Analysis of Channel Access Delay in CR-MAC Protocol for Ad Hoc Cognitive Radio Wireless Sensor Networks without a Common Control Channel

( Gyanendra Prasad Joshi ),( Seung Yeob Nam ),( Srijana Acharya ),( Sung Won Kim ) 한국인터넷정보학회 2014 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.8 No.3

Ad hoc cognitive radio wireless sensor networks allow secondary wireless sensor nodes to recognize spectrum opportunities and transmit data. Most existing protocols proposed for ad hoc cognitive radio wireless sensor networks require a dedicated common control channel. Allocating one channel just for control packet exchange is a waste of resources for channel-constrained networks. There are very few protocols that do not rely on a common control channel and that exchange channel-negotiation control packets during a pre-allocated time on the data channels. This, however, can require a substantial amount of time to access the channel when an incumbent is present on the channel, where the nodes are intended to negotiate for the data channel. This study examined channel access delay on cognitive radio wireless sensor networks that have no dedicated common control channel.

무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템의 설계

김진관(Jin-Kwan Kim),유영재(Young-Jae Ryoo) 한국지능시스템학회 2014 한국지능시스템학회논문지 Vol.24 No.5

본 논문에서는 무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템의 설계방안을 제안한다. 기존의 무선원격 제어시스템은 단일 제어채널로 구성되어 제어채널에 고장이 발생하였을 때 응급대처가 불가능한 문제점이 있다. 따라서 휴대용 무선원격 제어기와 스테이션용 무선원격 제어로 구성되는 다중채널 무선원격시스템을 제안한다. 무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템을 개발하기 위하여 휴대용 무선원격 제어기와 휴대용 무선원격 제어기를 설계 및 개발하였다. 개발한 무선원격 제어시스템의 성능을 확인하기 위하여 무인차량에 적용하여 주행 실험을 실시하였다. 무선원격제어기의 고장 시 휴대용 무선원격 제어기를 이용한 비상정지 실험과 휴대용 무선원격제어기의 고장 시 스테이션용 원격제어시스템을 이용한 비상정지 실험을 실시한 결과 모두 만족하는 비상정지 성능을 발휘함을 검증하였다. In this paper, a design of multiple channel wireless remote control system for unmanned vehicle is proposed. One of serious problems of the previous wireless remote control system is that it does not work when a control channel is damaged in case of emergency because it`s composed of single control channel. Therefore, we propose the multiple channel wireless remote system which is composed of a portable wireless remote controller and a stationary wireless remote controller. The portable wireless remote controller and stationary wireless remote controller are designed and the multiple channel wireless remote control system for unmanned vehicles in developed. By applying to the unmanned vehicle to check its performance. The wireless remote control system is tested. Emergency stop using the portable wireless remote controller is tested when the stationary wireless remote controller is damaged. Also, emergency stop using the stationary wireless remote controller is tested when the portable wireless remote controller is damaged. The result of emergency stop test shows satisfied performance.

다중 무선 방송채널에서의 효과적인 모바일 트랜잭션 처리 기법 (pp.257-271)

정호련(Horyun Jeong),정성원(Sungwon Jung),박성욱(Sungwook Park) 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.35 No.3

