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유비쿼터스 및 모바일 컴퓨팅 : 단일홉 무선 애드혹 네트워크에서 단순 TDMA 시스템을 위한 DESYNC 알고리즘 개선 방안
현상현 ( Sang Hyun Hyun ),이제율 ( Je Yul Lee ),양동민 ( Dong Min Yang ) 한국정보처리학회 2014 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.3 No.9
TDMA(Time Division Multiple Access)는 무선 네트워크에서 한정된 주파수 대역을 일정한 크기의 시간 단위인 슬롯으로 분할하고 사용자가 할당된 슬롯을 이용하여 통신할 수 있는 채널 접속 기술이다. TDMA에 사용되는 기술에 따라 동기와 비동기 방식으로 나눌 수 있다. TDMA의 동기화 과정은 복잡하고, 추가 장비가 필요할 수 있기 때문에 소규모 네트워크에 적합하지 않다. 반면, 비동기 방식의 DESYNC에서는 전역 클록(global clock)이나 기반 시설 도움 없이 동기화를 이룰 수 있다. 하지만 DESYNC는 동기화 완료하는 데 제법 시간이 걸리고, 소요되는 최대 지연 시간이 얼마인지 보장하지 못한다. 그래서 본 논문에서는 소규모 네트워크에 적합한 경량 동기화 기법인 C-DESYNC를 제안한다. C-DESYNC는 참가 하는 노드의 주기 시작 정보를 가지고 있는 GP(Global Packet) 신호와 노드들의 firing 개수를 이용하여 노드의 개수를 파악하고, 이 정보를 이용하여 동기화를 이룬다. 제시하는 알고리즘은 기존의 동기화 방식의 TDMA 기법에 비해 간단하여 비용 측면에서도 효율적이며, 동기화 완료시까지 걸리는 최대 지연시간을 보장한다. 시뮬레이션 결과를 통해서 C-DESYNC는 참가 노드 개수에 관계없이 오직 3 주기 내에 동기화 완료를 보장하는 것을 보여준다. TDMA(Time Division Multiple Access) is a channel access scheme for shared medium networks. The shared frequency is divided into multiple time slots, some of which are assigned to a user for communication. Techniques for TDMA can be categorized into two classes: synchronous and asynchronous. Synchronization is not suitable for small scale networks because it is complicated and requires additional equipments. In contrast, in DESYNC, a biologically-inspired algorithm, the synchronization can be easily achieved without a global clock or other infrastructure overhead. However, DESYNC spends a great deal of time to complete synchronization and does not guarantee the maximum time to synch completion. In this paper, we propose a lightweight synchronization scheme, C-DESYNC, which counts the number of participating nodes with (Global Packet) signal including the information about the starting time of a period. The proposed algorithm is mush simpler than the existing synchronization TDMA techniques in terms of cost-effective method and guarantees the maximum time to synch completion. Our simulation results show that C-DESYNC guarantees the completion of the synchronization process within only 3 periods regardless of the number of nodes.
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소규모 무선 네트워크에 적합한 중앙제어 방식의 DESYNC 개선 방안
이남권,현상현,이제율,이규원,양동민,Lee, Nam-Kwon,Hyun, Sang-Hyun,Lee, Je-Yul,Lee, Ku-Won,Yang, Dong-Min 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.3
In the recent days, interests in machine-to-machine communication schemes in small-scale networks has been increasing with growing demands. TDMA(Time Division Multiple Access) can be used as a multiple access method in small-scale networks. However, time synchronization for TDMA is complicated or needs additional equipments. Such a large cost is not suitable for small-scale networks. We propose, BC-DESYNC, a efficient time synchronization for small-scale networks by extending DESYNC(DESYNChronization). DESYNC takes a long time to complete synchronization and doesn't guarantee the synchronization delay. BC-DESYNC uses CU(Central Unit) that performs a centralized control to achieve the 2-hop communication and guarantees the synchronization completion time by using Mimic firing and C-DESYNC scheme. 최근 기기간 통신에 따른 소규모 네트워크에 적합한 통신 방법들에 대한 관심이 급증하면서 수요가 증가하고 있다. 소규모 네트워크의 기본적 시스템은 TDMA(Time Division Multiple Access)방식이 사용될 수 있다. 하지만 TDMA는 동기화 방식이 복잡하고 추가 장비가 필요하며 비용적인 측면에서 비효율 적이다. 때문에 본 논문에서는 DESYNC(DESYNChronization)를 이용하여 소규모 네트워크에 적합한 동기화 방법을 제안한다. 기존 DESYNC는 동기화 완료까지의 시간이 걸리고 지연시간을 보장하지 않는다. 본 논문에서는 DESYNC 알고리즘을 개선하여 BC(Bridge Count)-DESYNC를 제안한다. BC-DESYNC는 통신 범위를 초과한 노드들 사이에 CU(Central Unit)을 배치하여 중앙제어장치 기능을 통해 노드들의 통신이 가능하도록 하며, Mimic DESYNC와 C-DESYNC를 이용하여 동기화 상태 완료 시간을 보장한다.
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