• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.16 no.1
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• pp.133-142
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• 2011

When TCP operates in multi-hop wireless networks, it suffers from severe performance degradation due to the different characteristics of wireless networks and wired networks. This is because TCP reacts to wireless packet losses by unnecessarily decreasing its sending rate assuming the losses as congestion losses. Although several loss differentiation algorithms (LDAs) have been proposed to avoid such performance degradation, their detection accuracies are not high as much as we expect. In addition the schemes have a tendency to sacrifice the detection accuracy of congestion losses while they improve the detection accuracy of wireless losses. In this paper, we suggest a new sender-based loss differentiation scheme which enhances the detection accuracy of wireless losses while minimizing the sacrifice of the detection accuracy of congestion losses. Our scheme estimates the rate of queue usage which is highly correlated with the congestion in the network path between a TCP sender and a receiver, and it distinguishes congestion losses from wireless losses by comparing the estimated queue usage with a certain threshold. In the extensive experiments based on a network simulator, QualNet, we measure and compare each detection accuracy of wireless losses and congestion losses, and evaluate the performance enhancement in each scheme. The results show that our scheme has the highest accuracy among the LDAs and it improves the most highly TCP performance in multi-hop wireless networks.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1999.10c
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• pp.685-687
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• 1999

인터넷의 발달과 이동단말기 서비스의 확대는 이동단말기를 이용한 인터넷 서비스의 요구를 증대시키고 있다. 이동 환경에서의 인터넷 서비스를 지원하기 위해서는 기존 유선망에서 널리 사용되고 있는 TCP 프로토콜의 개선이 반드시 필요하다. TCP 프로토콜의 개선은 이동단말기의 여러 제약점들을 극복하는 문제에 집중되어 있다. 첫째, 무선링크(wireless line)에서 나타나는 패킷손실의 원인에서 혼잡에 의한 원인과 링크자체의 전송에러(transmission error)에 의한 원인을 구별해 내는 능력을 부가하여야 한다. 둘째로, 이동단말기의 협소한 대역폭으로 인한 TCP 프로토콜의 헤더 압축에 대한 개선이 필요하다. 셋째로, 이동단말기의 위치정보를 실시간으로 관리할 수 있는 기능과 하위계층의 프로토콜과의 상호연동 기능도 추가되어야 할 것이다. 본 논문에서는 이러한 여러 가지 개선 방안들 중에서 무선링크의 사용으로 인한 패킷 손실의 원인을 구별해 내고 그 개별적 원인에 따라 적절하게 제어하는 기법들을 소개하고 비교분석한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06d
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• pp.453-455
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• 2012

본 논문에서는 유 무선 이종망의 네트워크에서 혼잡손실과 무선손실의 구별을 하지 못하고 전송률을 감소하는 TFRC의 성능을 개선하기 위한 최소 전송률을 보장하는 TFRC 제어방법을 제안한다. 제안 하는 TFRC기법은 기존의 TFRC 기법의 패킷손실률에 따른 loss event rate를 제한하고 피드백 타임아웃에 따른 전송률 감소를 제한하여 비디오의 최소전송률을 보장하는 방법이다. TCP와 제안하는 TFRC를 같은 네트워크망에서 경쟁하는 환경으로 실험 했을 때 기존의 TFRC와 비교해서 제안한 TFRC의 전송률이 보장되어 더 좋은 성능을 보였다. 무선구간에서의 손실까지도 혼잡손실로 판단하고 전송률을 감소시켜 다중 네트워크에서 대역폭을 보장받지 못하는 TFRC기법을 최소전송률 보장을 통해 비디오 스트리밍 서비스를 제공함으로써 서비스의 품질을 보장한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2011.11a
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• pp.1494-1497
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• 2011

본 논문에서는 유 무선 이종망의 네트워크에서 혼잡손실과 무선손실의 구별을 하지 못하고 전송률을 감소하는 TFRC의 성능을 개선하기 위한 최소 전송률을 보장하는 TFRC 제어방법을 제안한다. 제안하는 TFRC기법은 기존의 TFRC기법의 패킷손실률에 따른 loss event rate를 제한하고 피드백 타임아웃에 따른 전송률 감소를 제한하여 비디오의 최소전송률을 보장하는 방법이다. TCP와 제안하는 TFRC를 같은 네트워크망에서 경쟁하는 환경으로 실험 했을 때 기존의 TFRC와 비교해서 제안한 TFRC의 전송률이 보장되어 더 좋은 성능을 보였다. 무선구간에서의 손실까지도 혼잡손실로 판단하고 전송률을 감소시켜 다중 네트워크에서 대역폭을 보장받지 못하는 TFRC기법을 최소전송률 보장을 통해 비디오 스트리밍 서비스를 제공함으로써 서비스의 품질을 보장한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.38A no.1
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• pp.68-78
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• 2013

