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한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스 v.37B no.1, 2012년, pp.15 - 20   피인용횟수: 1
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밀리미터파 대역에서 지향성 CSMA/CA의 성능 향상을 위한 알고리즘
Performance Enhancement Directional CSMA/CA Algorithm in mmWave Bands

김미정    (고려대학교 공과대학 정보통신기술연구소   ); 이우용    (한국전자통신연구원  );
  • 초록

    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.


  • 주제어

    Millimeter Wave .   Directional CSMA/CA .   Optimal Contention Window .   Markov chain .   WPANs.  

  • 참고문헌 (8)

    1. L. X. Cai, L. Cai, and X. Shen, and J. W. Mark., "Resource Management and QoS Provisioning for IPTV over mmWave-based WPANs with Directional Antenna," Mobile Network Application, 14, pp. 210-219, 2009. 
    2. L. X. Cai, L. Cai, and X. Shen, and J. W. Mark, "REX: a Randomized EXclusive Region based Scheduling Scheme for mmWave WPANs with Directional Antenna," IEEE Trans. on Wireless Commun., 9(1), pp. 113-121, 2010. 
    3. Y. Kim, M. Kim, W. Lee, and C.-H. Kang, "Power Controlled Concurrent Transmissions in mmWave WPANs," IEICE Trans.on Commun., E93-B(10), pp. 2808-2811, Oct. 2010. 
    4. L.-C. Wang, A. Chen, and S.-Y. Huang, "A Cross-Layer Investigation for the Throughput Performance of CSMA/CA-Based WLANs With Directional Antennas and Capture Effect," IEEE Trans. on Vehicular Tech., 56(5), pp. 2756-2766, Sept. 2009. 
    5. M. Kim and C.-H. Kang, "Priority-Based Service-Differentiation Scheme for IEEE 802.15.4 Sensor Networks in Nonsaturation Environments," IEEE Trans. Vehicular Tech., 59(27), pp. 3524- 3535, Sept. 2010. 
    6. Z. Yin and V. C. M. Leung, "Adaptive Contention Access Suspension in IEEE 802.15.3 MAC," in Proc. BROADNETS, pp. 187-196, Sept. 2007. 
    7. M. Kim, Y. Kim, and W. Lee, "Performance Analysis of Directional CSMA/CA for IEEE 802.15.3c under Saturation Environments," ETRI Journal 게제 예정. 
    8. Math world. Square line picking. Available at http://mathworld.wolfram.com/SquareLinePicking.html, Jan. 2005. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim, Namyeong ; Kim, Wonjung ; Pack, Sangheon 2015. "Multicast Scheduling Scheme in Dense WLAN Systems" 한국통신학회논문지 = The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences, 40(3): 441~450     

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