IoT 기반 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 성능 향상을 위한 상향 링크 MAC 프로토콜 연구 :Uplink MAC protocol for improving MAC performance in IEEE 802.11 wireless LAN systems

임경률

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자료유형: 학위논문

저자정보: 임경률 (동아대학교, 동아대학교 대학원)

지도교수: 최우용

발행연도: 2019

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이용수9

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

IoT 기반 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 성능 향상을 위한 상향 링크 MAC 프로토콜 연구

임경률 산업경영공학과 2019.01 학위논문

2018

IoT 기반 IEEE 802.11 무선랜 시스템에서 차폐요소로 인한 데이터 손실 방지 연구

임경률 , 최우용 대한산업공학회 추계학술대회 논문집 2018.11 학술대회자료

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무선을 이용한 정보통신기술이 발전하면서 사물과 사물간에 정보를 실시간으로 주고받는 IoT(Internet of Things)기술이 상용화되는 등 민간과 군사분야를 가리지 않고 무선통신의 범용성이 점차 확대되고 있다. 또한, 사용되는 무선통신단말의 크기도 센서끼리 정보를 주고받는 센서네트워크에 사용되는 센서가 스스로 무선통신을 할 수 있을 만큼 소형화 되고 있다. 그러나 무선통신단말이 소형화 될수록 저전력을 사용하게 되고 이는 무선신호출력의 저하를 초래하게 된다. IEEE 802.11 표준은 통상적으로 wifi 라고 불리는 무선통신규격이며, MAC(Medium Access Control) protocol중 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)방식을 바탕으로 한 DCF protocol를 사용한다. MAC protocol은 크게 DCF(Distributed Coordination Function) protocol과 PCF(Point Coordination Function) protocol로 분류하는데 DCF protocol은 경쟁식 전송방법으로, 데이터 전송시 만약 충돌이 발생할 경우 전송에 대한 backoff 지연시간을 할당하여 충돌을 회피하는 방식이다. PCF protocol은 비경쟁 중앙 통제식 전송방법으로, 데이터를 전송하기 전 AP(Access Point)에서 감지되는 각 통신단말(STA : Station)로 polling 프레임을 전송하여 단말의 정보를 받고 그 정보를 바탕으로 AP에서 데이터전송을 중앙통제하여 충돌을 방지하는 방식이다.
DCF protocol을 사용하는 기존 무선통신기술의 특성상 단말 간 전송 경로 사이에 차폐요소가 존재할 경우 은닉노드문제(Hidden Node Problem)로 인한 전송 충돌발생으로 해당 무선통신의 안정성과 throughput이 급감할 수 있고, 이는 저전력 소형 무선단말을 사용할 경우 특히 많이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 infrastructure 환경에서 차폐요소로 인한 데이터손실을 방지하기 위해 차폐요소를 회피하는 Two Step MAC protocol 을 제안하고자 한다.

#IEEE 802.11 Wireless LAN #IoT #DCF protocol #PCF protocol #Polling #Hidden Node Problem #infrastructure

Ⅰ. 서론 1
1. 연구 배경 및 목적 1
2. 연구 방법 4
3. 연구 동향 4
Ⅱ. IEEE 802.11 MAC protocol 6
1. IEEE 802.11 무선 LAN 6
2. DCF protocol 8
3. DCF protocol 에서 대량의 사용자를 수용 할 경우 14
4. PCF protocol 17
Ⅲ. Two Step protocol 을 이용한 무선 LAN 접근 제어 알고리듬 20
1. IoT 환경에서의 무선 통신 20
2. 차폐요소로 인한 데이터 손실 21
3. Two Step protocol 의 개요 23
4. Two Step protocol 의 연결 설정 25
Ⅳ. 실험 및 결과 31
1. 통신 단말간 거리의 상관관계 31
2. 실험 방법 33
3. 실험 결과 분석 35
Ⅴ. 결론 40
참고문헌 41
Abstract 44

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