• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권3호
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• pp.1152-1167
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• 2018

In this paper, I propose an application layer cooperative congestion control scheme for safety message broadcast in vehicular networks, called CMS, that adaptively controls a vehicle's safety message rate and transmit timing based on the channel congestion state. Motivated by the fact that all vehicles should transmit and receive an application layer safety message in a periodic manner, I directly exploit the message itself as a means of estimating the channel congestion state. In particular, vehicles can determine wider network conditions by appending their local channel estimation result onto safety message transmissions and sharing them with each other. In result CMS realizes cooperative congestion control without any modification of the existing MAC protocol. I present extensive NS-3 simulation results which show that CMS outperforms conventional congestion control schemes in terms of the packet collision rate and throughput, especially in a high-density traffic environment.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제7권3호
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• pp.399-403
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• 2009

In IEEE 802.15.1 (Bluetooth) Ad-hoc networks, the frequency is resolved by the specific part of the digits of the Device clock and the Bluetooth address of the Master device in a given piconet. The piconet performs a fast frequency hopping scheme over 79 carriers of 1-MHz bandwidth. Since there is no coordination between different piconets, packet collisions may occur if two piconets are located near one another. In this paper, we proposed a software/hardware co-design of an adaptive frequency decision mechanism so that more than two different kinds of wireless devices can stay connected without frequency collision. Suggested method was implemented with C program and HDL (Hardware Description Language) and automatically synthesized and laid out. The adaptive frequency hopping circuit was implemented in a prototype and showed its operation at 24MHz correctly.

• 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.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권3호
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• pp.194-199
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• 2007

In this paper, a slotted CDMA_ALOHA protocol with hybrid ARQ is proposed for the wireless CDMA communication networks. The proposed protocol combines the characteristics of the slotted ALOHA, CDMA, and the hybrid ARQ, in order to increase the throughput by reducing the number of retransmissions when the channel experiences heavy traffic. The main feature of the proposed protocol is the utilization of the forward error correction capability to correct errors that appear after the CDMA dispreading of the packets. The base station does not need to ask so often for retransmission of erroneous packets. It will request for retransmission only when the FEC capability is exceeded. The performance of the proposed protocol is analyzed by considering the packet collision probability as well as the bit error probability. The numerical results show that the system throughput is closely related to the bit error rate of the wireless link and the FEC coding rate.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제8권4호
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• pp.739-748
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• 2012

We propose an analytic model to compute the station's saturated throughput and packet delay performance of the IEEE 802.11 DCF (Distributed Coordination Function) in which frame transmission error rates in the channel are different from each other. Our analytic model shows that a station experiencing worse frame error rates than the others suffers severe performance degradation below its deserved throughput and delay performance. 802.11 DCF adopts an exponential back-off scheme. When some stations suffer from high frame error rates, their back-off stages should be increased so that others get the benefit from the smaller collision probabilities. This impact is then recursively applied to degrade the performance of the victim stations. In particular, we show that the performance is considerably degraded even if the frame error rate of the victim station satisfies the receiver input level sensitivity that has been specified in the IEEE 802.11 standard. We also verify the analytic results by the OPNET simulations.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.1212-1218
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• 1999

This paper proposes a new multipath interconnection network(MIN) structure for improving performance which uses widely in the design of multiprocessing, ATM system and VOD server. For improving performance such as passthrough ratio and packet latency, it proposes new routing method which routes one of the collided packets into the i+1-th switching stage of the adding Banyan MIN network when it occurred collision at the i-th switching stage of the basic MIN again when they collide each other. The new improved performance MIN network has been compared with MBSF, TBSF and PBSF structured MIN network from the viewpoint of passthrough ratio and the number of switching stage vs. passthrough ratio. It is shown to improve a performance and to be a simple structure which reducing the number of switching stage of adding MIN in comparison with other structured MIN including TBSF.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제19권1호
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• pp.1-7
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• 2021

Reinforcement learning is an area of machine learning that studies how an intelligent agent takes actions in a given environment to maximize the cumulative reward. In this paper, we propose a new MAC protocol based on the Q-learning technique of reinforcement learning to improve the performance of the IEEE 802.11 wireless LAN CSMA/CA MAC protocol. Furthermore, the operation of each access point (AP) and station is proposed. The AP adjusts the value of the contention window (CW), which is the range for determining the backoff number of the station, according to the wireless traffic load. The station improves the performance by selecting an optimal backoff number with the lowest packet collision rate and the highest transmission success rate through Q-learning within the CW value transmitted from the AP. The result of the performance evaluation through computer simulations showed that the proposed scheme has a higher throughput than that of the existing CSMA/CA scheme.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권4B호
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• pp.323-332
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• 2006

