• Title/Summary/Keyword: 최적 통신 스패닝 트리

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Study on the Parameter Auto Tuned Genetic Algorithm for OCST Design Problems (최적 통신 스패닝 트리 설계 문제를 위한 파라미터 자동조절 유전알고리즘에 대한 연구)

  • Kim, Jong Ryul
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.857-860
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    • 2009
  • 최근 유무선 통신 시스템의 발전에 따른 인터넷 환경의 급격한 변화는 가상공간의 출현과 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구축에 대한 요구를 가속화시키고 있으며 이와 관련된 이론 및 기술의 발전을 주도해 왔다. 이와 관련한 문제들 중에 가장 근간이 되는 문제들 중 하나는 최적 통신 스패닝 트리(OCST: Optimal Communication Spanning Tree) 문제이다. 본 논문에서는 이러한 최적 통신 스패닝 트리 문제를 해결하기 위해 파라미터를 자동 조절하는 유전 알고리즘 (Parameter Auto Tuned GA, PAT-GA)을 이용한다. 제안하는 유전 알고리즘은 교차율, 돌연변이율과 같은 파라미터를 자동조절하기 위해 퍼지 논리 제어기 (FLC: Fuzzy Logic Controller)를 이용한다. 임의로 생성된 예제에 대한 수치 실험을 통해 통신시스템의 기본 문제 중 하나인 최적 통신 스패닝 트리 문제의 해법으로서의 제안 알고리즘의 유용성과 효율성을 확인한다.

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Study on Genetic Algorithm for Optimal Communication Spanning Tree Problems with Network Reliability (네트워크 신뢰도를 고려한 최적 통신 스패닝 트리 설계를 위한 유전알고리즘에 대한 연구)

  • Kim, Dong-Hun;Kim, Jong-Ryul
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.809-812
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    • 2008
  • 통신 시스템에 대한 관심은 인터넷의 급격한 발전에 의해 가상공간의 출현과 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구축에 대한 요구가 증대됨에 따라 관련 이론 및 기술의 발전을 주도해 왔다. 이와 관련하여 가장 근간이 되는 문제들 중 하나는 최적 정보 통신 스패닝 트리 (OCST: Optimal Communication Spanning Tree) 설계 문제이다. 본 논문에서는 이러한 OCST 설계 문제를 네트워크 신뢰도를 고려하여 해결하기 위해 유전 알고리즘 (GA)를 이용한다. 본 논문에서는 유전 알고리즘을 이용함에 있어서 n개의 노드들로 구성된 네트워크 문제에서 n-2개의 숫자열로 표현 가능한 유전자 표현법을 이용하고 신뢰성 있는 OCST 설계 문제 해결을 위한 해법으로서 유전 알고리즘을 제안한다. 임의로 생성된 예제에 대한 수치 실험을 통해 통신시스템의 기본 문제 중 하나인 OCST 설계 문제의 해법으로서의 제안 알고리즘의 유용성과 효율성을 확인한다.

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The Research of the 2-Edge Labeling Methods on Binomial Trees (이항트리에서 2-에지번호매김 방법에 대한 연구)

  • Kim, Yong Seok
    • KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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    • v.4 no.2
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    • pp.37-40
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    • 2015
  • In this paper, we present linear, varied and mixed edge labeling methods using 2-edge labeling on binomial trees. As a result of this paper, we can design the variable topologies to enable optimal broadcasting with binomial tree as spanning tree, if we use these edge labels as the jump sequence of a sort of interconnection networks, circulant graph, with maximum connectivity and high reliability.

Genetic Algorithm Using-Floating Point Representation for Steiner Tree (스타이너 트리를 구하기 위한 부동소수점 표현을 이용한 유전자 알고리즘)

  • 김채주;성길영;우종호
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.8 no.5
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    • pp.1089-1095
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    • 2004
  • The genetic algorithms have been used to take a near optimal solution because The generation of the optimal Steiner tree from a given network is NP-hard problem,. The chromosomes in genetic algorithm are represented with the floating point representation instead of the existing binary string for solving this problem. A spanning tree was obtained from a given network using Prim's algorithm. Then, the new Steiner point was computed using genetic algorithm with the chromosomes in the floating point representation, and it was added to the tree for approaching the result. After repeating these evolving steps, the near optimal Steiner tree was obtained. Using this method, the tree is quickly and exactly approached to the near optimal Steiner tree compared with the existing genetic algorithms using binary string.

GA-based Two Phase Method for a Highly Reliable Network Design (높은 신뢰도의 네트워크 설계를 위한 GA 기반 두 단계 방법)

  • Jo, Jung-Bok
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.9 no.5
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    • pp.1149-1160
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    • 2005
  • Generally, the network topology design problem, which is difficult to solve with the classical method because it has exponentially increasing complexity with the augmented network size, is characterized as a kind of NP-hard combinatorial optimization problem. The problem of this research is to design the highly reliable network topology considering the connection cost and all-terminal network reliability, which can be defined as the probability that every pair of nodes can communicate with each other. In order to solve the highly reliable network topology design problem minimizing the construction cost subject to network reliability, we proposes an efficient two phase approach to design reliable network topology, i.e., the first phase employs, a genetic algorithm (GA) which uses $Pr\ddot{u}fer$ number for encoding method and backtracking Algorithm for network reliability calculation, to find the spanning tree; the second phase is a greedy method which searches the optimal network topology based on the spanning ree obtained in the first phase, with considering 2-connectivity. finally, we show some experiments to demonstrate the effectiveness and efficiency of our two phase approach.

