• 전기전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.86-94
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• 2012

초기의 동기식 프로토콜의 대표적인 S-MAC 과 T-MAC은 듀티사이클 기법을 사용으로 주기적인 활성과 비활성을 반복함으로써 기존의 무선 MAC 프로토콜에 비하여 에너지 소모를 줄였음을 보였다. 하지만 동기식 프로토콜은 동기화를 위한 별도의 제어패킷이 사용됨으로써 에너지 효율성이 떨어지고 설계 면으로서도 복잡하다는 단점을 갖는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 비동기 프로토콜인 B-MAC과 X-MAC은 CSMA매체 접근 방식과 프리엠블을 통한 전송을 하는 LPL(Low Power Listeing)기법을 사용하여 별도의 제어패킷의 사용 없이 독립적인 듀티사이클 스케줄을 가지고도 통신이 가능하도록 설계됐다. 본 논문에서는 이러한 비동기 프로토콜인 X-MAC을 기반으로 보다 높은 에너지 효율성을 갖는 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 비동기 방식의 센서 MAC 프로토콜을 설계한다. 이를 위하여서 송신노드와 수신노드에 프리엠블 넘버링 기법과 가상동기화기법을 설계 및 적용하였으며 대표적인 센서 노드인 TelosB센서모트를 이용하여 기존의 X-MAC 프로토콜과 에너지 효율성을 비교 및 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2302-2322
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• 2012

Wireless Body Area Networks (WBANs) are introduced as an enabling technology in tele-health for patient monitoring. Designing an efficient Medium Access Control (MAC) protocol is the main challenge in WBANs because of their various applications and strict requirements such as low level of energy consumption, low transmission delay, the wide range of data rates and prioritizing emergency data. In this paper, we propose a new MAC protocol to provide different requirements of WBANs targeted for medical applications. The proposed MAC provides an efficient emergency response mechanism by considering the correlation between medical signals. It also reduces the power consumption of nodes by minimizing contention access, reducing the probability of the collision and using an efficient synchronization algorithm. In addition, the proposed MAC protocol increases the data rate of the nodes by allocating the resources according to the condition of the network. Analytical and simulation results show that the proposed MAC protocol outperforms IEEE 802.15.4 MAC protocol in terms of power consumption level as well as the average response delay. Also, the comparison results of the proposed MAC with IEEE 802.15.6 MAC protocol show a tradeoff between average response delay and medical data rate.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권5B호
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• pp.762-770
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 에너지효율은 중요한 이슈가 되고 있다. 따라서 센서 노드들의 에너지 소모를 줄이는 MAC 프로토콜과 라우팅 기법이 필요로 한다. 본 논문에서는 X-MAC 프로토콜을 기반에 가상 동기화 기법 추가 하여 주위 환경에 적응적인 센서 MAC 프로토콜을 제안한다. 가상 동기화 기법은 송신 노드가 수신 노드의 활성시간에 맞추어 데이터를 전송하여 송신 노드에서의 프리앰블 전송 횟수를 줄인다. 검증을 위해 NS-2 시뮬레이터를 사용하였으며, 가상 동기화 기법은 기존의 X-MAC보다 10%정도의 에너지 소비의 에너지 효율성을 향상시켰다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권12A호
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• pp.1329-1338
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• 2007

Leading MAC protocols developed for duty-cycled WSNs such as B-MAC employ a long preamble and channel sampling. The long preamble introduces excess latency at each hop and suffers from excess energy consumption at non-target receivers. In this paper we propose AS-MAC (Asynchronous Sensor MAC), a low power MAC protocol for wireless sensor networks (WSNs). AS-MAC solves these problems by employing a series of preload approach that retains the advantages of low power listening and independent sleep schedule. Moreover AS-MAC offers an additional advantage such as flexible duty cycle as data rate varies. We demonstrate that AS-MAC is better performance than B-MAC through analysis and evaluation.

• 전기학회논문지
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• 제68권1호
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• pp.98-101
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• 2019

In this paper, we propose the power-based pipelined-forwarding MAC protocol which can select relay nodes according to the residual power and energy harvesting rate in EH-WSN (energy-harvesting wireless sensor networks). The proposed MAC follows a pipelined-forwarding scheme in which nodes repeatedly sleep and wake up in an EH-WSN environment and data is continuously transmitted from a high-level node to a low-level node. The sleep interval is adaptively controlled so that nodes with low energy harvesting rate can be charged sufficiently, thereby minimizing the transmission delay and increasing the network lifetime. Simulation shows that the proposed MAC protocol improves the balance of residual power and network lifetime.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.371-374
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• 2007

