ATM을 기반으로 하는 멀티미디어 서비스 망의 확장과 이동 통신 사용자들의 멀티미디어 서비스에 대한 요구가 증가하면서 광대역 통신망을 무선영역으로 확장하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 무선망에서는 광섬유를 기반으로 하는 유선망과 달리 무선 링크는 비트 에러율이 높고 한정된 주파수 대역을 다수의 사용자가 공유하는 특성을 나타낸다. 따라서 멀티미디어 서비스를 신뢰성 있게 제공하기 위해서는 보다 강력한 오류 정정 기법과 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위한 매체 접속 제어 방법이 필요하다. 본 논문에서는 예약 요청 시에 발생하는 충돌 상황에 효과적으로 대처하기 위해 미니슬롯을 사용하고, 그 수를 이전 프레임에서의 충돌 상황에 따라 슬롯 단위로 가변적으로 운영하여 대역 효율을 높일 수 있는 TDMA 기반의 MAC 프레임 구조를 제안하고, 다양한 ATM 트래픽을 위한 동적 대역할당 알고리즘을 적용하여 채널 이용률, 호 블록킹률, 셀 전송지연 등에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 제시한 매체 접속 제어 프로토콜의 성능을 평가하였다.
LTE-Advanced 시스템은 각 섹터에서 모든 주파수 자원을 사용하기 때문에 셀 경계부에 위치한 사용자들은 인접 셀의 주파수 간섭을 받게 되어 사용자 전송률이 크게 저하 된다. 본 논문은 셀 경계부에서 셀간 간섭 회피를 위한 주파수 할당 방법과 전력 제어를 결합하는 알고리즘을 제안하고 사용자 전송률을 분석한다. 제안하는 알고리즘은 간섭 신호의 영향을 회피하기 위해 섹터의 중심부와 섹터의 좌측 경계부 우측 경계부 3개 부분으로 나누어 각각 다른 주파수를 할당하고, 원하지 않는 간섭 신호를 작게 하기 위해 송신 전력을 조절함으로써 셀 경계부의 사용자 전송률을 향상시킨다. 시스템 레벨 컴퓨터 모의실험을 통하여 셀간 간섭 회피 기법을 사용하지 않은 경우와 사용한 경우, 그리고 셀간 간섭 회피 기법과 전력 제어를 결합했을 경우 셀 전체, 셀 중심부, 셀 경계부에 위치한 사용자들의 평균 전송률 및 하위 5% 사용자의 평균 전송률을 비교 분석한다.
ATM 교환시스템에서 링크대역폭은 매우 중요한 자원이다. 그러므로 ATM 교환시스템은 사용자에게 대역폭을 할당하고 일정수준의 QoS를 보장해야 한다. 특히 비디오와 같은 트래픽의 QoS를 만족하기 위해서는 사용자는 UPC 파라미터를 통해 트래픽 특성과 QoS 기대치를 선언해 주어야 한다. CAC는 사용자로부터 선언된 UPC 파라미터를 이용하여 링크 대역과 접속수에 따라 두 가지 이상의 알고리즘에 의해 이루어질 수 있다. 셀 손실없는 다중화 모델은 다중화 되는 소스 트래픽의 수가 적을 경우에 적절하나, 접속의 수가 많아지면 통계적 다중화 모델에 의해 CAC를 수행해야 한다. 본 논문은 고용량 대역의 링크에서 VBR 소스 트래픽에 적용되며, 셀 손실없는 모델과 조합하여 사용할 수 있 는 통계적 다중화 모델에 대한 연구이다, 본 논문에서의 통계적 다중화 모델은 새로운 접속에 의해 선언되는 UPC 파라미터를 적절한 소스 트래픽 모델에 대응시키며, 고 용량 대역폭 링크에서 접속의 수가 많을 수록 높은 다중화 이득올 보여준다.
본 논문에서는 TDMA ad hoc MAC 프로토콜에서 적응형 저전력 전송 기법을 이용한 효율적인 타임 슬롯 할당 데이터 전송 기법을 제안한다. Ad hoc 네트워크의 자원은 간섭과 경쟁 기반의 제한된 무선 통신 채널의 재사용을 특징으로 가지고 있기 때문에 ad hoc 알고리즘 개발 시 노드 수의 증가에 따른 효율적인 타임 슬롯 할당 및 저전력 전송 기법 문제는 주요한 연구 과제이다. 제안된 알고리즘은 이웃 클러스터의 패킷 전송에서 발생하는 전력 간섭을 최소화함으로 얻어지는 패킷 충돌 회피의 장점을 이용하여, 클러스터에서 사용되는 총 전력 소비량을 최소화하고, 나아가, TDMA 슬롯의 패킷 처리량을 높이는 것을 목표로 한다. 제안된 적응형 저전력 전송 기법을 기존의 two-tier 전력 전송 기법과 비교 분석한 결과, BMA 프로토콜에 의한 메시지 전송에서 15.8%의 에너지 사용 저감 효과를 나타내었으며, 또한 4.66% 높은 타임 슬롯 사용 효율성을 나타내었다.
