• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.53-60
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• 2011

무선 센서 네트워크에서, IEEE 802.11은 센서노드간에 최대전력을 사용하여 패킷을 전송하기 때문에, 불필요한 에너지 소모가 발생한다. BASIC구조는 RTS-CTS패킷 전송에 최대 전송전력을 사용하며, 에너지 효율을 높이기 위해서 DATA-ACK전송에 최소한으로 필요한 전송전력을 사용한다. 그러나 BASIC구조는 반송파 감지지역의 노드에 의한 ACK패킷의 충돌로 인해 네트워크 수율이 떨어지며, 전력제어를 하지 않는 IEEE 802.11을 사용할 때 보다 더 높은 에너지 소모를 가진다. 기존에 제안된 PCM(Power Control MAC)구조는 ACK패킷의 충돌을 피하기 위해, 반송파 감지지역에서 DATA패킷의 전송을 감지하기 위해 주기적으로 최대 전력레벨로 DATA패킷 전송방법을 이용하였다. 본 논문에서는 기존의 PCM구조의 에너지 효율에 대한 문제점을 제시하고, 보다 높은 에너지 효율을 가진 개선된 PCM구조를 제안하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1286-1299
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• 1991

본 논문은 단일확산코드 CDMA 방식의 중앙 집중 패킷 라디오 시스팀들을 위한 다중캡쳐 모델을 적시하였다. 중양 수신기에서 collision-free, 헤더 검출, 다중캡쳐 확률들을 계산하기 위한 기본식들을 유도하였다 포락선(envelope) 헤더 검출방식과 차동(differential) 데이타 검출방식을 결합한 hybrid 시스팀에 평균 패킷캡쳐의 수, 동시전송가능한 패킷의 수, 시스팀 throughput 등 link 레벨의 성능들이 이론적으로 평가되었다. 포락선 또는 차동 헤더 검출방식의 중앙 수신기에 대해 블럭별 회로의 BOSS 시뮬레이션을 축행하였다. 데이타패킷 성공확률에 threshold 모델을 적용하여 다중캡쳐 모델이 시스팀의 throughput을 현저히 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.267-277
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• 2011

IEEE 802.15.4는 전송된 프레임의 초기 충돌을 피하기 위해 대부분의 다른 무선 네트워크 프로토콜들처럼 프레임을 전송하기 전 임의의 시간을 지연하는 CA(Collision A voidance) 알고리즘을 사용한다. IEEE 802.15.4의 CA 방식은 현재의 네트워크 상황에 관계없이 고정된 초기 백오프 선택 구간에서 임의의 백오프 지연 시간을 선택하기 때문에, 긴 시간 동안 높은 통신 부하를 유지하는 네트워크에서는 현재 상황에 알맞은 백오프 지연 시간을 선택하기까지 여러 번의 백오프 지연 과정을 반복하게 된다. 본 논문에서는 네트워크의 혼잡 상황에 따른 충돌 확률을 고려하여 초기 백오프 지연 시간을 적응적으로 선택할 수 있는 ACA(Adaptive Collision Avoidance) 알고리즘을 제안한다. ACA 알고리즘의 성능을 측정하기 위해 수학적 모델을 제시하며, ns-2를 이용한 시뮬레이션을 통해 모델의 정확성을 검증하고 네트워크 혼잡 상황에 따른 최적의 초기 백오프 지연 시간을 제시한다. 분석 결과, ACA알고리즘을 사용할 때 표준에 비해 처리량이 최대 41% 이상 증가하고 평균 서비스 지연 시간은 기존보다 더욱 짧게 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.1939-1946
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• 2012

IEEE 802.15.4 Zigbee 네트워크와 같은 USNs(Ubiquitous Sensor Networks)은 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 주파수 대역을 WiFi 네트워크와 공동으로 사용을 하고 있다. 동일 지역 내에서 두 개의 네트워크가 동작하게 되면 주파수가 겹침으로 인하여 패킷 충돌이 발생 할 수 있다. 이를 확인하기 위해 WiFi와 ZigBee 통신 네트워크을 한 지역에 설치하여 실험을 수행하였다. 실험결과 WiFi 와 ZigBee 간 주파수 간섭으로 인해 데이터 전송률이 저하됨을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 주파수 충돌회피 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘에서는 주파수 충돌이 감지되면 각 노드에 다른 주파수를 갖는 새로운 통신 채널을 할당한다. 제안된 주파수 충돌 회피 알고리즘의 성능을 평가하고 결과를 기술하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권7B호
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• pp.706-718
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• 2002

In bluetooth system, there are two kinds of interference. One is the frequency static interference, for example 802.11 direct sequence, the interferer uses fixed frequency band. Another is frequency dynamic interference, for example other piconets or 802.11 frequency hopping, the interferer uses dynamic frequency channel and cant be estimated. In this paper we introduce a novel solution of hybrid method of Listen-Before-Talk (LBT) and Adaptive Frequency Hopping (AFH) to address the coexistence of bluetooth and Direct Sequence of wireless local area network (WLAN). Before any bluetooth packet transmission, in the turn around time of the current slot, both the sender and receiver sense the channel whether there is any transmission going on or not. If the channel is busy, packet transmission is withdrawn until another chance. This is the LBT in Bluetooth. Because of asymmetry sense ability of WLAN and bluetooth, AFH is introduced to combat the left front-edge packet collisions. In monitor period of AFH, LBT is performed to label the channels with static interference. Then, all the labeled noisy channels are not used in the followed bluetooth frequency hopping. In this way, both the frequency dynamic and frequency static interference are effectively mitigated. We evaluate the solution through packet collision analysis and a detail realistic simulation with IP traffic. It turns out that the hybrid method can combat both the frequency dynamic and frequency static interference. The packet collision analysis shows it almost doubles the maximal system aggregate throughput. The realistic simulation shows it has the least packet loss.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.469-476
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• 2008

