• 제목/요약/키워드: 스타이너 최소트리

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진화 알고리즘을 이용한 초고속 통신망에서의 멀티캐스트 경로배정 방법에 관한 연구 (Multicast Routing On High Speed networks using Evolutionary Algorithms)

  • 이창훈;장병탁;안상현;곽주현;김재훈
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.671-680
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    • 1998
  • 화상 회의, 원격 진료 및 교육 시스템, CSCW 등과 같은 그룹 응용을 지원하기 위해서는 망에 의해서 멀티캐스트 기능이 제공되어야 한다. 멀티캐스트 경로배정의 방법으로는 보통 최단 경로 트리 방식과 최소 비용 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리의 표현에 있어, 일반적인 유전자 알고리즘에서 사용되는 이진 스트링의 개체 표현 대신 트리를 사용하여 개체를 표현하는 방법을 제안함으로써 최적화의 효율을 개선하는 방식을 보여주며, 또한 기존의 경험적 알고리즘과의 비교를 통하여 진화방식에 의한 최적화가 기존의 방법보다 최적해에 더 가까이 수렴할 수 있음을 보여준다.

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EGOSST를 이용한 이동 경로의 가중치를 반영한 효과적 연결 (Efficient Connection of Migration Routes with Their Weights Using EGOSST)

  • 김인범
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제18A권5호
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    • pp.215-224
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    • 2011
  • 본 논문에서는 EGOSST를 이용하여 가중치를 갖는 이동 경로들을 최소 비용으로 모두 연결하는 방법을 제안한다. 이동 경로는 가중치 선분으로 변환될 수 있는데, 이것은 통신선, 도로 및 철도망에서의 동적 궤적뿐 만 아니라, 가중치인 이동 량이나 통행 빈도를 포함한다. 제안되는 방법은 단순한 위치 정보만을 고려하여 처리하는 방법에 비해 더 광범위하고 유용한 분야에 응용이 가능할 것이다. 입력 선분의 수, 각 선분 가중치의 최대 크기, 그리고 그리드 정밀도를 입력 인자로 설정한 실험에서, 본 논문에서 제안된 방법은 가중치 최소 신장 트리를 이용한 방법과 비교할 때, 연결 비용은 평균 1.07%, 가중치 스타이너 최소 트리 방법에 비해서는 평균 0.43% 감소하였다. 또한 그리드 정밀도를 0.1과 0.001로 했을 경우, 가중치 최소 신장 트리 방법에 비해 실행 시간이 각각 평균 97.02%, 2843.87% 증가했으나, 연결 비용은 각각 평균 0.86%, 1.13% 감소되었다. 이는 제안된 방법이 가중치를 반영한 이동 경로의 효과적 연결 뿐 아니라, 그리드 정밀도를 조절하여 생성 시간과 비용 절감 율을 응용 분야에 맞추어 사용될 수 있음을 보인다.

Grade Of Services Steiner Minimum Tree 문제에 대한 휴리스틱의 성능 개선을 위한 G-Condition 검사 방법에 대한 연구 (A Study on G-Condition Examination Scheme to Improve the Heuristics for Grade Of Services Steiner Minimum Tree Problem)

  • 김인범;김재각
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.44-52
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    • 2008
  • 본 논문은 Grade Of Services Steiner Minimum Tree 문제 해결을 위한 우리의 휴리스틱의 개선에 관한 것이다. 이 문제는 멀티미디어 통신에서 응용할 수 있는 여러 등급의 서비스를 각기 제공할 수 있는 네트워크를 설계하는데 적용할 수 있다. NP-Hard 문제로 알려진 이 문제는 주어진 터미널 노드를 모두 연결하고 G-Condition을 만족하는 네트워크 중에서 가장 적은 구축비용을 만족하는 네트워크를 찾는 것이다. 우리의 이전 연구에서 이 문제를 해결하기 위한 몇 개의 휴리스틱을 제안했다. 본 논문에서는 이 휴리스틱의 성능을 개선하기 위해 G-Condition 검사 순서 및 방법에 대한 전략을 제안한다. 이 전략을 반영한 개선된 휴리스틱들에 관한 실험은 이전 것들에 비해 평균적으로 실행시간은 71.9%, 스타이너 포인트의 수는 28.9%, 네트워크 구축비용은 1.1%의 감소의 결과를 얻었다.

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네트워크 QoS를 위한 SGOSST 메커니즘 (SGOSST Mechanism for Quality of Service In Network)

  • 김인범
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.107-114
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    • 2011
  • 다양한 서비스를 제공하는 통신 기기의 활성화 및 모바일 사업의 급속한 확대로 인해 기존 네트워크 설비의 효율적인 활용 및 운용이 매우 중요시 되고 있다. 이와 함께 개인별 편차가 큰 사용자의 통신 요구 수준에 부합하는 서비스의 제공은 통신 사업자에게 매우 중요하다. 본 논문에서는 이러한 것들을 모두 만족시킬 수 있는 최소 연결 비용의 네트워크를 효과적으로 구성하여 네트워크 QoS를 구현하는 SGOSST를 제안한다. 실험에서 제안된 방법으로 생성된 SGOSST QoS 네트워크는, 가중치 반영 최소 신장 트리 방법으로 구현된 QoS 네트워크에 비해 실행시간은 252.97% 증가했으나, 네트워크 구성을 위한 연결 비용은 5.11% 감소하였다. 따라서 제안된 방법은 스마트 및 모바일 기기 등 다양한 서비스 요청 등급의 통신 기기들과 사용자들로 구성된 네트워크에서 효율적인 운용 및 서비스 제공 등에 잘 적용될 수 있을 것이다.

