본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

WPAN을 위한 가상 슬롯 기반 다중 접근 방식
Virtual Slot Multiple Access for Wireless Personal Area Network

황도연   (아주대학교 정보통신전문대학원UU0000892  ); 권의혁   (LG전자 DAC 연구소 & 솔루션 그룹CC0145603  ); 임재성   (아주대학교 정보통신전문대학원UU0000892  );
  • 초록

    WPAN환경에서 고속 저속 네트워크를 위한 표준 IEEE 802.15.3과 IEEE 802.15.4이 설계되었다. 현재 WPAN 표준에서 제시하는 MAC 프로토콜의 다중 접근 방식은 CSMA방식과 TDMA방식을 분리하여 결합한 방식이다. TDMA부분에서는 PNC(Piconet Coordinator)에 의해 가변적인 길이의 timeslot이 각 station에 할당된다. 그리고 각 timeslot내에는 여러 개의 데이터 패킷이 전송 가능한 multi-frame TDMA구조를 이루고 있다. 하지만 표준에서 정의하는 다중 접근 방식은 VBR (Variable Bit Rate)과 같이 데이터 전송률의 변화가 빈번한 데이터 서비스를 효율적으로 지원하기 어렵다. 이러한 특성의 데이터 트래픽에서는 superframe 내에 많은 수의 idle timeslot을 발생시키므로 시스템의 throughput을 감소시키고 delay를 증가시키게 된다. 본 논문에서는 가상 슬롯 기반의 다중 접근 방식인 VSMA(Virtual Slot Multiple Access)를 제안한다. 제안하는 기법은 multi-frame TDMA의 환경에서 성능을 향상시킬 수 있는 기법으로서 가상 슬롯을 할당 받은 station은 높은 접근 우선 순위를 갖고 그 밖의 station은 낮은 접근 우선 순위를 갖게 하여 채널을 효과적으로 사용할 수 있는 기법이다. 다양한 환경에서의 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 효율적인 채널 사용을 통해서 향상된 성능을 보인다는 것을 증명하였다.


    IEEE802.15.3 and IEEE802.15.4 have defined the hybrid MAC protocols based on TDMA and CSMA where a multi-frame TDMA structure is employed so that multiple data frames can be transmitted within one timeslot to guarantee minimum delay bounds of isochroous traffic. However, TDMA has an intrinsic problem that cannot dynamically allocate optimal length of timeslot to each station. Therefore the idle timeslot can be produced by stations when each transmission queue is instantaneously empty during its timeslot, which would waste lots of timeslots especially in the multi-frame TDMA systems. In this paper, we propose a more flexible multiple-access scheme for the multi-frame TDMA system based on the concept of virtual slot which is accessible by every station with the highest priority for slot owner and lower priority for other stations. Finally, our simulation results from various environments show that proposed scheme can achieve magnitude improvement of total system throughput and average message delay by maximizing channel utilization.


  • 주제어

    VSMA .   Wireless PAN .   Wireless MAC protocol .   Idle timeslot .   Network utilization.  

  • 참고문헌 (15)

    1. E. H. Kwon, D. Y. Hwang and J. S. Lim, 'An Idle timeslot Reuse Scheme for IEEE 802.15.3 High-Rate Wireless Personal Area Networks', 62nd IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) 2005 Fall, Sep 2005 
    2. S. Roy, J. R. Foerster, V. S. Somayazulu, and D. G. Leeper, 'Ultrawideband radio design: The promise of high-speed, short-range wireless connectivity,' Proc. IEEE, vol. 92, no. 2, pp. 295-311, Feb. 2004 
    3. Wireless Uinversal Serial Bus, Revision 1.0 
    4. Y. H. Tseng, E. H. Wu and G. H. Chen, 'Maximum Traffic Scheduling and Capacity Analysis for IEEE 802.15.3 High Data Rate MAC Protocol,' IEEE Vehicular Technology Conference(VTC) 2003 Fall, Vol. 3, pp.1678-1682, Oct. 2003 
    5. L. Wang and M. Hamdi, 'A Hybrid Adaptive Wireless Channel Access Protocol for Multimedia Personal Communication Systems, Wireless Personal Comm., Vol.13, Issue 1-2, pp.79-96; May 2000 
    6. IEEE Std 802.15.3: Wireless MAC and PHY for High Rate WPAN 
    7. W. Ye, J. Heidemann and D. Estrin, 'An Energy-Efficient MAC Protocol for Wireless Sensor Networks,' in INFOCOM 2002, ?pp.1567-1576, Jun 2002 
    8. IEEE Std 802.11, 1999 Standard for Local and Metropolitan Area Network - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications 
    9. R. Mnagharam, M. Demirhan, R. Rajkumar, and D. Raychaudhuri, 'Size Matters: Size-based Scheduling for MPEG-4 over Wireless Channels,' SPIE conference on Multimedia Computing and Networking 2004, Jan. 2004 
    10. J S. Rhee, K. Chung, Y. Kim, W. Y oon, and K. Chang, 'An application-aware MAC scheme for IEEE 802.15.3 high-rate WPAN,' Proc. of IEEE ?Wireless Communications and Networking Conf., (WCNC), vol. 2, pp. 1018-1023, March 2004 
    11. IEEE Std 802.15.4: Wireless MAC and PHY for Low Rate WPAN 
    12. The Network simulator - ns-2. [Online]. Available: http://www .isi.edu/nsnam/ns 
    13. G. Hebuterne and C. Rosenberg, 'Arrival and departure state distributions in the general bulk-service queue,' Naval Research Logistics, vol. 46, pp. 107-118, 1999 
    14. S. Kay, 'E-TDMA: High Capacity Digital Cellular Radio,' IEEE International Ccommunications Conference (ICC), 1992 
    15. C. Kang, C. Ahn, K. Jang, and W. Kang, 'Contention-Free Distributed Dynamic Reservation MAC Protocol with Deterministic Scheduling (C-FD3R MAC) for Wireless ATM Networks,' IEEE JSAC, vol. 18, no. 9, pp.1623-1635, Sep. 2000 

 저자의 다른 논문

  • 황도연 (1)

    1. 2006 "무선 센서네트워크에서 다중 경로 선정에 기반한 에너지 인식 소스 라우팅 프로토콜" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 31 (a1): 23~29    
  • 임재성 (55)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기