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박은찬 연구실
동국대학교 공과대학 정보통신공학과
박은찬 교수
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박은찬 연구실

동국대학교 공과대학 정보통신공학과 박은찬 교수

박은찬 연구실은 무선랜, WiMAX, 셀룰러 네트워크 등 다양한 무선통신 환경에서 공정한 자원 공유, QoS 보장, 대역폭 할당, 지연 제어, 프로토콜 최적화 기술을 연구하며, 최근에는 6GHz 기반 차세대 Wi-Fi, 산업용 IoT, 비대면 서비스, 스마트 보조기기 및 안전·교육 응용 시스템으로 연구를 확장하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
무선랜 및 차세대 Wi-Fi 자원 관리 thumbnail
무선랜 및 차세대 Wi-Fi 자원 관리
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

3총합

5개년 연도별 피인용 수

26총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
gold
·
인용수 1
·
2024
Contention-Less Multi-Link Synchronous Transmission for Throughput Enhancement and Heterogeneous Fairness in Wi-Fi 7
Lam Kwon, Eun-Chan Park
IF 3.5
Sensors
Multi-link operation (MLO) is a new and essential mechanism of IEEE 802.11be Extremely High Throughput (Wi-Fi 7) that can increase throughput and decrease latency in Wireless Local Area Networks (WLANs). The MLO enables a Multi-Link Device (MLD) to perform Simultaneous Transmission and Reception (STR) in different frequency bands. However, not all MLDs can support STR due to cross-link or in-device coexistence interference, while an STR-unable MLD (NSTR-MLD) can transmit multiple frames simultaneously in more than two links. This study focuses on the problems when NSTR-MLDs share a link with Single-Link Devices (SLDs). We propose a Contention-Less Synchronous Transmission (CLST) mechanism to improve fairness between NSTR-MLDs and SLDs while increasing the total network throughput. The proposed mechanism classifies links as MLD Dominant Links (MDLs) and Heterogeneous Coexistence Links (HCLs). In the proposed mechanism, an NSTR-MLD obtains a Synchronous Transmission Token (STT) through a virtual channel contention in the HCL but does not actually transmit a frame in the HCL, which is compensated for by a synchronous transmission triggered in the MDL. Moreover, the CLST mechanism allows additional subsequent transmissions up to the accumulated STT without further contention. Extensive simulation results confirm the outstanding performance of the CLST mechanism in terms of total throughput and fairness compared to existing synchronous transmission mechanisms.
https://doi.org/10.3390/s24113642
Computer science
Throughput
Transmission (telecommunications)
Computer network
Frame (networking)
Link (geometry)
Interference (communication)
Channel (broadcasting)
Mechanism (biology)
Wireless
2
article
|
gold
·
인용수 1
·
2022
Interference-Aware Two-Level Differentiated Transmission for Improving Downlink Spatial Reuse in Dense WLANs
Lam Kwon, Eun-Chan Park
IF 3.5
Sensors