무선 방송 환경은 모바일 클라이언트 수에 상관없이 다수의 클라이언트에게 데이타를 보낼 수 있다는 특징이 있다. 이와 같은 특징으로 무선 방송은 많은 분야에 적용되고 있는데 이러한 응용분야에서는 대부분이 읽기 작업을 수행하며 데이타를 일관성 있게 관리하기 위하여 트랜잭션 단위의 동시성 제어기법을 사용하고 있다. 기존 멀티 무선 방송 채널에서의 데이타 할당 방법으로 구성된 데이타 채널들에서는 단일채널에서 사용하는 동시성 제어 기법으로 트랜잭션의 일관성을 보장해 주기 어렵다. 이는 각 데이타 채널의 브로드캐스트 주기가 서로 다르기 때문에 특정 채널에서 데이타를 수신한 후, 다음 채널로 이동하였을 때 트랜잭션이 접근하는 데이타의 일관성이 깨질 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 멀티 무선 방송채널에서의 읽기 트랜잭션을 위한 동시성 제어 기법을 제안하였다. 이 논문에서는 기본적으로 인덱스 전용 채널과 데이타 전용채널 구조를 이용한다. 또한 LBCPC(Longest Broadcast Cycle Per Channel)라는 새로운 일관성의 단위를 제시한다. 데이타 전용채널에서는 이 LBCPC만큼 같은 BCPC(Broadcast Cycle Per Channel)내의 데이타를 반복하여 방송한다. 또한 LBCPC마다 전체 데이타에 대한 제어 정보를 이용하여 자체적으로 트랜잭션의 검증을 실시한다. 이로 인해 트랜잭션의 일관성이 유지될 뿐만 아니라 단일채널의 긴 브로드캐스트 주기보다 짧은 LBCPC로 인하여 재실행을 위한 대기 시간을 줄여줌으로써 평균 응답 시간을 줄여줄 수 있다. 또한 단일 채널에 비해 제어 정보를 자주 방송함으로써 읽기 전용 트랜잭션이 접근하는 데이타에 대한 최신성을 보장한다. 마지막으로 실험을 통해 단일 채널과의 트랜잭션의 평균 응답 시간이 현저히 감소함을 보임으로써 제안하는 다중 채널에서의 동시성 제어 기법의 성능을 검증한다. Wireless broadcast environments has character that a number of mobile client can receive data streaming from central server no matter how they are so many. Because it is asymmetric bandwidth in that uplink and downlink bandwidth are different. This advantage helps wireless broadcast environments is used in many applications. These applications work almost read operation and need control concurrency using transaction unit. Previous concurrency control scheme in single channel is not adapted in multi channel environments because consistency of data are broken when a mobile client tunes in a broadcast cycle in a channel and then move into another channel and listen to different broadcast cycle with already accessed broadcast cycle. In this paper, we propose concurrency control for read-only mobile transactions in multiple wireless broadcast channel. First of all, we adapt index and data dedicated channel and propose LBCPC(Longest Broadcast Cycle Per Channel) as new unit of consistency. In index dedicated channel, it is repeatedly broadcasted data in same BCPC(Broadcast Cycle Per Channel) until LBCPC. And mobile transaction executes validation using control information every LBCPC. As a result, consistency of data is kept and average response time is shorter than one in single channel because waiting time for restart reduces. And as control information is broadcasted more frequently than in single channel, it is guaranteed currency about data accessed by transaction. Finally, according to the simulation result, we verify performance of our scheme in multi channel as comparing average response time with single channel.

Stabilization and Optimal Control for Markov Jump Linear System With Two Controllers Over Multiple Erasure Channels

Xueyang Li,Juanjuan Xu,Wei Wang,Chunyan Han 제어·로봇·시스템학회 2024 International Journal of Control, Automation, and Vol.22 No.1

This paper considers the stabilization and optimal control of networked control systems possessing two controllers, in which the local controller and the remote controller transmit state information over multiple erasure channels. Multiple controllers are introduced for the first time in this multi-mode system. The coupling of the two controllers and the dependence of the adjacent-time jumping parameters make the control problem more difficult. For the finite horizon, the existence conditions and the explicit solutions to the optimal controllers are given in virtue of two coupled difference Riccati equations (CDREs). For the infinite horizon, the necessary and sufficient conditions of stabilizability are presented and the corresponding optimal controllers are derived with a new set of coupled algebraic Riccati equations (CAREs). Numerical examples are used to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithms.

항력감소를 위한 난류 채널유동의 선형 비례-적분 제어

김의영(Euiyoung Kim),최해천(Haecheon Choi) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.10

A proportional (P) - integral (I) ? differential (D) control is a very common and practical control method used in the control society. In the present study, we apply the proportional-integral (PI) control to the turbulent channel flow for drag reduction. We detect the wall-normal velocity (v<SUB>s</SUB>) at sensing plane above the wall (y = y<SUB>s</SUB>), and provide blowing/suction at the wall by the control strategy. Direct numerical simulation (DNS) and linear systems approach of channel flow at Re<SUB>τ</SUB> = 140 are conducted with various sensing plane location (y<SUB>s</SUB>), proportional gain (α) and integral gain (β). In the effective sensing region, PI control results in more drag reduction and lower transient energy growth rate than P control. Sensing velocity fluctuations, considered as an error in the control, approach zero with PI control, while they do not go to zero with P control. However, the effective sensing region of I control is narrower than P control.