공간 지역성과 PTAS를 활용한 대형 GOSST의 효과적 구성 (Efficient Construction of Large Scale Grade of Services Steiner Tree Using Space Locality and Polynomial-Time Approximation Scheme)

  • 김인범
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.153-161
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    • 2011
  • GOSST의 생성은 NP-Complete 영역에 속하므로, 이 문제를 위한 휴리스틱들은, 다수의 입력 노드에 대해서 많은 시간과 계산을 요구한다. 본 논문에서는 가중치를 가지는 많은 입력 노드에 대해, 공간 지역성을 반영한 PTAS를 적용하여 GOSST를 효과적으로 구성하는 방법을 제안한다. 최대 가중치가 100인 40,000개의 입력 노드에 대하여 16개의 단위 영역으로 설계된 공간 지역성 PTAS GOSST는, 가중치 최소 신장 트리를 이용한 방법과 비교하여 연결비용은 약 4.00%, 실행시간은 89.26%를 절감할 수 있었으며, PTAS를 이용하지 않은 근사 GOSST 방법(SGOSST)에 비해서 연결비용은 0.03% 증가했으나, 실행시간은 96.39% 감소시켰다. 따라서 제안된 공간 지역성 PTAS GOSST 방법은 수많은 가중치 입력 노드들을 최소비용으로 신속히 연결하려는 다양한 응용에 잘 적용될 수 있을 것이다.

GOSST 문제에 대한 전역적 배치와 지역적 배치 휴리스틱의 개선을 위한 G-Node와 단절에 관한 연구 (A Study on the G-Node and Disconnected Edges to Improve the Global and Local Locating Heuristic for GOSST Problem)

  • 김인범;김재각
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권9B호
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    • pp.569-576
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    • 2007
  • GOSST 문제에 대한 이전 휴리스틱의 성능 개선을 위한 새로운 제안이 본 논문에서 제시된다. 이 문제는 다양한 등급의 서비스를 제공할 수 있는 통신 네트워크의 설계 등에 적용될 수 있다. GOSST 문제는 G-Condition을 만족하는 최소 구축비용의 네트워크를 찾는 것으로 NP-HARD 문제에 포함된다. 우리는 이전의 연구에서 이 문제와 관련된 두개의 휴리스틱을 발표하였다. 본 연구에서는 스타이너 트리 생성 시 이용되는 G-Node와 제거되는 에지의 선택 방법을 제안하고, 이를 기존의 휴리스틱에 접목한 새로운 휴리스틱을 구현한다. 실험 결과는 이 휴리스틱이 이전 것에 비해 우수함을 나타내는데, 새 지역적 배치 휴리스틱은 17%, 새 전역적 배치 휴리스틱은 14%의 네트워크 구축비용 절감비율의 증가를 보였다.

ATM 통신망에서의 서비스 유형과 경로 충첩 효과를 반영한 멀티캐스트 라우팅 알고리즘 (The typd of service and virtual destination node based multicast routing algorithm in ATM network)

  • 양선희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.2886-2896
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    • 1996
  • 본 논문에서는 ATM망의 VP계층 망 상에서의 VC 연결에 대한 멀티캐스트 라우팅 알고리즘인 CMTVD(Constrained Multicast Tree with Virtual Destination) 알고리즘을 제안한다. CMTVD 멀티캐스트 라우팅 알고리즘은 서비스 유형에 따라 달라지는 제한사항을 반영하여 경로를 할당하되, 여러 목적 노드 그룹들간에 경로가 최대한 공유될 수 있도록 하여 총 링크 사용을 최소화할 수 있도록 한 휴리스틱 알고리즘이다. 소스노드와 목적노드들 및 가상목적 노드들로 구성되는 최소 비용 스타이너 트리를 구하는데, 연결가지를 추가시킬 때마다 서비스 유형에 따른 제한사항을 가중치로 반영한다. 지연에 민감한 실시간 서비스에 대해서는 최대 허용 지연을 초과하지 않도록 가급적 지연이 작은 연결가지를 선택하고, 비실시간 서비스에 대해서는 망에 부하가 분산되도록 하는 연결가지를 선택한다. 시뮬레이션 결과에 의하면 CMTVD 알고리즘은 망의 노드수가 증가하고 목적노드 그룹 수가 크며 그들이 집중화되어 있을수록 CMT(Constrained Multicast Tree) 알고리즘에 비해 더 나은 경로를 찾는데, 경로 비용 성능이 약 10% ~ 15% 정도 개선되었다. 본 논문에서는 ATM 망을 VP 계층에서 가상 멀티캐스트망으로 재구성하고 연결가지의 비용함수를 선택 가능한 경로들간의 상대적 비용요소만을 고려하여 단순화함으로써 복잡도를 줄여 실제 환경에 사용할 수 있도록 고려하였다.

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