In this study, we address the problem of downlink throughput degradation in dense wireless local area networks (WLANs) based on the IEEE 802.11ax standard. We demonstrate that this problem essentially results from the asymmetric characteristic of carrier sense multiple access between downlink and uplink transmissions in infrastructure WLANs, and it is exacerbated by a dynamic sensitivity control algorithm that aims to improve spatial reuse (SR) in IEEE 802.11ax. To solve this problem, we propose the <i>interference-aware two-level differentiation</i> mechanism consisting of the <i>dual channel access</i> (DCA) and <i>supplemental power control</i> (SPC) schemes. The proposed mechanism introduces a new measure called a spatial reusability indicator, which roughly estimates the signal-to-interference ratio from the received signal strength of beacon frames. Based on this measure, stations (STAs) are classified into the following two categories: <i>spatial reusable STAs</i> (SR-STAs) and <i>non-spatial reusable STAs</i> (NSR-STAs). Because SR-STAs are more robust to interference than NSR-STAs, the DCA scheme prioritizes transmissions to SR-STAs over those to NSR-STAs by using differentiated carrier sensing thresholds. Moreover, the SPC scheme selectively increases the transmission power to NSR-STAs to compensate for transmission failure due to interference. By combining the SPC and DCA schemes, the proposed mechanism effectively differentiates the downlink transmissions to SR-STAs and NSR-STAs in terms of channel access and transmission power, and it can boost the possibility of successful SR. The proposed mechanism can be easily implemented in IEEE 802.11ax without any complex calculation or significant signaling overhead. Moreover, we provide a practical guideline to determine appropriate parameter values for use in the proposed mechanism. The extensive simulation results obtained in this study confirm that the proposed mechanism increases the downlink throughput by more than several times without decreasing the overall throughput, compared to the existing mechanisms, and it maintains fairness between SR-STAs and NSR-STAs in terms of the ratio of successful transmission.
https://doi.org/10.3390/s22124429
Telecommunications link
Computer science
Computer network
Transmission (telecommunications)
Overhead (engineering)
Interference (communication)
Reuse
Channel (broadcasting)
Power control
Wireless
3
article
|
gold
·
인용수 24
·
2021
OFDMA Backoff Control Scheme for Improving Channel Efficiency in the Dynamic Network Environment of IEEE 802.11ax WLANs
Youngboo Kim, Lam Kwon, Eun-Chan Park
IF 3.5
Sensors
