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IEEE 802.11 무선랜의 성능 향상을 위한 Binary Negative-Exponential Backoff 알고리즘
기형주,최승혁,정민영,이태진,Ki, Hyung-Joo,Choi, Seung-Hyuk,Chung, Min-Young,Lee, Tae-Jin 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.12A
IEEE 802.11 has employed distributed coordination function (DCF) adopting carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA). To effectively resolve collisions, DCF uses binary exponential backoff (BEB) algorithm with three parameters, i.e., backoff stage, backoff counter and contention window. If a collision occurs, stations involving in the collision increase their backoff stages by one and double their contention window sizes. However, DCF with BEB wastes wireless resource when there are many contending stations. Therefore, in this paper, to enhance the performance of wireless LAN, we propose binary negative-exponential backoff (BNEB) algorithm which maintains a maximum contention window size during collisions and reduces a contention window size to half after successful transmission of a frame without retransmissions. For IEEE 802.11, 802.11a and 802.11b standards, we also compare the performance of DCF with BEB to that with BNEB. DCF에서는 백오프 스테이지(backoff stage), 백오프 카운터(backoff counter), 경쟁 윈도우(contention window)의 세 가지 매개변수를 사용하여 충돌이 발생하면 백오프 스테이지를 하나씩 증가시키고 백오프 카운터를 선택하는 범위인 경쟁 윈도우를 두 배씩 증가시키는 이진 지수적인 백오프(BEB : Binary Exponential Backoff) 방식을 사용하여 전송 프레임간의 충돌 발생 가능성을 줄이고 있다. 그러나 무선 자원을 공유하는 단말의 수가 증가 할수록 충돌 발생 가능성이 증가하여 비효율적으로 자원을 사용하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 무선 자원을 효율적으로 사용하고 무선 랜의 성능을 향상시키기 위해 충돌발생 시 경쟁 윈도우를 최대로 유지하고 전송 성공 시 경쟁 윈도우를 반으로 줄이는 이진 음지수적인 백오프(BNEB : Binary Negative-Exponential Backoff) 방식을 제안하고 IEEE 802.11, 802.11a, 802.11b의 세 가지 표준에 대해서 포화상태 및 정상 트래픽 상태에서의 성능 평가를 수행하였다.
MIPv6 네트워크에서의 Cross-Layer 기반 빠른 핸드오버 알고리즘
정우진(Woo Jin Jung),기형주(Hyung Joo Ki),이태진(Tae-Jin Lee),추현승(Hyunseung Choo),정민영(Min Young Chung) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.2D
최근 무선통신 서비스에서 이동성을 추가하여 이동 네트워크 서비스를 제공하기 위해 사용하는 MIPv6, FMIPv6는 긴 핸드오프 지연시간으로 인한 통신 품질의 저하 및 제어/관리 메시지로 인하여 다량의 데이터 패킷 손실, 고비용등과 같은 단점을 가지고 있다. 특히, 각 단말에서 시행하는 주소의 생성 및 유일성 검사를 위한 DAD(Duplication Address Detection)는 핸드오프 지연시간의 가장 큰 영향을 미치는 요소로서 이에 대한 연구가 요구된다. 본 논문에서는 L2(Layer 2)의 재결합 절차 상 MR(Mobile Router)/AR(Access Router)에서 직접 유일성 검사를 마친 후 생성된 주소를 재결합 응답 프레임에 추가시켜 할당하는 Cross-Layer방식을 제안한다. 또한 할당된 주소관리와 생성된 주소의 유일성 검사를 위한 캐쉬도입을 고려하여 성능평가를 하였다. 제안된 방식은 기존 알고리즘들보다 전체 핸드오프 지연시간이 30~80%정도의 감소효과를 보이고 있으며, 비용관점에서도 약 56%의 절감효과를 확인할 수 있었다.
IEEE 802.11 무선랜에서 효과적인 충돌해결을 위한 향상된 DCF Backoff 알고리즘 설계
김상수(Sang-Su Kim),기형주(Hyung-Joo Ki),정민영(Min-Young Chung) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.11
IEEE 802.11 WLAN uses Distributed Coordination Function (DCF). The DCF controls the transmission based on carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CA), that decides a random back off time with the range of contention window (CW) for each terminal. Normally, each terminal the CW double after collision, and reduce CW to the minimum after successful transmission. But when collision occurs, the size of CW increases the double size, and the efficiency decreases. So in this paper, we proposed Improved DCF (IDCF) and analyzed the efficiency.
IEEE 802.15.4 MAC 계층의 성능 향상을 위한 분할 경합 접근 방식 (pp.436-440)
배성재(Sueng Jae Bae),기형주(Hyung Joo Ki),이태진(Tae-Jin Lee),정민영(Min Young Chung) 한국정보과학회 2008 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.14 No.4
본 논문은 IEEE 802.15.4 beacon-enabled 모드의 경합 접근 구간(CAP: Contention Access Period)에서 단말수의 증가에 따른 성능 저하를 개선하기 위해 분할경합 접근 방식(PCAM: Partitioned Contention Access Mechanism)을 제안한다. 분할 경합 접근 방식에서 PAN 코디네이터는 사용 가능한 전체 경합 접근 구간을 같은 크기의 두 개의 소구간으로 나눈다. 단말은 자신이 소속된 소구간에서만 전송을 위해 서로 경쟁한다. 이와 같은 방법으로 분할 경합 접근 방식은 경쟁하는 단말의 수를 반으로 줄여 전송 프레임의 충돌을 감소시키고 경쟁 시간을 반으로 줄여 단말의 전력 소모를 줄이는 특징을 가진다. 본 논문에서는 분할 경합 접근 방식과 기존 IEEE 802.15.4 표준의 접근 방식과의 성능을 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 정규화 수율 및 에너지 효율측면에서 분할 경합 접근 방식이 기존의 방식보다 좋은 성능을 가짐을 확인하였다. In IEEE 802.15.4 beacon-enabled mode, performance decreases as the number of devices competing in the contention access period (CAP) increases. In this letter, we propose partitioned contention access mechanism (PCAM) to compensate performance degradation. In PCAM, the PAN coordinator divides CAP into two subperiods and activity of devices is delimited in their assigned sub-periods. Since PCAM reduces the number of devices which compete at the same time by half, collision probability between transmitted frames can be reduced. In addition, devices can save their power consumption because PCAM shorten the duration that devices stay in active state into half. We perform simulations to compare the performance of PCAM with that of the IEEE 802.15.4 standard. From the result, PCAM yields better performance than IEEE 802.15.4 standard.