An Algorithm based on Evolutionary Computation for a Highly Reliable Network Design (높은 신뢰도의 네트워크 설계를 위한 진화 연산에 기초한 알고리즘)

  • Kim Jong-Ryul;Lee Jae-Uk;Gen Mituso
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.32 no.4
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    • pp.247-257
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    • 2005
  • Generally, the network topology design problem is characterized as a kind of NP-hard combinatorial optimization problem, which is difficult to solve with the classical method because it has exponentially increasing complexity with the augmented network size. In this paper, we propose the efficient approach with two phase that is comprised of evolutionary computation approach based on Prufer number(PN), which can efficiently represent the spanning tree, and a heuristic method considering 2-connectivity, to solve the highly reliable network topology design problem minimizing the construction cost subject to network reliability: firstly, to find the spanning tree, genetic algorithm that is the most widely known type of evolutionary computation approach, is used; secondly, a heuristic method is employed, in order to search the optimal network topology based on the spanning tree obtained in the first Phase, considering 2-connectivity. Lastly, the performance of our approach is provided from the results of numerical examples.

A Study on Fault-Tolerant System Construction Algorithm in General Network (일반적 네트워크에서의 결함허용 시스템 구성 알고리즘에 관한 연구)

  • 문윤호;김병기
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.23 no.6
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    • pp.1538-1545
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    • 1998
  • System reliability has been a major concern since the beginning age of the electronic digital computers. One of the modest ways of increasing reliability is to design fault-tolerant system. This paper propose a construction mechanism of fault-tolerant system for the general graph topology. This system has several spare nodes. Up to date, fault-tolerant system design is applied only to loop and tree networks. But they are very limited cases. New algorithm of this paper tried to have a capability which can be applied to any kinds of topologies without such a many restriction. the algorithm consist of several steps : minimal diameter spaning tree extraction step, optimal node decision step, original connectivity restoration step and finally redundancy graph construction step.

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Optimal Positioning of Small UAVs for Communication Relay (통신중계를 위한 다수 소형 무인항공기의 최적배치)

  • Jeong, Junho;Kim, Seungkeun;Oh, Hyondong;Suk, Jinyoung
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.42 no.6
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    • pp.461-467
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    • 2014
  • This paper investigates using small UAVs as communications relay nodes for expanding communications links and improving communications quality, primarily for a fleet of ground or navy vessels. An airborne relay in ground/maritime space can effectively connect to units operating over the horizon, beyond normal communication range, or under limited satellite communication environment. Even if the equipment development is mature for communications relay, where to locate UAVs for efficient relay is still a pending question. With this background, this paper will develop high-level deployment algorithms to optimize the location of UAVs for improving the connectivity of a wireless network among a fleet of ground or navy vessels.

Study on New Encoding based GA for Solving Bicriteria Network Topology Design Problems (2목적 네트워크 토폴로지 설계 문제를 풀기위한 새로운 엔코딩 기반의 유전자 알고리즘에 대한 연구)

  • Kim, Jong-Ryul;Lee, Jae-Uk;Yoo, Jung-Ho
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.289-292
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    • 2003
  • 인터넷이 발전함에 따라 네트워크 시스템의 토폴로지 설계에 관한 여러 가지 문제들에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 네트워크의 토폴로지 구조는 서비스 센터, 터미널(사용자), 연결 케이블로 이루어져 있다. 근래에 이런 네트워크 시스템들은 사용자들로부터의 요구사항이 많아지고 있기에 주로 광케이블로 구축하는 경우가 점차 늘어나고 있다지만, 광케이블의 비판 비용을 고려하면 네트워크의 구조가 스패닝 트리(spanning tree)로 구축되어 지는 것이 바람직하다고 볼 수 있다. 네트워크 토폴로지 설계 문제들은 연결비용, 평균 메시지 지연, 네트워크 신뢰도 등과 같은 설계 기준들을 최적으로 만족하는 토폴로지를 탐색하는 것으로 정의될 수 있다. 최근에 유전자 알고리즘(GA)은 네트워크 최적화 문제, 조합 최적화 문제, 다목적 최적화 문제 등과 같은 관련된 분야에서 많은 연구들이 이루어지고 있으며 또한, 많은 실세계의 문제를 위한 최적화 기술로서 그 잠재력을 매우 주목 받고 있다. 본 논문에서는 연결비용, 평균 메시지 지연, 네트워크 신뢰도를 고려하여, 광케이블로 구성되어 지는 광대역통신 네트워크의 2목적 네트워크 토폴로지 설계 문제들을 풀기 위한 GA를 제안한다. 또한, 후보 네트워크 토폴로지 구조를 염색체(chromosome)로 표현하기 위해 Prtifer수(PN_와 클러스터 스트링으로 구성되어지는 새로운 엔코딩 방법도 제안한다. 마지막으로 수치예를 통해 제안한 GA의 성능을 평가할 것이다.

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A Genetic Algorithm with a New Encoding Method for Bicriteria Network Designs (2기준 네트워크 설계를 위한 새로운 인코딩 방법을 기반으로 하는 유전자 알고리즘)

  • Kim Jong-Ryul;Lee Jae-Uk;Gen Mituso
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.32 no.10
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    • pp.963-973
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    • 2005
  • Increasing attention is being recently devoted to various problems inherent in the topological design of networks systems. The topological structure of these networks can be based on service centers, terminals (users), and connection cable. Lately, these network systems are well designed with tiber optic cable, because the requirements from users become increased. But considering the high cost of the fiber optic cable, it is more desirable that the network architecture is composed of a spanning tree. In this paper, we present a GA (Genetic Algorithm) for solving bicriteria network topology design problems of wide-band communication networks connected with fiber optic cable, considering the connection cost, average message delay, and the network reliability We also employ the $Pr\ddot{u}fer$ number (PN) and cluster string in order to represent chromosomes. Finally, we get some experiments in order to certify that the proposed GA is the more effective and efficient method in terms of the computation time as well as the Pareto optimality.