채널은 무선망에 있어서 한정된 주요 자원 중의 하나이다. 다양한 채널 관리 기법들이 제시되어 왔으며, 최근 들어 가드채널의 최적화 문제가 부각되고 있다. 본 논문에서는 신경망을 이용한 지능적인 채널 관리 기법을 제안한다. 신경망의 학습 데이터 생성과 성능분석을 위하여 SRN(Stochastic Reward Net) 채널 할당 모델이 개발된다. 제안된 기법에서 신경망은 지도학습 방법인 역전파 알고리즘을 이용하여 최적의 가드채널 값 g를 계산하도록 학습한다. 학습된 신경망을 이용하여 최적의 g를 계산하고, 이를 SRN모델에서 구해진 결과와 비교한다. 실험결과는 신경망에서 구한 가드채널 수와 SRN 모델로부터 구한 가드채널 수의 상대적 차이가 없음을 보여준다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이 적용된 MIMO(Multiple-input Multiple-output) 기술은 추가적인 주파수 자원의 할당 없이 채널 용량을 증가시키기 위한 방법으로 주목 받고 있으나, MIMO-OFDM 수신단에서 다른 안테나로부터 동시에 전송된 독립적인 데이터 스트림을 분리할 수 있는 낮은 복잡도의 검출 알고리즘을 개발해야 하는 문제점이 있다. 이 논문에서 제안하는 ULBC QRD-M (Upper-Lower Bounded-Complexity QRD-M) 알고리즘은 최대 복잡도 즉, 복잡도의 상한(upper bound)을 기존의 QRD-M 알고리즘과 동일한 값으로 고정시킴으로써 SD(Sphere Decoding) 알고리즘에서 순시적으로 매우 높은 복잡도를 가지는 문제를 해결하는 동시에, 불필요한 Hypothesis를 제거하여 필요한 계산양을 현저하게 낮출 수 있는 장점이 있다. 분석과 모의실험 결과를 통하여 제안된 알고리즘이 기존의 QRD-M 알고리즘에 비하여 단지 26%의 계산양 만으로도 동일한 BER 성능을 가질 수 있음을 보인다.
온라인 게임에서 동영상은 게임을 홍보하는 중요한 수단이며, 게임 진행에 많은 도움을 준다. 이 경우에 동영상은 저장 공간의 효율적인 사용과 네트워크 자원의 효율성을 위해 가변 비트율 형태로 압축된다. 적응형 대역폭 할당은 게임 동영상에 대한 전송 계획을 세우고 이 계획에 의한 전송률이 가용 전송률보다 큰 경우에 가용 전송률을 만족시킬 때까지 일부 프레임을 폐기시켜서 전송하는 방법이다. 이때, 적응형 대역폭 할당 방법에서의 평가 요소들은 전송률을 설정하는데 크게 영향을 준 프레임들의 폐기 순서에 따라 크게 달라질 수 있다. 본 논문에서는 이를 살펴보기 위하여 전송 계획에 사용되는 CBA, MCBA, MVBA, [6]], [7]의 알고리즘들을 적응형 대역폭 할당 방법의 전송 계획으로 각각 적용하여 다양한 프레임 폐기 방법들로 성능을 평가한다.
네트워크 코딩은 브로드캐스트와 오버히어링 특성을 통해 네트워크의 처리율 향상을 가져오는 기법으로 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 인트라세션 네트워크 코딩 방법을 사용하여 멀티채널, 멀티라디오, 멀티세션으로 구성된 무선 멀티홉 네트워크 환경의 네트워크 유틸리티 향상을 위한 네트워크 유틸리티 최대화 문제를 모델링한다. 그리고 주어진 환경에서의 유틸리티 최대화 문제의 해를 구하기 위해 혼잡 제어 알고리즘, 분산 레이트 제어 알고리즘 그리고 휴리스틱 자원 할당 알고리즘을 제안한다. MATLAB을 사용하여 제안한 알고리즘에 대한 성능 평가를 하였으며 멀티채널, 멀티라디오, 멀티세션의 변화에 따른 네트워크 유틸리티를 구하였다. 그 결과, 제안한 세 가지 알고리즘을 통해 무선 멀티홉 네트워크에서 처리율 향상이 이루어짐을 알 수 있으며 본 논문에서 제안한 알고리즘을 통해 네트워크 처리율 최적화 문제에 대한 솔루션을 제시하였다.
ATM 망에서 이루어지는 다양한 멀티미디어 서비스를 무선 ATM망에서 지우너하기 위해서는, 단말의 이동에 위해 핸드오프가 일어날 때, 주위 셀의 상태와 다양한 클래스의 트래픽 특성을 고려한 무선 호 수락 제어 문제가 해결되어야 한다. 본 논문에서는 셀수준(cell-level)에서 인접 셀의 상태 정보를 이용한 분산 호 수락제어기법(DCA)과 현재 무선 셀에서 발생하는 클래스별 호들에 대한 할당을 위한 자원공유 알고리즘인 Ra방식을 조합하여 멀티 셀 환경에서 멀티 클래스 서비스별 QoS를 고려한 적응적인 무선화 수락제어 기법인 RA-DCA기법을 제안한다. 또한 제안된 호 수락 제어 기법의 성능분석을 위한 모델과 시뮬레이션 결과를 분석하였다.
본 연구는 멀티미디어 서비스를 무선 ATM 환경에서 지원하기 위한 WATM MAC프로토콜을 제안하였다. 무선 환경에서는 값비싼 무선 자원을 효율적으로 사용하여 ATM 서비스가 요구하는 QoS를 만족시키는 것이 중요하다. 특히 대역폭의 사용이 가변적인 비디오 트레픽의 경우는 유연한 대역폭 할당 기능이 있어야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 VBR과 CBR을 구분하여 제어하는 셀 스케쥴링 방식을 제안하였다. 이때 VBR 트레픽은 GCRA 알고리즘을 사용하여 가변적인 트레픽 요구를 만족시키도록 하였따. 제안된 제어 기법의 성능을 알아보기 위해 모의 실험을 통하여 성능을 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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