본 논문에서는 FT-TR(Fixed Transmitter-Tunable Receiver) 형 액세스 노드를 사용하여 광대역 액세스 망을 연결하는 파장 분할 다중화 (Wavelength Division Multiplexing; WDM)기반의 메트로(metro) 링에서 공정한 전송을 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 기본적인 채널 액세스 방식은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)이며 메트로 링을 순환한 전송된 슬롯은 SS(Source-Stripping) 방식으로 패킷이 제거되어 빈 슬롯이 된다. 빈 슬롯은 바로 패킷 전송에 이용되거나 다음 액세스 노드에 그대로 전송될 수 있는데, 전자는 망의 처리율은 향상되나 공정성에 문제가 발생되며 후자는 공정성은 향상되나 처리율이 낮은 단점을 갖는다. 따라서 제안된 MAC 프로토콜은 전자와 후자의 장점을 이용한다 제안된 프로토콜은 p-Persistent MAC 프로토콜로서 파장 채널을 공유하는 액세스 노드는 하향 액세스 노드에게도 빈 슬롯을 이용하도록 확률적으로 전송 기회를 주고, 상향 액세스 노드의 무조건적인 빈 슬롯 사용을 확률적으로 억제하는 방식이다. 수치적 분석을 통하여 제안된 프로토콜에 대한 대역 효율성과 최대 노드 처리율을 분석하고 시뮬레이션을 통하여 확률에 따른 노드 처리율, 전송 공정성, 전송 지연 등의 다양한 결과를 분석한다. 또한 FT-TR 형 액세스 노드인 FT-FRn (Fixed Transmitter-nFixed Receivers)과 FT-TR 구조로 메트로 망을 구성하여 제안된 MAC 프로토콜을 비교 평가한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권1A호
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• pp.96-103
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• 2000

WATM(Wireless Asynchronous Transfer Mode) 네트워크에서 음성은 실시간 전송이 요구되는 주된 요소 중의 하나다. 본 논문에서는 멀티미디어 환경에서 음성 트래픽을 효율적으로 전송하기 위한 새로운 매체접근제어(MAC: Medium Access Control) 프로토콜을 설계하고 성능을 평가하여 기존의 MAC방식과 비교한다. 새로 제안한 프로토콜은 상향링크(uplink)의 예약 슬롯구간(request slot period)을 음성 예약 슬롯구간과 비실시간 데이터 예약 슬롯 구간으로 구분하고, 음성 트래픽에 대해서는 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있도록 프레임 크기에 따른 적절한 슬롯 할당함수를 제시하였다. 이때 MAC은 반복적으로 휴지(silent)상태가 된 음성 소스의 수에 비례하여 음성예약 슬롯을 동적으로 할당하고, 슬롯예약 시 데이터를 함께 보냄으로써 평균 접근지연시간을 줄일 수 있도록 한다. 시뮬레이션에 의한 성능분석결과는 제안한 MAC방법이 고정된 음성 예약슬롯을 가진 Slotted ALOHA 방법에 비하여 대역폭 사용효율이 높음을 보인다. 또한 음성 단말의 수가 변하는 동적 환경하에서도 일정한 QoS를 제공 할 수 있다. 이것은 모든 음성 단말에게 하나씩의 뭬\ulcorner슬롯을 할당하는 NC-PRMA(None Collision-Packet Reservation Multiple Access)프로토콜보다 향상된 성능을 가진다는 사실을 나타낸다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권4호
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• pp.337-344
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• 2008

음파를 이용한 수중 센서 네트워크는 지상에서의 무선 네트워크 환경과 다르게 긴 전파 지연과 낮은 전송 속도를 가진다. 따라서 기존의 선 네트워크에서 사용되는 프로토콜을 수중 센서 네트워크에 적용될 경우 매우 제한적이며 비효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크에서 에너지 효율과 처리율 향상을 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 슬롯 기반의 경쟁 기법을 사용하며 데이타 패킷을 전송하기 위해 사전에 슬롯을 예약하게 된다. 제안된 프로토콜에서는 경쟁방식에 의하여 노드간의 충돌이 발생할 수 있으나 예약방식에 의하여 인접 노드의 채널을 미리 인지함으로써 충돌을 최소화하고 노드의 불필요한 에너지 소모를 줄임과 동시에 처리율 향상을 가져온다. 제안된 프로토콜에 대한 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션을 수행하며 소모된 에너지, 충돌횟수, 채널효율, 처리율과 전송지연시간에 대하여 평가한다. 또한 기존의 MAC 프로토콜과 비교함으로써 제안된 프로토콜이 기존의 프로토콜에 비해 성능이 우수함을 보인다.