본 논문에서는 AFH (Adaptive Frequency Hopping) 알고리즘을 사용하는 블루투스 (Bluetooth) 로 이루어진 피코넷 (Piconet) 이 WLAN (Wireless Local Area Network) 과 공존할 때 피코넷 패킷간의 충돌과 통합 처리량을 수학적으로 분석하였다. AFH 알고리즘에 의해 줄어든 블루투스의 흡수가 피코넷 간의 패킷 충돌을 증가 시킬 수 있고 통합 처리량에도 영향을 줄 수 있음을 알 수 있다. 또한 다중 경로 페이딩 채널을 고려하여 다수의 피코넷이 패킷을 전송할 때 동일 주파수를 사용하더라도 주변의 피코넷의 신호 세기에 따라 패킷의 충돌 확률에도 영향을 줄 수 있음을 알 수 있다. 본 연구는 블루투스와 WLAN 사용에 있어서 시스템의 파라미터 설정에 참고할 만한 가이드라인이 될 수 있을 것이다.

• ETRI Journal
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• 제29권1호
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• pp.116-119
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• 2007

In this letter, we design a collision resolution protocol for optical burst switching ring networks to avoid burst collision. We define the offset time condition for no burst transmission collision and manage the free time list of nodes for no burst reception collision. In order to improve the throughput, we use a fiber delay line, void-filling, and void-compression. This protocol does not require any additional procedures for bandwidth reservation such as centralized assignment of bandwidth, lightpath setup of WDM ring networks, or token capturing for the burst transmission. The simulation results show that the proposed protocol can achieve high throughput while saving 70% of wavelengths when compared to round robin with random selection, round robin with persistent, and round robin with non-persistent with only destination delay.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.778-798
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• 2014

This paper proposes a novel exposed-terminal-eliminated medium access control (ETE-MAC) protocol by combining channel reservation, collision avoidance and concurrent transmissions to improve multi-access performance of the multihop wireless networks. Based on the proposed slot scheduling scheme, each node senses the control channel (CCH) or the data channel (DCH) to accurately determine whether it can send or receive the corresponding packets without collisions. Slot reservation on the CCH can be simultaneously executed with data packet transmissions on the DCH. Therefore, it resolves the hidden-terminal type and the exposed-terminal type problems efficiently, and obtains more spatial reuse of channel resources. Concurrent packet transmissions without extra network overheads are maximized. An analytical model combining Markov model and M/G/1 queuing theory is proposed to analyze its performance. The performance comparison between analysis and simulation shows that the analytical model is highly accurate. Finally, simulation results show that, the proposed protocol obviously outperforms the link-directionality-based dual-channel MAC protocol (DCP) and WiFlex in terms of the network throughput and the average packet delay.

• ETRI Journal
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• 제37권2호
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• pp.359-368
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• 2015

In this paper, we investigate the capture effect through experiments conducted with Iris nodes equipped with AT86RF230 radio transceivers. It is shown that the first arriving packet in a collision can capture the radio channel for equal power transmissions and may be decoded depending on the amount of overlap. A new 3-packet-capture scenario is introduced and implemented. To be able to understand the impact of capture on the throughput performance of wireless sensor networks, we present an analysis of the capture coefficient using our practical results. For real-world implementations, the throughput of pure ALOHA considering a finite number of users is presented in analytical form. The capture coefficient is then applied to pure ALOHA as a case study. Using analytical and practical implementations of the capture effect on ALOHA, a very good match in channel throughput performance enhancement is demonstrated over the non-capture effect case. TinyOS-2.x is used to program the nodes and to observe data exchange on a computer through a base station.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권3호
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• pp.148-159
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• 2013

An analysis of the throughput and stability region of random access systems is currently of interest in research and industry. This study evaluated the performance of a multiuser random access channel with a retransmission gain. The channel was composed of a media access control (MAC) determined by the transmission probabilities and a multiuser communication channel characterized by the packet reception probabilities as functions of the number of packet transmissions and the collision status. The analysis began with an illustrative two-user channel, and was extended to a general multiuser channel. For the two-user channel, a sufficient condition was derived, under which the maximum throughput was achieved with a control-free MAC. For the channel with retransmission gain, the maximum steady throughput was obtained in a closed form. The condition under which the random access channel can acquire retransmission gain was also obtained. The stability region of the general random access channel was derived. These results include those of the well-known orthogonal channel, collision channel and slotted Aloha channel with packet reception as a special instance. The analytical and numerical results showed that exploiting the retransmission gain can increase the throughput significantly and expand the stability region of the random access channel. The analytical results predicted the performance in the simulations quite well.