DCCC-MAC: A Dynamic Common-Control-Channel-Based MAC Protocol for Cellular Cognitive Radio Networks

Madushan Thilina, Karaputugala G.,Hossain, Ekram,Dong In Kim IEEE 2016 IEEE Transactions on Vehicular Technology VT Vol.65 No.5

<P>We propose a novel dynamic common-control-channel-based medium access control (DCCC-MAC) protocol for cellular (centralized) cognitive radio (CR) networks. Specifically, unlike the traditional dedicated-control-channel-based medium access control (MAC) protocols, the proposed MAC protocol eliminates the requirement of a dedicated channel for control information exchange. During a given transmission frame, the common control channel (CCC) is selected by a cooperating set of secondary users (SUs) by using a support-vector-machine (SVM)-based learning technique. In the DCCC-MAC protocol, the frame duration is divided into four main phases as follows: spectrum sensing, CCC selection, data transmission, and beaconing. The SUs that participate in the CCC selection process are allocated channels for data transmission during a frame interval using a scheduling process, whereas the other SUs have to contend to access the channels. We present an analytical approach to calculate the minimum required number of minislots in the transmission frame for a given number of SUs in the CCC selection process. The saturation throughput of the proposed MAC protocol is analyzed in closed form. To this end, the numerical and simulation results are presented to quantify the performance of the proposed DCCC-MAC protocol. We also compare the performance of the DCCC-MAC protocol with that of two other state-of-the-art CR MAC protocols that use CCCs.</P>

클러스터 형태의 다중 인터페이스 다중 홉 인지 라디오 네트워크를 위한 제어 채널 접근 기법

이지운(Ji Wun Lee),전화숙(Wha Sook Jeon),정동근(Dong Geun Jeong) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.37 No.4

이 논문은 클러스터 형태의 다중 인터페이스 다중 홉 인지 라디오 환경을 위한 효율적인 제어 채널 접근 방식을 제안한다. 인지 라디오 대역 안에서 전체 네트워크 영역에 걸친 공통 채널을 확보하는 것이 어렵기 때문에, 대부분의 멀티 인터페이스 멀티 홉 인지 라디오 네트워크는 라이센스 사용자의 채널사용 현황과 같은 제어 정보의 교환을 위해 인지 라디오 대역 밖에 제어 채널을 두고 하나의 인터페이스를 제어 채널에 고정시켜 할당한다. 그러나 이러한 방식은 네트워크 인터페이스의 낭비를 초래한다. 이 연구는 인지 라디오 노드들이 다수의 데이터 채널을 통해 이웃 노드들과 연결되는 클러스터 구조 하에서 멀티 채널 상황에서의 숨겨진 노드 문제없이 데이터 채널과 제어 채널을 수시로 번갈아 가며 접근하는 방식에 대하여 고찰한다. 시뮬레이션을 사용하여 제안한 방식의 성능을 측정한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 방식이 하나의 네트워크 인터페이스를 제어 채널에 고정적으로 할당하여 데이터 전송을 하지 않는 방법에 비해 더 높은 네트워크 처리량을 보임을 확인한다. We propose the control channel access scheme for multi-interface multi-hop cognitive radio (CR) environment having a cluster structure. Due to the difficulty of obtaining common channels across the entire CR network, most multi-interface multi-hop CR networks put the control channel outside the CR bandwidth and dedicate one network interface to it in order to exchange the control information such as the activation of licensed users. However, this will be the waste of the network interface. Our focus is how to alternate between the control and the data channel without multichannel hidden node problem under the cluster structure where CR nodes connect with neighbors through multiple data channels. By using simulation, we evaluate the performance of the proposed scheme. The results show that the proposed scheme achieves higher network throughput than the dedicated scheme where one network interface card should dedicate to the control channel and cannot be used for data transmission.

Reset Control of Pressure-Drop Oscillations in Boiling Micro-Channel Systems

Masataka Iwai,Toshimitsu Ushio 제어로봇시스템학회 2016 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2016 No.10

A micro-channel has become a popular scheme in high heat flux electronics cooling. But boiling flow instabilities can occur in these cooling systems with micro-channel heat sinks. These pressure-drop oscillations are limit cycles. We model the system by a van der Pol equation with a control input, which is represented by a control system with a nonlinear feedback element. Using a describing function, we approximate the pressure-drop oscillation in the boiling micro-channel system controlled by a reset controller. Then we obtain a control parameter region where the pressure-drop oscillation is eliminated by the controllerBy simulation, we also show that the pressure-drop oscillation is eliminated by the reset controller.

