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IEEE 802.11ax 고밀도 무선 랜에서 충돌 확률에 기반한 업링크 동적 채널 접근 방법
김선명(Sunmyeng Kim) 한국정보기술학회 2022 한국정보기술학회논문지 Vol.20 No.2
For IEEE 802.11ax high density WLANs, the MORA protocol has been introduced to improve network performance. The MORA protocol provides a contention-based distribution channel access mechanism for stations to share resource units (RUs). Performance of the MORA protocol drops dramatically due to high collision probability as the number of stations becomes larger. In order to improve network performance, we propose a new dynamic channel access protocol. The proposed protocol adjusts the number of contending stations based on the collision probability. Performance of the proposed protocol is investigated by simulation. Simulation results show that the proposed protocol outperforms the MORA protocol in terms of throughput and delay. Especially, the proposed protocol has about 21% higher throughput and 7% lower delay when there are 100 stations.
무선 랜에서 신뢰성 있는 멀티캐스트를 위한 능동적 전송 기반의 성능 향상 방법
김선명(Sunmyeng Kim),김시관(Si-Gwan Kim) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.48 No.5
IEEE 802.11 무선 랜은 설치가 쉽고 비용이 적게 들어 무선을 통한 인터넷 서비스 제공에 많이 사용된다. 무선 랜에서 멀티캐스트는 각 수신 단말에게 유니캐스트로 전송하는 방법에 비해 매우 효과적이다. 그러나 IEEE 802.11 무선 랜에서 멀티캐스트 전송은 신뢰성을 제공하지 못한다. 이는 멀티캐스트 데이터가 수신 단말로부터 어떤 피드백도 없이 전송되기 때문이다. 멀티캐스트 전송에 신뢰성을 제공하기 위해 최근에 다양한 프로토콜들이 제안되었다. 그러나 에러 복구 과정에서 많은 제어 패킷의 사용으로 인해 과도한 제어 오버헤드가 발생하고 모든 수신 단말을 만족시키기 위해 많은 재전송이 이루어지기 때문에 여전히 신뢰성과 효율성에 있어 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 간단하고 효과적인 PTRM (Proactive Transmission based Reliable Multicast) 방법을 제안한다. 제안된 방법은 패리티 패킷을 생성하고 수신 단말간 독립적인 패킷 손실의 영향을 줄이기 위해 블락 코드를 이용한다. PTRM 방법은 패리티 패킷을 생성한 후에 수신 단말의 데이터 패킷 에러 율을 고려하여 수신 단말이 에러 복구를 위해 필요한 데이터 패킷 수를 계산하고 해당하는 수만큼의 데이터 패킷을 전송한다. 그리고 나서 수신 단말로부터 피드백을 요청한다. 기존 방법은 각 데이터 패킷에 대해 피드백을 요청하지만, 제안된 방법은 여러 데이터 패킷을 전송한 후에 한 번의 피드백을 요청한다. 따라서 과도한 제어 오버헤드를 줄일 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 방법이 매우 효과적임을 알 수 있다. The IEEE 802.11 wireless LAN (Local Area Network) is widely used for wireless access due to its easy deployment and low cost. Multicast in wireless LANs is very useful for transmitting data to multiple receivers compared to unicast to each receiver. In the IEEE 802.11 wireless LAN, multicast transmissions are unreliable since multicast data packets are transmitted without any feedback from receivers. Recently, various protocols have been proposed to enhance the reliability of multicast transmissions. They still have serious problems in reliability and efficiency due to the excessive control overhead by the use of a large number of control packets in the error recovery process, and due to a large number of retransmissions to satisfy all receivers. In this paper, we propose an effective scheme called PTRM(Proactive Transmission based Reliable Multicast). The proposed scheme uses a block erasure code to generate parity packets and to reduce the impact of independent packet error among receivers. After generating parity packets, the PTRM transmits data packets as many as receivers need to recover error, and then requests feedback from them. The simulation results show that the proposed scheme provides reliable multicast while minimizing the feedback overhead.
수중 센서 네트워크에서 에너지 효율 향상을 위한 측정 기반 패킷 폐기 MAC 프로토콜
김선명(Sunmyeng Kim) 한국정보기술학회 2020 한국정보기술학회논문지 Vol.18 No.7
The underwater sensor network (UWSN) is a type of sensor network built in underwater environments. Sensor nodes are battery-powered devices. It is difficult to supply power to the sensor nodes in underwater environments. To increase the lifetime, it is necessary to develop an energy efficient Medium Access Control (MAC) protocol. Due to the movement of nodes during communication, nodes may be out of the maximum transmission range. Therefore, data transmission may not be completed and energy may be wasted. In order to reduce energy waste, we propose a new MAC protocol, called MPD MAC (Measurement-based Packet Dropping MAC), which is based on a measurement model. It uses measurement information of nodes to make dropping decisions. Simulation results show that the proposed MPD MAC protocol outperforms the previous MAC protocol in terms of successful dropping ratio.
IEEE 802.11n 무선 랜에서 재전송 프레임 수를 줄이기 위한 향상된 Block ACK 방법
이현웅,김선명,Lee, Hyun-Woong,Kim, Sunmyeng 한국시뮬레이션학회 2014 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.23 No.4
IEEE 802.11n 표준은 네트워크 성능을 향상시키기 위해 MAC과 물리 계층에서 새로운 방법들을 제안하였다. MAC 계층에서 성능 향상을 위해 제안된 주요 방법은 프레임 집적(Frame Aggregation)과 Block ACK이다. IEEE 802.11n 표준에도 여전히 문제점은 존재한다. Block ACK 요청 프레임이나 Block ACK 응답 프레임이 손실되거나 에러가 포함되어 수신되면, 전송 단말은 집적된 큰 프레임에 포함된 작은 프레임들의 성공적인 전송 여부를 알지 못하기 때문에 모든 작은 프레임을 재전송한다. 이는 성공적으로 전송된 프레임도 재전송될 수 있기 때문에 네트워크의 성능 저하를 초래할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 RRM(Reduced Retransmissions of MPDUs) 방법을 제안한다. 제안된 방법에서 송신 단말이 Block ACK 응답을 못 받으면 모든 프레임을 재전송하는 대신에 다음 데이터 프레임 하나를 전송하고 다시 Block ACK를 요청한다. 응답을 받은 후에 에러가 발생한 프레임에 대해서만 재전송을 수행한다. 제안된 방법의 성능을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 방법이 다양한 패킷 에러 환경에서 효과적이고 네트워크 성능을 향상 시키는 것을 보여주었다. IEEE 802.11n standard has introduced the new schemes in MAC and PHY layers to improve network throughput. Frame aggregation and Block ACK are mainly defined to increase the efficiency of the MAC layer. There exists still problem in IEEE 802.11n. When block ACK request and/or response frames are missing or received in error, the sender does not know the status (success/failure) of each frame in the aggregated large frame and retransmits all the frames. This can cause a lower network performance. To solve this problem, we propose a new effective scheme, called reduced retransmission of MPDUs (RRM) scheme. In the proposed scheme, when a sender does not receive a block ACK response frame, it just transmits a next data frame and requests a block ACK. Therefore, it can retransmits the erroneous frames. Performance of the proposed scheme is investigated by simulation. Our results show that the proposed scheme is very effective and improves the performance under a wide range of channel error conditions.