IEEE 802.11ax uplink orthogonal frequency division multiple access (OFDMA)-based random access (UORA) is a new feature for random channel access in wireless local area networks (WLANs). Similar to the legacy random access scheme in WLANs, UORA performs the OFDMA backoff (OBO) procedure to access the channel and decides on a random OBO counter within the OFDMA contention window (OCW) value. An access point (AP) can determine the OCW range and inform each station (STA) of it. However, how to determine a reasonable OCW range is beyond the scope of the IEEE 802.11ax standard. The OCW range is crucial to the UORA performance, and it primarily depends on the number of contending STAs, but it is challenging for the AP to accurately and quickly estimate or keep track of the number of contending STAs without the aid of a specific signaling mechanism. In addition, the one for this purpose incurs an additional delay and overhead in the channel access procedure. Therefore, the performance of a UORA scheme can be degraded by an improper OCW range, especially when the number of contending STAs changes dynamically. We first observed the effect of OCW values on channel efficiency and derived its optimal value from an analytical model. Next, we proposed a simple yet effective OBO control scheme where each STA determines its own OBO counter in a distributed manner rather than adjusting the OCW value globally. In the proposed scheme, each STA determines an appropriate OBO counter depending on whether the previous transmission was successful or not so that collisions can be mitigated without leaving OFDMA resource units unnecessarily idle. The results of a simulation study confirm that the throughput of the proposed scheme is comparable to the optimal OCW-based scheme and is improved by up to 15 times compared to the standard UORA scheme.
https://doi.org/10.3390/s21155111
Random access
Computer network
Computer science
Orthogonal frequency-division multiple access
Telecommunications link
Overhead (engineering)
Channel (broadcasting)
Orthogonal frequency-division multiplexing
IEEE 802.11
Access control
정부 과제
7
과제 전체보기
1
주관|
2021년 5월-2024년 2월
|48,036,000
6 GHz 그린필드 대역에서의 차세대 Wi-Fi의 기회 : 고품질 비대면 서비스와 산업용 IoT 및 경쟁적 공존
1. 1차년도 : 초고속/초저지연 실시간 비대면 서비스의 품질 향상 OTT 형태의 비디오 스트리밍은 점점 고화질/고용량화되어 안정적이며 높은 전송 속도를 요구하며, 다자간 영상 회의, 원격 교육, 온라인-오프라인 융합 서비스 등의 비대면 서비스는 매우 높은 실시간성과 함께 다수의 사용자간 동기화된 브로드캐스팅 전송이 요구된다. 본 연구의 1차년도에는 초고속/초저지연 실시간 서비스의 품질 보장을 목표로 하며, 이를 실현하기 위한 차세대 Wi-Fi 핵심 기술로서 다중 링크 집약 (MLA : Multi-Link Aggregation)을 고려하여 다음의 주제에 대해 연구하고자 한다. - 비동기식 MLA 기법의 링크별 백오프 메커니즘, 전송 속도 조절 방안, ACK 전송 기법 - 링크별 독립적 은닉 노드 문제 및 다중 링크 가상 채널 감지 메커니즘 - 다중 링크 고려한 프레임 집약 (Frame aggregation) 전송 및 재전송 방안 - 동시 송수신 (STR: Simultaneous Transmit-Receive)을 이용한 양방향 데이터 전송 지연 감소 방안 - 실시간 트래픽 특성 고려한 지속적 (persistent) 스케줄링 방안 2. 2차년도 : 대규모 산업용 IoT 서비스의 신뢰성 보장 신규 6 GHz 비면허 대역의 주요 응용 가운데 하나는 대규모 산업용 IoT가 될 것으로 예상한다. 스마트 시티, 스마트 캠퍼스, 스마트 공장을 비롯하여 항만 시설, 물류 창고 등 다양한 산업 현장에서 새로운 융합 서비스가 출현할 것으로 예상되며, 이러한 산업용 IoT에서는 넓은 영역에서 매우 많은 노드들이 다양한 형태로 서로 연결되며, 매우 높은 수준의 전송 신뢰성과 함께 에너지 효율 향상이 핵심적인 요구사항이 될 것이다. 본 연구의 2차년도에서는 대규모 산업용 IoT 응용의 서비스 시나리오와 요구 조건을 파악하여 구체화한 후, MLA과 다중 AP (Access Point) 협력, HARQ를 고려한 전송 신뢰성 향상을 목표로 다음의 주제에 대해서 연구하고자 한다. - 다중 AP 조인트 전송 통한 전송 오류 감소 방안 - MLA 기반 이중화 및 재전송 활용한 전송 신뢰성 향상 방안 - HARQ/ARQ/TCP 상호작용을 고려한 재전송 최적화 - 전체 네트워크 유틸리티 최대화를 위한 AP 접속제어와 부하 분산 기법 - MLA 상황에서 채널별 전송 전력 할당 및 TWT (Target Wakeup Time) 고려한 전송 전력 절감 3. 