Rayleigh 페이딩 채널에서 Truncated 전력 제어된 기회전송 추가 릴레이 시스템의 전송용량

김남수 한국인터넷방송통신학회 2015 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.15 No.1

최근 페이딩 채널에서 발생되는 시스템의 성능열화를 개선하기 위하여 기회전송 추가 릴레이(Opportunistic incremental relaying, OIR) 시스템에 관한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 그러나 OIR 시스템에서 전력제어를 고 려한 논문은 많지 않은 실정이며, 지금껏 진행된 연구는 모든 송신기가 모든 채널 정보를 파악하고 있다는 이상적인 가정을 하였다. 그러나 현실적으로 송신기가 모든 채널 정보를 파악하기는 매우 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서 는 송신기가 부분적인 채널 정보를 안다고 가정하고, 전력제어 방식으로는 현실적인 Truncated channel inversion(TCI) 방식을 변형하여 제안한 후 OIR 시스템에 적용하였다. 그리고 제안한 OIR 시스템의 전송용량을 유도 하였으며, Monte Carlo 시뮬레이션으로 전송용량을 구하였다. 시뮬레이션 결과 릴레이를 사용하지 않고 전력제어만 한 경우보다 본 논문에서 제안한 OIR 시스템의 전송 용량이 항상 컸으며, 릴레이의 수가 증가할수록 전송 용량도 증가하 는 것을 알 수 있었다. 특히 주어진 조건에서 릴레이를 사용하지 않은 경우보다 전력제어를 한 OIR 시스템이 릴레이의 수가 1, 3, 그리고 5로 증가함에 전송용량이 각각 29.7%, 32.7%, 그리고 33.5% 증가된 결과를 얻었다. 본 논문의 결과 는 현재 사용되고 있는 셀룰러 시스템에 OIR 시스템을 도입할 경우, 이론적인 전송용량 예측에 활용이 가능할 것이다. Recently an opportunistic incremental relaying (OIR) system has been studied for improving the performance degradation in fading channel. However there are few studies on power control in the system, and the studies are assumed perfect knowledge of the all channels at transmitters. The assumption that the source know all channel information is difficult in practical channels. Therefore, in this paper we assume that the source knows partial channel information and propose a modified truncated channel inversion (TCI) power control scheme for the OIR system. We derive the channel capacity of the proposed system and perform Monte Carlo simulation. It is noticed that the proposed OIR system has better capacity than that of the power controlled system with direct path only, and the capacity increases with the number of relays. The power controlled OIR system gained more capacity of 29.7%, 32.7%, and 33.5% than that of the system with direct path only for the number of relays of 1, 3, and 5, respectively. The results from this paper can be applied to the estimation of a theoretical capacity for the currently operating cellular systems when they adopt the IOR system.

Design of eMMC Controller with Virtual Channels for Multiple Processors

Chanho Lee,Chulhoon Kim 대한전자공학회 2018 Journal of semiconductor technology and science Vol.18 No.2

Portable embedded systems includes several non-volatile memory devices for the external storage. Multiple processors and multiple processing are popular and reading and writing data in the storage limit the performance of the system. The conventional architectures combine the devices to a single channel or assign the devices to multiple channels one by one to increase the performance. However, performance improvement depends on the applications due to the various requirements of data transfer. In this paper, we propose architecture for non-volatile memory controller with virtual channels for systems with multiple processors. The proposed architecture has an AMBA AXI master interface for data transfer and an AMBA APB slave interface for writing instructors and reading status and responses to be connected to a host system. Device adapters are connected to the devices and form physical channels. It can respond to the requests of the multiple processors by configuring virtual channels which have a single or multiple physical channels and can be activated independently. The waiting times and the transfer times of memory requests can be traded-off dynamically for the better system performance. An eMMC controller is designed using Verilog-HDL according to the proposed architecture, and is implemented using an FPGA. The operation of the controller is verified by simulation and measurement.