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IEEE 802.15.3c 기반에서 지향성 안테나를 사용했을 때의 이웃장치 탐지과정 분석
김미정(Meejoung Kim),이우용(Wooyong Lee) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.1B
밀리미터파 대역에서의 이웃장치 탐지는 이 대역의 통신에서의 필수 선제조건이므로 아주 중요하고 또한 긴급한 문제이다. 본 논문에서는 모든 장치에 지향성 안테나가 탑재되어 있는 경우 밀리미터파 대역 개인영역 무선네트워크에서 지향성 안테나의 효과를 기반으로 한 동기식, direct, two-way 지향성 이웃장치 탐지과정을 분석한다. 주어진 시간동안 발견되는 장치의 비율과 한 방향에서 머무르는 최적의 시간 등과 같은 측도를 수학적으로 표현하였다. IEEE 802.15.3c 표준을 기반으로 한 분석결과는 지향성 안테나를 사용하는 경우의 이웃장치 탐지의 효율성을 보여준다. 본 연구는 밀리미터파 대역에서 이웃장치 탐지에 관한 이론적 기반을 제공할 것으로 보인다. The neighbor discovery using directional antennas in mmWave band is a prerequisite for communications and this issue is crucial and urgent. In this paper, the synchronized, direct, two-way directional neighbor discovery process is analyzed mathematically for mmWave WPANs. The analysis is based on the values which are derived from the effect of using directional antennas. The neighbor discovery probability for a given amount of time is considered and several performance measures such as the optimal sojourn time are derived in closed forms. Numerical results are obtained using parameters based on the IEEE 802.15.3c. The mathematical analysis provides the theoretical basis for the directional neighbor discovery process.
밀리미터파 대역에서 지향성 CSMA/CA의 성능 향상을 위한 알고리즘
김미정(Meejoung Kim),이우용(Wooyong Lee) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.1B
본 논문에서는 밀리미터파 대역을 사용하는 개인영역 무선통신 네트워크 표준의 하나인 IEEE 802.15.3c에서 지향성 CSMA/CA의 성능을 향상시킬 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 saturation 환경에서 No-ACK 모드를 고려하여 마코프 체인으로 모델링하여 분석하였다. 마코프 체인 모델에서는 공간을 재활용하는 지향성 안테나의 특성과 IEEE 802.15.3c의 특성이 고려되었다. 분석실험을 통하여 경쟁윈도우 크기의 최적값을 얻었다. 제안한 성능향상 지향성 CSMA/CA 알고리즘이 기존의 지향성 CSMA/CA에 비해 훨씬 좋은 성능을 보여주는 결과를 얻었으며 이는 시뮬레이션으로 검증되었다. 얻은 결과는 밀리미터파 대역 개인영역 무선통신 네트워크의 성능을 향상시키는 모수의 선택과 MAC 프로토콜의 개발에 지침을 제공할 것으로 보인다. In this paper, an algorithm that enhances the conventional directional CSMA/CA protocol in IEEE 802.15.3c is proposed under saturation environments. For the algorithm, a Markov chain model is presented and analyzed in no-ACK mode. The effects of directional antennas and the features of IEEE 802.15.3c MAC are considered in the model. The optimal sizes of contention window are derived from the numerical results. The numerical results show that the proposed directional CSMA/CA algorithm outperforms conventional one. The overall analysis is verified by simulation. The obtained results provide the criterion for selecting the optimal parameters and developing a MAC protocol that enhances the performance of mmWave WPANs.