3차년도 : 이기종 통신 시스템간 효율적이고 경쟁적인 공존 새롭게 개방되는 6 GHz 대역은 비면허 대역으로서 이기종 시스템간 비독점적 방식으로 효율적으로 공유해야 한다. 최근 3GPP Release 16에서 새롭게 표준에 포함된 5G NR-U 기술은 기존의 LBT (Listen-Before -Talk) 방식의 LTE-LAA (LTE-License Assisted Access)과 MulteFire 기법을 더욱 Wi-Fi 친화적으로 진화시켰다. 채널 감지나 백오프 방식뿐만 아니라 채널 경쟁 파라미터 값도 Wi-Fi에서 사용하는 값과 일치시킴으로써 NR-U는 채널 접속이나 경쟁 관점에서 Wi-Fi와 공평하게 공존할 수 있는 기반이 마련되었다고 할 수 있다. 그러나, 주파수 공유에 대한 기준에 논란이 있으며, LBT 방식과 채널 감지 방식, 채널 접근 방식 (MLA, STR 지원 여부)등의 차이점으로 인해 해결해야 할 많은 이슈들이 남아 있고 이를 고려한 3차년도 연구 주제는 다음과 같다. - LBT 기반 경쟁적 공존의 형평성에 대한 기준 설정과 측정 가능한 평가 방법 - 이기종 시스템 (LBT 방식, MLA 또는 STR 지원 여부) 공존시 효율적인 채널 접속 방법 - 이기종 시스템간 비대칭적 은닉 노드 문제 해결 방안 - 형평성과 채널 효율을 고려한 동적인 채널 감지 문턱값 조절 방법 - 강화 학습을 활용한 LBT 기반 채널 경쟁 파라미터 최적화
6GHz 비면허 대역
무선랜
실시간 비대면 서비스
산업용 사설 사물 인터넷
경쟁적 공존
2
주관|
2021년 5월-2024년 2월
|43,112,000
6 GHz 그린필드 대역에서의 차세대 Wi-Fi의 기회 : 고품질 비대면 서비스와 산업용 IoT 및 경쟁적 공존
1. 1차년도 : 초고속/초저지연 실시간 비대면 서비스의 품질 향상 OTT 형태의 비디오 스트리밍은 점점 고화질/고용량화되어 안정적이며 높은 전송 속도를 요구하며, 다자간 영상 회의, 원격 교육, 온라인-오프라인 융합 서비스 등의 비대면 서비스는 매우 높은 실시간성과 함께 다수의 사용자간 동기화된 브로드캐스팅 전송이 요구된다. 본 연구의 1차년도에는 초고속/초저지연 실시간 서비스의 품질 보장을 목표로 하며, 이를 실현하기 위한 차세대 Wi-Fi 핵심 기술로서 다중 링크 집약 (MLA : Multi-Link Aggregation)을 고려하여 다음의 주제에 대해 연구하고자 한다. - 비동기식 MLA 기법의 링크별 백오프 메커니즘, 전송 속도 조절 방안, ACK 전송 기법 - 링크별 독립적 은닉 노드 문제 및 다중 링크 가상 채널 감지 메커니즘 - 다중 링크 고려한 프레임 집약 (Frame aggregation) 전송 및 재전송 방안 - 동시 송수신 (STR: Simultaneous Transmit-Receive)을 이용한 양방향 데이터 전송 지연 감소 방안 - 실시간 트래픽 특성 고려한 지속적 (persistent) 스케줄링 방안 2. 2차년도 : 대규모 산업용 IoT 서비스의 신뢰성 보장 신규 6 GHz 비면허 대역의 주요 응용 가운데 하나는 대규모 산업용 IoT가 될 것으로 예상한다. 스마트 시티, 스마트 캠퍼스, 스마트 공장을 비롯하여 항만 시설, 물류 창고 등 다양한 산업 현장에서 새로운 융합 서비스가 출현할 것으로 예상되며, 이러한 산업용 IoT에서는 넓은 영역에서 매우 많은 노드들이 다양한 형태로 서로 연결되며, 매우 높은 수준의 전송 신뢰성과 함께 에너지 효율 향상이 핵심적인 요구사항이 될 것이다. 본 연구의 2차년도에서는 대규모 산업용 IoT 응용의 서비스 시나리오와 요구 조건을 파악하여 구체화한 후, MLA과 다중 AP (Access Point) 협력, HARQ를 고려한 전송 신뢰성 향상을 목표로 다음의 주제에 대해서 연구하고자 한다. - 다중 AP 조인트 전송 통한 전송 오류 감소 방안 - MLA 기반 이중화 및 재전송 활용한 전송 신뢰성 향상 방안 - HARQ/ARQ/TCP 상호작용을 고려한 재전송 최적화 - 전체 네트워크 유틸리티 최대화를 위한 AP 접속제어와 부하 분산 기법 - MLA 상황에서 채널별 전송 전력 할당 및 TWT (Target Wakeup Time) 고려한 전송 전력 절감 3. 3차년도 : 이기종 통신 시스템간 효율적이고 경쟁적인 공존 새롭게 개방되는 6 GHz 대역은 비면허 대역으로서 이기종 시스템간 비독점적 방식으로 효율적으로 공유해야 한다. 최근 3GPP Release 16에서 새롭게 표준에 포함된 5G NR-U 기술은 기존의 LBT (Listen-Before -Talk) 방식의 LTE-LAA (LTE-License Assisted Access)과 MulteFire 기법을 더욱 Wi-Fi 친화적으로 진화시켰다. 채널 감지나 백오프 방식뿐만 아니라 채널 경쟁 파라미터 값도 Wi-Fi에서 사용하는 값과 일치시킴으로써 NR-U는 채널 접속이나 경쟁 관점에서 Wi-Fi와 공평하게 공존할 수 있는 기반이 마련되었다고 할 수 있다. 그러나, 주파수 공유에 대한 기준에 논란이 있으며, LBT 방식과 채널 감지 방식, 채널 접근 방식 (MLA, STR 지원 여부)등의 차이점으로 인해 해결해야 할 많은 이슈들이 남아 있고 이를 고려한 3차년도 연구 주제는 다음과 같다. - LBT 기반 경쟁적 공존의 형평성에 대한 기준 설정과 측정 가능한 평가 방법 - 이기종 시스템 (LBT 방식, MLA 또는 STR 지원 여부) 공존시 효율적인 채널 접속 방법 - 이기종 시스템간 비대칭적 은닉 노드 문제 해결 방안 - 형평성과 채널 효율을 고려한 동적인 채널 감지 문턱값 조절 방법 - 강화 학습을 활용한 LBT 기반 채널 경쟁 파라미터 최적화
