 확인하지 못했던 결과, 즉 RCO-MAC 프로토콜의 평균 시스템 지연시간 성능이 기존 rDCF 기법에 비해 우수함도 확인할 수 있었다.

채널오류에 강한 애드혹 네트워크용 협력통신 MAC 프로토콜에 관한 연구 (A Study on a Reliable Cooperative MAC Protocol for Ad Hoc Networks)

  • 장재신
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권6A호
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    • pp.577-584
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    • 2010
  • 본 논문에서는 열악한 무선채널 환경에서 시스템 처리량을 개선시킬 수 있는 협력통신용 MAC 프로토콜을 제안하고, 컴퓨터 모의실험을 통해서 성능평가를 수행하였다. 성능평가 척도로는 시스템 처리량과 평균지연시간을 사용하였으며, 성능평가 결과를 통해서 본 논문에서 제안한 기법이 기존 rDCF 기법과 비교할 때 시스템 처리량 측면에서 24% 정도 증가함을 확인할 수 있었다. 한편 평균지연시간 측면에서는 본 논문에서 제안한 기법이 단말기 수가 상대적으로 작을 경우에는 우수하지만, 단말기 수가 상대적으로 클 경우에는 미세하지만 열악한 것을 알 수 있었다. 그 이유는 단말기 수가 상대적으로 클 경우에는 채널경쟁에 의해 시스템 성능이 좌우되며, 본 논문에서 제안한 기법의 경우는 각 노드에서 수행하는 재전송 절차 때문에 CRTS 프레임을 전송한 후 설정하는 재전송 타이머의 설정시간이 기존 방식보다 큼에 기인한다. 그러나 버퍼 내 큐잉지연시간까지 고려하면 전체적인 시스템 지연시간은 rDCF 기법에 비해 감소할 것으로 예상된다.

모바일 무선 센서 네트워크를 위한 Cross-Layer 협력도움 라우팅 구조 (A Cross-Layer Cooperative Routing Architecture for Mobile Wireless Sensor Networks)

  • 이주상;안병구
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.141-150
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    • 2011
  • 본 논문에서는 모바일 무선 센서네트워크에서 전송효율을 효과적으로 지원하기 위한 Cross-Layer 협력도움 라우팅 구조를 제안한다. 제안된 구조 및 방법의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 모바일 노드들의 위치정보를 이용한 클러스터링을 하부구조로 사용한다. 둘째, 전송효율 및 채널효율을 효과적으로 지원하기 위해서 네트워크계층, MAC 계층, 물리계층을 이용한 Cross-Layer 협력도움 라우팅 및 전송전략이 사용된다. 셋째, 기존의 센서네트워크는 주로 고정된 센서 노드들로 구성된 환경에서 많은 연구가 되어 왔지만, 본 연구에서는 노드들의 이동성을 고려한 모바일 무선 센서네트워크에서 연구가 이루어진다. 제안된 방법의 성능평가는 OPNET(Optimized Network Engineering Tool)을 사용한 시뮬레이션과 이론적 분석을 통하여 이루어진다. 성능평가를 통하여 제안된 Cross-Layer 협력도움 라우팅 구조는 전송효율을 효과적으로 증가 시킬 수 있음을 알 수 있다.

QoS 보장을 위한 Cognitive Radio 기반의 동적인 스펙트럼 할당 MAC 프로토콜 (Dynamic Spectrum Allocation MAC Protocol based on Cognitive Radio for QoS Support)

  • 손선봉;조인휘
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (D)
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    • pp.155-159
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    • 2008
  • 비능률적인 스펙트럼 이용률과 제한적인 스펙트럼 밴드 사용의 문제점을 해결하기 위하여, Cognitive Radio가 중요한 솔루션으로써 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다중 채널 무선 네트워크에서의 QoS 보장을 위하여 Cognitive Radio 기반의 동적인 스펙트럼 할당 (Dynamic Spectrum Allocation)을 이용한 새로운 MAC 프로토콜을 제안한다. 사용자의 요청에 따라서, 유동적인 스펙트럼은 DSA 메커니즘을 통한 QoS 보장을 위하여 할당 된다. 그리고 동적인 스펙트럼 할당 (DSA)은 컨트롤 채널의 FRQ/FRP/ACK-hello와 데이터 채널의 DATA/ACK에 의하여 동작한다. 스펙트럼 공유의 성능을 증가시키기 위한 협력 검출 (Cooperative Detection)을 위하여, MAC 프로토콜에서는 Hello 메시지가 주기적으로 교환된다. 추가적으로, 성능 평가를 통하여 본 논문에서 제안한 DSA-MAC이 IEEE 802.11 MAC에 비하여 높은 데이터 처리량을 보임을 증명했다.

