• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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• pp.187-189
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• 2012

The medium access control (MAC) protocol is designed only for single channel in the IEEE 802.11 standard. That means the throughput of the network is limited by the bandwidth of the single channel. The multiple channels can be exploited to get more concurrent transmission. In this paper, we propose a novel Multi-channel MAC that utilizes the channel more efficiently than other Multi-channel MAC protocols.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권2A호
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• pp.153-164
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• 2010

본 논문은 무선 애드혹 네트워크에서 채널 효율성 및 네트워크 성능 향상을 위한 멀티채널 MAC 프로토콜을 제안한다. 멀티채널 MAC 프로토콜 설계에는 랑데부 문제(rendezvous problem)와 멀티채널 히든 노드 문제 등 두개의 주요한 문제가 있다. 기존에 제안된 여러 멀티채널 MAC 프로토콜에서는 하나의 채널을 공통 컨트롤 채널로 사용하여 컨트롤 패킷 교환을 통해 이러한 문제들을 해결하였는데, 이것은 데이터 채널이 증가할수록 높은 경쟁으로 인한 공통 컨트롤 채널의 병목 현상을 초래하여 비효율적인 데이터 채널 이용의 원인이 된다. 본 논문에서 제안하는 멀티채널 MAC 프로토콜은 멀티채널 히든 노드 문제를 해결하기 위해 TDMA 방식을 사용하였고, 데이터를 동시에 송수신할 수 있도록 하여 네트워크 성능을 높인다. 또한 공통 컨트롤 채널을 사용하지 않기 때문에 공통 컨트롤 채널 병목 현상이 발생하지 않고, 전송 또는 수신할 데이터가 없는 노드는 슬립(sleep) 상태를 유지하도록 하여 에너지 절감(energy savings)이 가능하다. 모의실험결과는 제안한 MAC 프로토콜이 기존의 방법에 비해 네트워크 성능 및 채널 효율성을 향상시키고 에너지를 절감할 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권10B호
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• pp.876-884
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• 2008

본 논문에서는 다중 채널 환경의 무선 센서 네트워크에서 에너지 소모를 최소화하고 데이터 수율(Throughput)을 증대시키기 위한 비동기 방식의 맥 프로토콜을 제안한다. 제안하는 맥 프로토콜인 SPMC-MAC(Slim Preamble Multi Channel Media Access Control)은 [6]에서 제안했던 수신 노드가 깨어날 시간 정보의 이점을 이용하여 프리앰블의 길이를 줄이는 매커니즘을 채택한다. 프리앰블은 수신 노드의 ID와 랜덤하게 선택된 채널을 포함하여 전용의 기본 채널을 통해서 전송된다. 전송 세기 제어는 통신 가능 범위 내에서 적정 노드 수를 유지함으로써 데이터 전송 시 충돌과 간섭을 줄일 수 있다. 수학적 분석과 모의실험을 통해 에너지 소모와 수율에 대해 제안하는 SPMC-MAC과 X-MAC을 비교한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.1465-1470
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• 2011

본 논문에서는 무선 애드혹 네트워크에서 복수개 채널을 이용한 효율적인 매체접속제어 프로토콜로써 DM-MMAC (Doze Mode Multi-Chanel MAC)을 제안한다. 기존의 IEEE 802.11 프로토콜의 경우 물리계층에서 복수개의 가용 채널이 주어지나 MAC 계층에서는 오직 고정된 단일채널을 통한 접속만이 가능하다. 이를 보완하기 위한 프로토콜로써 여러 가지 멀티채널 MAC 프로토콜이 제안되었으나 대부분의 경우 채널수가 적고 호스트의 수가 많아지면 전송 처리율(throughput)이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 기존 MMAC 프로토콜의 채널 할당 및 채널점유 과정을 단순화하고 호스트 간 충돌가능성을 줄임으로써 절전효과와 함께 전송률 향상을 도모하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5A호
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• pp.549-560
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• 2008

본 논문은 무선 네트워크 환경에서 채널 효율성을 높이기 위하여 두 개의 인터페이스를 사용하는 새로운 멀티채널 MAC 프로토콜을 제안하였다. 멀티채널 환경에서 기존에 제안된 대부분의 연구들은 컨트롤 메시지를 교환하기 위하여 공통 컨트롤 채널을 사용하였는데, 이것은 데이터 채널이 증가할 때 공통 컨트롤 채널에서 병목 현상을 야기 시킨다. 본 논문에서는 제안하는 멀티채널 MAC 프로토콜은 송수신용 채널을 분리하여 데이터와 컨트롤 패킷을 동시에 송수신하여 전체 네트워크 처리량을 높이고, 공통 컨트롤 채널이 없기 때문에 병목현상 문제가 발생하지 않는다. 또한 TDMA 방식을 사용하여 데이터 패킷과 컨트롤 패킷의 충돌을 피할 수 있고, 멀티채널환경에서 송수신 인터페이스가 다를 경우 발생하는 CTS 패킷이나 ACK 패킷의 충돌 가능성을 줄였다. 모의실험결과는 제안된 멀티채널 MAC 프로토콜이 기존의 방법과 비교해서 전체 네트워크 처리량과 채널 효율성을 크게 향상시키는 것을 보여준다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권3호
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• pp.273-276
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• 2010

Opportunistic spectrum access (OSA) allows unlicensed users to share licensed spectrum in space and time with no or little interference to primary users, with bring new research challenges in MAC design. We propose a cognitive MAC protocol using statistical channel information and selecting appropriate idle channel for transmission. The protocol based on the CSMA/CA, exploits statistics of spectrum usage for decision making on channel access. Idle channel availability, spectrum hole sufficiency and available channel condition will be included in algorithm statistical information. The model include the control channel and data channel, the transmitter negotiates with receiver on transmission parameters through control channel, statistical decision results (successful rate of transmission) from exchanged transmission parameters of control channel should pass the threshold and decide the data transmission with spectrum hole on data channel. The proposed protocol's simulation will show that proposed protocol does improve the throughput performance via traditional opportunistic spectrum access MAC protocol.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1052-1070
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• 2016

Wireless Body Area Networks (WBANs) have received a lot of attention as a promising technology for medical and healthcare applications. A WBAN should guarantee energy efficiency, data reliability, and low data latency because it uses tiny sensors that have limited energy and deals with medical data that needs to be timely and correctly transferred. To satisfy this requirement, many multi-radio multi-channel MAC protocols have been proposed, but these cannot be implemented on current off-the-shelf sensor nodes because they do not support multi-radio transceivers. Thus, recently single-radio multi-channel MAC protocols have been proposed; however, these methods are energy inefficient due to data duplication. This paper proposes a TDMA-based single-radio, multi-channel MAC protocol that uses the Unbalanced Star+Mesh topology to satisfy the requirements of WBANs. Our analytical analysis together experiments using real sensor nodes show that the proposed protocol outperforms existing methods in terms of energy efficiency, reliability, and low data latency.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.728-729
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• 2010

Opportunistic spectrum access (OSA) allows unlicensed users to share licensed spectrum in space and time with no or little interference to primary users, with bring new research challenges in MAC design. We propose a cognitive MAC protocol using statistical channel utilization information and selecting appropriate spectrum hole for multi-channel data transmission. The protocol based on the CSMA/CA, exploits statistics of spectrum usage for decision making on channel access.

• 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.