6GHz 비면허 대역
무선랜
실시간 비대면 서비스
산업용 사설 사물 인터넷
경쟁적 공존
3
주관|
2017년 2월-2021년 2월
|71,168,000
IEEE 802.11ax 기반 차세대 무선랜의 공간 전송률 향상을 위한 MAC 프로토콜 설계
본 연구는 이기종 형태의 단말이 고밀도로 중첩 구축된 무선랜에서 공존할 때, 공간/주파수 재사용성을 통한 공간 전송률 향상을 목표로 한다. 이를 위한 핵심적인 MAC 프로토콜 기술로서 다음 세 가지 주제를 선정하여 연구를 진행하고자 한다. 1.고밀도 중첩 이기종 무선랜의 비대칭적 은닉/노출노드 문제 OBSS (Overlapping BSS (Basic Service Set)) 환경에서 공간 재사용성을 향상시키고자, IEEE 802.11ax에서는 몇 가지 기술 (BSS coloring, DSC (Dynamic Sensitivity Control), TPC (Transmission Power Control))을 고려하고 있는데, 이들 기법은 inter-BSS 단말간 동시 전송을 허용하는 관점에 초점을 맞추고 있어 공간 재사용을 효과적으로 지원하지 못한다. 즉, 송수신 단말의 위치와 전송 전력/속도, 전송 프레임 크기, 채널 감지 능력, 채널 대역폭 등에 따라 은닉 노드 문제가 비대칭적, 비정형적인 방식으로 발생하며, 데이터 프레임과 반대 방향으로 전송되는 ACK (Acknowledgment) 프레임의 전송 실패를 유발하여, intra-BSS 단말간 채널 공유의 형평성을 저하시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 아래 두 가지 관점에서 연구를 수행한다. - 채널 접속, 전송 시간 제어와 연동한 차별화된 이중 채널 센싱 기법 - 수신노드 지향적인 공간 재사용성 지원 채널 예약/할당 기법 2. 공간 재사용 릴레이 기반의 비동기 다중 홉 브로드캐스팅 본 연구에서 고려하는 비동기 다중 홉 브로드캐스팅은 은닉 노드 관계에 있는 다수의 릴레이 노드들이 공간 재사용성에 기반하여 비동기적인 방식으로 소스 노드로부터 수신한 데이터를 재브로드캐스팅하여 소스 노드의 전송 범위 밖에 있는 다수의 노드들이 신속하고 안정적으로 데이터를 수신하는 것을 목표로 한다. 이는 기존의 무선랜 기반 단일 홉 또는 다중 홉 브로드캐스팅 기법과 차별화되는 새로운 형태의 전송 기법으로서, 본 연구에서는 공간 재사용성을 강화하면서 은닉 노드의 간섭을 완화할 수 있는 릴레이 노드 선택, 전송 범위/시간/성공확률 관점에서의 최적의 브로드캐스팅 전송 속도 결정, 각 릴레이 노드에서의 분산적이고 동적인 전송 확률 제어 등의 기술적 이슈를 고려하여 다음의 기법을 연구한다. - BSS coloring 개념을 확장한 확률적 flooding 기반 브로드캐스팅 전송 기법 - ACK 전송을 요구하지 않는 준 신뢰성 보장 재전송 기법 3. OFDMA/MU-MIMO 무선랜에서 공간/주파수 효율적인 상향링크 다중 사용자 전송 IEEE 802.11ax에서 고려하고 있는 UL MU (Uplink Multi-User) 전송은 AP (Access Point)가 다 수의 단말에 대한 채널/버퍼 상태를 고려하여 무선 자원을 할당하고 전송을 주도하는 형태로 이루어 진다. 그러나 무선랜은 셀룰라 통신망과 달리 계획된 형태로 구축되지 않고 BSS간 또는 AP-단말간 정보 교환이 제한적이며 경쟁 기반의 채널 접속 메커니즘에 따라 동작하기 때문에, 밀집된 OBSS 상 황에서의 UL MU 전송은 할당된 자원의 낭비나 OBSS 단말/AP에 대한 간섭을 유발할 수 있으며, 무선 자원 요청/할당 기법과 주파수 차원의 백오프 기법은 오픈 이슈이다. 본 연구에서는 다음의 세부 주제에 대해 연구한다. - OFDMA 랜덤 액세스를 위한 시간/주파수 2차원 백오프 메커니즘 - 시그널링 오버헤드 감소를 위한 QoS-aware 무선 자원 요청/할당 기법 - 이기종 단말들의 UL MU 전송의 물리적/가상적 채널 센싱/예약 기법 - OBSS 환경에서 UL MU 전송 전력 제어
무선랜
공간 재사용
주파수 효율
브로드캐스팅
다중 사용자 전송
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2019조난자 단말 장치로부터 근거리 통신 모듈을 통해 조난 신호를 수신하는 구조대 단말 장치 및 그 동작 방법1020190175854
등록2019초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이 및 그 동작 방법1020190166450
등록2018비콘과의 통신을 통해 수업에 대한 출석 여부의 판정 처리를 수행하는 모바일 단말 장치 및 그 동작 방법1020180126460
전체 특허

조난자 단말 장치로부터 근거리 통신 모듈을 통해 조난 신호를 수신하는 구조대 단말 장치 및 그 동작 방법

상태
등록
출원연도
2019
출원번호
1020190175854

초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이 및 그 동작 방법

상태
등록
출원연도
2019
출원번호
1020190166450

비콘과의 통신을 통해 수업에 대한 출석 여부의 판정 처리를 수행하는 모바일 단말 장치 및 그 동작 방법

상태
등록
출원연도
2018
출원번호
1020180126460

주식회사 디써클

대표 장재우,이윤구서울특별시 강남구 역삼로 169, 명우빌딩 2층 (TIPS타운 S2)대표 전화 0507-1312-6417이메일 info@rndcircle.io사업자등록번호 458-87-03380호스팅제공자 구글 클라우드 플랫폼(GCP)

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