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Energy-Efficient Cooperative Medium Access Control (MAC) Protocol for Wireless Sensor Networks

  • Ahmed, Mohammad Helal Uddin;Hong, Choong-Seon
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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    • pp.267-268
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    • 2011
  • Recent research activities in cooperative communication focus on achieving energy efficiency and reliability. Relay selection strategy for cooperative communication improves the performance significantly. However, due to imbalance consumption of power, network might die earlier and more than 90% energy remains unused. In this paper, we provide a framework of an energy-efficient medium access control protocol that minimizes these problems and improves energy efficiency.

ENC-MAC: Energy-efficient Non-overlapping Channel MAC for Cognitive Radio enabled Sensor Networks

  • Kim, Bosung;Kim, Kwangsoo;Roh, Byeong-hee
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권11호
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    • pp.4367-4386
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    • 2015
  • The concept of Internet of Things (IoT) has shed new light on WSN technologies. MAC protocol issues improving the network performance are important in WSNs because of the increase in demand for various applications to secure spectrum resources. Cognitive radio (CR) technology is regarded as a solution to the problems in this future wireless network. In recent years, energy efficiency has become an issue in CR networks. However, few relevant studies have been conducted. In this paper, an energy-efficient non-overlapping channel MAC (ENC-MAC) for CR-enabled sensor networks (CRSNs) is proposed. Applying the dedicated control channel approach, ENC-MAC allows the SUs to utilize channels in a non-overlapping manner, and thus spectrum efficiency is improved. Moreover, the cooperative spectrum sensing that allows an SU to use only two minislots in the sensing phase is addressed to en-hance energy efficiency. In addition, an analytical model for evaluating the performance, such as saturation throughput, average packet delay, and network lifetime, is developed. It is shown in our results that ENC-MAC remarkably outperforms existing MAC protocols.

WiMedia Distributed MAC 통신 시스템에서 QoS 성능 향상을 위한 릴레이 통신 프로토콜 (Relay Transmission Protocol for QoS Enhancement in WiMedia Distributed MAC/WUSB Systems)

  • 허경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.692-700
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    • 2012
  • 본 논문에서는 UWB 기술 기반 WiMedia 무선 USB Distributed Medium Access Control (D-MAC) 프로토콜의 공평하고 분산적인 SoQ기반 Distributed Reservation Protocol (DRP) 타임슬롯 자원 할당 방법의 성능을 분석하고, DRP 예약 충돌을 회피하기 위해 릴레이 통신 기술을 적용한 SoQ 릴레이 전송 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 SoQ 릴레이 전송 프로토콜은 Satisfaction of QoS (SoQ) 알고리즘을 각 단말 디바이스에서 분산적으로 실행하고, 충돌대상 디바이스에게 예약된 QoS 자원을 유지할 수 있도록 Direct Link 뿐만 아니라 릴레이 노드를 경유하여 또 다른 Indirect Link 링크를 예약할 수 있는 자원 예약 프로토콜을 제안한다.

애드혹 네트워크에서 협력통신을 위한 도움노드 선정방법 비교연구 (Comparison Study of Helper Node Selection Schemes of Cooperative Communications at Ad Hoc Networks)

  • 장재신
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.69-78
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    • 2012
  • 본 논문에서는 애드혹 무선 네트워크에서 채널 전송속도를 높일 수 있는 협력통신 기법에서 도움노드를 선정하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 송수신 노드가 RTS/CTS 제어 프레임을 서로 교환한 이후에 도움노드를 선정하는 사후선정 기법을 채용한 참고문헌 연구결과를 컴퓨터 모의실험을 사용하여 성능비교를 수행하기 위해 시뮬레이터를 구현하였다. 성능평가 척도는 시스템 처리량과 채널 액세스 지연시간을 사용하였으며, 통신노드는 모두 지정된 통신영역 내에서 독립적으로 이동하는 모델을 사용하였다. 성능비교와 장단점 분석을 통해 취합된 결과는 성능이 우수한 새로운 도움노드 선정기법을 설계하는데 귀중한 자료가 될 것으로 판단된다.

Relay-assisted Multiple Access Channel Protocol for Cooperative Diversity

  • 김동현;김기일;이광복
    • 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.