• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권8호
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• pp.1805-1824
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• 2013

Recently, the use of wireless body area networks (WBAN) has been increasing rapidly in medical healthcare applications. WBANs consist of smart nodes that can be used to sense and transmit vital data such as heart rate, temperature and ECG from a human body to a medical centre. WBANs depend on limited resources such as energy and bandwidth. In order to utilise these resources efficiently, a very well organized medium access control (MAC) protocol must be considered. In this paper, a new, adaptive and energy-efficient MAC protocol, entitled isMAC, is proposed for WBANs. The proposed MAC is based on multi-channel communication and aims to prolong the network lifetime by effectively employing (i) a collision prevention mechanism, (ii) a coordinator node (WCN) selection algorithm and (iii) a transmission power adjustment approach. The isMAC protocol has been developed and modelled, by using OPNET Modeler simulation software. It is based on a networking scenario that requires especially high data rates such as ECG, for performance evaluation purposes. Packet delay, network throughput and energy consumption have been chosen as performance metrics. The comparison between the simulation results of isMAC and classical IEEE 802.15.4 (ZigBee) protocol shows that isMAC significantly outperforms IEEE 802.15.4 in terms of packet delay, throughput and energy consumption.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권9A호
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• pp.1425-1433
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• 1999

본 논문은 ETSI에 의해 정의된 무선 LAN(Wireless LAN)의 표준안인 HIPERLAN(HIgh PErformance Radio LAN) 타입 1의 매체 접근 제어 프로토콜에 관하여 해석적으로 분석한다. HIPERLAN의 채널 접근 계층(Channel Access Control layer)에서 사용하는 EY-NPMA(Elimination Yield-Nonpreemptive Priority Multiple Access)의 채널 경쟁 단계 중에서 제어 단계(Elimination phase)와 양보 단계(Yield phase)의 무선 가입자 모델에 대하여 분석한다. 그리고, 분석 결과를 이용하여 전송 단계(Transmission phase)에서 패킷 전송의 성공확률을 해석적으로 구한 후, 시뮬레이션을 이용한 성능 평가를 통하여 분석 결과를 검증한다.

• 한국음향학회지
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• 제36권3호
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• pp.211-217
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• 2017

본 논문에서는 다수의 수중 센서 노드들이 존재하는 수중 음향 네트워크에서 전이중 특성을 활용한 양방향 전이중 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 제안한다. 수중 센서 노드들은 정보를 센싱하고 송신의 우선순위에 따라 백오프 타이머를 설정한다. 백오프 타이머가 만료된 수중 센서 노드는 송신 기회를 획득한다. 송신 기회를 획득한 소스 노드는 목적 노드에게 정보를 송신하기 위해 목적 노드의 ID를 포함한 RTS(Request-To-Send)를 주변 노드들에게 방송한다. RTS를 수신한 목적 노드는 CTS(Clear-To-Send)를 소스 노드로 송신하여 양방향 전이 중 통신 수행을 알린다. 소스 노드가 CTS를 수신한 후 소스 노드와 목적 노드는 센싱한 정보를 서로 상대 노드로 송신한다. 수중 환경에서의 기존 MAC 프로토콜은 긴 수중 전파 지연으로 인해 전송 성공에 많은 시간이 소요된다. 반면 제안하는 양방향 전이중 MAC 프로토콜은 소스 노드와 목적 노드 간 양방향 송수신이 가능하기 때문에 전송 성공에 소요되는 시간을 단축하여 네트워크의 처리량을 향상시킨다. 본 논문에서는 제안하는 양방향 전이중 MAC 프로토콜의 네트워크 처리량을 수학적으로 분석한다. 그리고 수중 환경에서의 기존 MAC 프로토콜과 비교 분석을 통해 긴 수중 전파 지연이 존재하는 상황에서 제안하는 양방향 전이중 MAC 프로토콜의 성능이 더 뛰어남을 보인다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.350-353
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• 2004

The increasing use of Ethernet-TCP/IP network in industry has led to the growing interest in its reliability in real-time applications such as automated manufacturing systems and process control systems. However, stochastic behavior of its medium access scheme makes it inadequate for time-critical applications. In order to guarantee hard real-time communication service in Ethernet-TCP/IP network, we proposed an algorithm running over TCP/IP protocol stack without modification of protocols. In this paper, we consider communication services guaranteeing deadlines of periodic real-time messages over MAC protocols that have unbounded medium access time. We propose a centralized token scheduling scheme for multiple access networks. The token is used to allow a station to transmit its message during the time amount that is appended to the token. The real-time performance of the proposed algorithm has been described.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.2465-2472
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• 2015

무선 MAC (Medium Access Control)과 라우팅 기술은 사물인터넷의 핵심 네트워크 기술 요소로서. 최근 이와 관련된 집중적인 연구가 진행 되고 있다. 그러나 사물인터넷을 위한 새로운 표준이 제안되고, 다른 네트워크 관련 기술들이 패치되면서, 이러한 네트워크의 성능을 평가하는 방식은 명확하지 않다. 본 연구에서는 사물인터넷을 위한 최근의 MAC과 라우팅 프로토콜 기술을 분석 정리하고, 이들 간의 상호작용에 대하여 설명하였다. 특히, 현재 많은 사물인터넷 관련 분야에서 고려되고 있는 IEEE 802.15.4 MAC 과 RPL (Routing Protocol for Low-power Lossy Network) 라우팅 프로토콜의 기술을 설명하고 이들 간의 상호 작용에 대하여 설명하였다. 이러한 분석에 따라 경쟁기반의 MAC 프로토콜의 경우 라우팅의 성능에 치명적인 영향을 줄 수 있으므로 MAC과 라우팅 관련 시스템 파라미터를 최적화 할 수 있는 모델링을 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.2259-2266
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• 2016