센서 네트워크에서 효율적인 채널의 사용은 짧은 시간 안에 많은 양의 패킷을 전달하기 위해 중요하며, 채널 활용성을 향상시킨다. 채널 활용성은 MAC 프로토콜의 효율성을 설명하기 위한 좋은 방법이다. 본 논문에서는 효율적인 채널 사용을 위해 B-MAC(Berkeley-MAC)에서 사용한 기법들과 TDMA(Time Division Multiple Access)를 결합시킨 MAC(Media Access Control) 프로토콜을 제안한다. 기본적으로는 backoff, CCA(Clear Channel assessment), LPL(Low Power Listen) 기법 등을 사용하여 충돌과 에너지 소모를 줄이며, 동시에 경쟁 상태에 따라 전송 방식을 다르게 함으로써 채널 활용성을 높이고자 한다. 시뮬레이션을 통하여 기존의 MAC 프로토콜과 비교하여 성능이 향상됨을 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.209-211
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• 2005

This paper proposes a adaptive medium-access control(MAC) protocol designed for low-power wireless multi-hop sensor networks which is used for connecting physical world and cyber computing space. Wireless multi-hop sensor networks use battery-operated computing and sensing device. We expect sensor networks to be deployed in an ad hoc fashion, with nodes remaining inactive for long time, but becoming suddenly active when specific event is detected. These characteristics of multi-hop sensor networks and applications motivate a MAC that is different from traditional wireless MACs about power conservation scheme, such as IEEE 802.11. Proposed MAC uses a few techniques to reduce energy consumption. Result show that proposed MAC obtains more energy savings.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.225-227
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• 2004

A sensor networkis composed of a large number of sensor nodes, which are densely deployed either inside the phenomenon or very close to it. One of the most important constraints on sensor nodes is the low power consumption requirement. Sensor nodes carry limited, generally irreplaceable, power sources. Therefore, while traditional networks aim to achieve high quality of service (QoS) provisions, sensor network protocols must focus primarily on power conservation. This paper presents the characteristics of energy consuming, average delay in 802.11 MAC, S-MAC that is specifically designed for wireless sensor networks. We analyze the energy consuming state in the 802.11 MAC in the simulation topology nodes, and measure average delay in 802.11 and S-MAC. Energy efficiency is the primary goal in this protocol design. 802.11 MAC is more efficient than S-MAC in the average delay, throughput. However S-MAC is an energy efficient protocol, a tradeoff between energy efficiency and delay.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1B호
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• pp.95-105
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• 2010

IEEE 802.15.4는 물리 계층(PHY)과 매체 접근 계층(MAC)을 정의하는 표준으로서, 저속도 무선 개인 통신망(Low Rate Wireless Personal Area Networks, LR-WPANs)을 위한 표준 중 하나이다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 장치간의 저가격, 저속도 유비쿼터스 통신을 지향하기 때문에 PHY/MAC의 구현에 있어서 고도화된 최적화가 중요한 요구사항이라 할 수 있다. 최근 IEEE 802.15.4 MAC 프로토콜의 성능 분석에 대한 많은 연구가 진행되었으며, 이를 반영하여 송수신기는 가격 및 성능의 장점이 있는 SoC로 구현되는 추세이다. 이러한 구현 과정에서 CSMA-CA 및 MAC 프레임의 처리와 같은 표준에서 명시한 MAC의 세부 기능들은 성능의 향상을 위해 하드웨어 지향의 Low-MAC과 이를 이용한 소프트웨어 기반의 상위 MAC으로 구현된다. 본 논문은 IEEE 802.15.4 LR-WPAN의 물리계층과 매체 접근 계층 간의 최적화를 위해 Hardwired Low-MAC (HL-MAC)과 상태 기계 (State Machine)를 통해 작은 코드 사이즈와 향상된 에너지 효율을 갖는 최적화 프로토콜을 구현방법을 제안하고자 한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권6호
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• pp.131-140
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• 2009

Wireless Body Area Network (WBAN)을 위한 핵심과제 중 하나는 에너지 제약적 센서노드에 에너지 효율적이고 유연한 작업주기 기술을 적용하여 네트워크 수명을 극대화하는 것이다. 본 논문에서는 WBAN에 적합한 일반용, 응급용, 그리고 주문형(on-demand) 방식의 트래픽을 신뢰 있게 전달하는 방법의 효율적인 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 프로토콜은 두 가지 방식의 웨이크 업(Wakeup) 메커니즘을 지원하며 첫 번째는 트래픽 기반의 웨이크 업 메커니즘으로 이는 노드의 트래픽 패턴을 이용하여 일반 트래픽을 수용한다. 또한, 두 번째 방식은 레디오 웨이크 업 통신 메커니즘이며 이는 웨이크업 전송을 이용하여 응급 및 온 주문형 트래픽을 수용한다. 본 논문에서는 제안한 프로토콜이 WBAN 시스템의 수명기간을 향상 할 뿐만 아니라 불규칙적으로 발생하는 사건들을 처리 할 수 있는 신뢰적인 방법을 제공함을 알 수 있다. 시뮬레이션 통하여 제안된 프로토콜의 성능이 WiseMac을 전력 소모 및 지연 측면에서 우수한 성능향상을 보여준다.