최근 꾸준히 증가하는 무선랜 셀 및 단말의 증가로 제한된 공간 내에 매우 많은 무선랜 접속이 발생하는 밀집 무선랜 환경이 도래하고 있다. 본 논문은 이러한 밀집 무선랜 환경에서 수많은 단말의 접속으로 인한 기존 매체접속제어 프로토콜의 성능 저하를 막기 위하여 새로운 분산 매체접속제어 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 하나의 collision detection (CD) 단계만을 사용하는 기존 carrier sense multiple access with collision resolution (CSMA/CR) 프로토콜을 확장하여 여러 개의 CD 단계를 사용하여 높은 확률로 충돌을 해소한다. 각 CD 단계마다 충돌 검출 여부를 확인하는데 충돌이 검출되지 않은 CD 단계가 연속적으로 발생하여 임계치를 넘으면 CD 단계를 멈추는 방식으로 동작한다. 따라서 제안 방안은 접속하는 단말 수에 따라 적응적으로 CD 단계의 개수를 조절하여 다수의 CD 단계의 사용에 의한 전송 오버헤드를 줄이면서 충돌 해결 확률을 높일 수 있다. 모의실험 결과 제안하는 적응형 CSMA/CR 프로토콜은 단말 수에 따라 가변적으로 CD 단계를 운영하며 고정 개수의 CD 단계를 사용하는 기존 CSMA/CR 프로토콜보다 향상된 처리율을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.746-749
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• 2006

본 논문에서는 무선 애드혹 네트워크 환경에서 채널 상태를 고려한 MAC (Medium Access Control) 프로토콜을 제안한다. 수정된 IEEE802.11 표준과 채널 상태 정보에 따라 다음 전송 노드의 집합을 선택하고 이를 토대로 전송 파워를 조절함으로써 더 나은 신뢰성을 제공한다. 제안된 프로토콜은 기존에 연구되어진 프로토콜들과의 분석과 다양한 시나리오에서의 성능 평가를 통해서 그 효율성이 증명되었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권4호
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• pp.199-207
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• 2014

A new cooperative MAC protocol called the busy tone cooperative medium access control (BT-COMAC) protocol is proposed to overcome the drawbacks and maximize the advantages of existing schemes. This scheme uses a new metric called decibel power to decide an appropriate helper node. Using received power strength is more efficient in selecting an appropriate helper node, especially in a densely populated network, than the effective transmission rates used in conventional schemes. All communication nodes in a communication service area are assumed to move independently. Two performance metrics are used: System throughput and channel access delay. A performance evaluation of the BT-COMAC protocol is conducted using a computer simulation over a slow fading wireless channel, and its performance results are compared with those of four existing schemes. The numerical results show that the BT-COMAC protocol improves the system throughput by approximately 15% as compared to the best existing scheme.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권7B호
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• pp.463-471
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• 2007

Ad hoc 무선망의 동적인 특성으로 인하여 히든노드 문제가 나타날 수 있기 때문에 ad hoc 무선망에서는 분산방식으로 네트워크가 동작되어야 한다. Ad hoc 무선망에서 CSMA/CA는 비동기적 데이터 트래픽을 위해 가장 많이 사용되는 MAC Protocol 중의 하나이다. 그러나 CSMA/CA는 멀티미디어 데이터의 특성을 보장하지 못한다. 또한 경쟁형(Contention)이므로 채널을 먼저 잡은 하나의 스테이션이 채널을 독점해서 사용하여 채널 기아(starvation)로 인한 공평성문제(fairness problem)가 발생한다. 본 논문에서는 무선 ad hoc망에서 멀티미디어 데이터의 특성을 고려하여, QoS 보장을 위한 MAC protocol을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권9호
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• pp.4242-4263
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• 2017

Multi-User Multiple-Input Multiple-Output (MU-MIMO) technology has recently attracted significant attention from academia and industry because of it is increasingly important role in improving networks' capacity and data rate. Moreover, MU-MIMO systems for the Fifth Generation (5G) have already been researched. High Quality of Service (QoS) and efficient operations at the Medium Access Control (MAC) layer have become key requirements. In this paper, we propose a downlink MU-MIMO MAC protocol based on adaptive Channel State Information (CSI) feedback (called MMM-A) for Wireless Local Area Networks (WLANs). A modified CSMA/CA mechanism using new frame formats is adopted in the proposed protocol. Specifically, the CSI is exchanged between stations (STAs) in an adaptive way, and a packet selection strategy which can guarantee a fairer QoS for scenarios with differentiated traffic is also included in the MMM-A protocol. We then derive the expressions of the throughput and access delay, and analyze the performance of the protocol. It is easy to find that the MMM-A protocol outperforms the commonly used protocols in terms of the saturated throughput and access delay through simulation and analysis results.