In this paper, we propose an early spectrum sensing(ESS) as an advance preparation for radio-access trial, which enables multi-mode terminals to access the most appropriate radio-access system in a cloud-conceptual base station system where multiple radio access technologies(RATs) coexist. Prior to a random access to one of RATs, a multi-mode terminal conducts a spectrum sensing over entire frequency bands of whole RATs, then select the RAT with the lowest sensing power, that is likely to have the most available spectrum. Thus, an access failure caused by that the selected RAT has no available radio spectrum could be avoidable in advance. In computer simulation, we consider as various RATs as possible. First, circuit and packet systems are taken into consideration. In addition, the packet systems are classified according to the feasibility of carrier aggregation(CA). In case of terminal, three modes are considered with circuit-only, packet-only, and multi-mode. Subsequently, packet traffic is classified into real-time and non-real-time traffic with three different tolerable delay levels. The simulation includes a call process starting with a call generation and ending up with a resource allocation reflecting individual user's QoS requirements and evaluates the proposed scheme in terms of the successful access probability, system access time, system balancing factor and packet loss probability.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.17 no.7
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• pp.1609-1617
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• 2013

TFRC(TCP-Friendly Rate Control) has a performance degradation in wireless networks because it performs congestion control by judging all the losses occurred in wireless networks as a congestion indicator. It is also degraded by the increased Round Trip Time(RTT) due to packet retransmission and contention overhead in the link layer. In this paper, we propose an adaptive rate control scheme based on cross-layer to improve the quality of streaming services in the wireless networks. It provides new RTT estimation and loss discrimination methods to improve transmission rate of TFRC. The simulation results show that the proposed scheme can improve the performance of TFRC.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.2 no.3
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• pp.117-124
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• 2013

In this paper we propose a TFRC(TCP Friendly Rate Control) which guarantees a minimum rate in order to improve the efficiency of the previous TFRC which cannot distinguish congestion losses and wireless losses and decreases throughput both in wired and wireless networks. This TFRC technique is able to guarantee a minimum rate for video by restricting a loss event rate with packet loss probability about existing TFRC and constraining a rate reduction from the feedback timeout. When we experimented both the existing TFRC and the new one with TCP in the same network, we found that the latter is better than the former. Consequently, it shows that the proposed TFRC can improve video streaming quality using a guaranteed minimum transmission rate.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.30 no.4B
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• pp.202-209
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• 2005

In this paper, a dynamic TCP-friendly rate control (TFRC) is proposed to adjust the coding rates according to the channel characteristics of the wireless-to-wired network consisting of wireless first-hop channel. To avoid the throughput degradation of multimedia flows traveling through wireless lint the proposed rate control system employs a new wireless loss differentiation algorithm (LDA) using packet loss statistics. This method can produce the TCP-friendly rates while sharing the backbone bandwidth with TCP flows over the wireless-to-wired network. Experimental results show that the proposed rate control system can eliminate the effect of wireless losses in flow control of TFRC and substantially reduce the abrupt quality degradation of the video streaming caused by the unreliable wireless link status.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2008.05a
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• pp.995-998
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• 2008

무선 통신 기술의 발전과 함께 802.11n과 같은 광대역 네트워크 인프라의 구축이 확대됨에 따라, 이에 적합한 높은 성능을 낼 수 있는 전송 계층의 프로토콜이 필요하다. 유선 환경에서 개발된 TCP(Transmission Control Protocol)는 현재 가장 널리 이용하는 전송 프로토콜이다. 하지만 높은 에러율과 긴 딜레이가 발생하는 무선 네트워크상에서는 패킷 손실의 원인을 구별하지 못하기 때문에 성능이 저하된다. 또한, 광대역폭을 지원하는 초고속 네트워크상에서 TCP가 동작할 경우 기존 무선 네트워크에서 처리하는 혼잡윈도우 값보다 커진 값을 제대로 처리하지 못하기 때문에 가용대역폭을 활용하지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 초고속 네트워크 안에서 slowstart threshold에 기반하여 가용대역폭을 동적으로 획득하고, 높은 전송률을 보장하는 TCP VEST(TCP Vegas-based Estimator with Slowstart Threshold)를 제안한다. TCP VEST는 기본적으로 송신자기반 무선네트워크에서 우수한 성능을 지원하는 TCP WestwoodVT의 패킷 손실원인 구분법을 사용한다. 그리고 TCP VEST는 패킷 손실의 원인을 구분하고 각각의 경우에 따라서 전송량을 slowstart threshold 값의 변화에 맞춰 조절한다. NS-2를 통한 성능평가에서 VEST는 WestwoodVT와 비교했을 때 링크 에러율이 1%인 환경에서는 20% 이상의 전송률 향상을 나타내며, Westwood와 비교했을 때는 60%의 성능향상이 있다. 또한 초고속 네트워크에서 5%와 10% 사이의 에러율을 가질 때에는 WestwoodVT와는 50%, Westwood와는 300% 이상의 성능향상이 나타남을 보인다. 이를 통해 VEST가 기존의 무선 네트워크와 더불어 초고속 네트워크에서도 동적으로 대역폭을 획득함으로써 높은 전송률을 지원하는 것을 입증한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.1533-1536
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• 2005

본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 단말들의 이동성에 따른 적응적인 혼잡제어 기법을 제안한다. 제안하는 혼잡 제어 기법은 무선환경의 특성에 따른 비트 에러와 혼잡에 따른 패킷 손실을 구별하기 위해서 역 혼잡 회피 단계를 도입하였다. 그리고 혼잡이 발생 했을 때, 대역폭 낭비를 최소화 할 수 있는 슬로우 스톱 단계를 추가하였다. 본 논문에서 제안하는 혼잡 제어 정책은 DCCP(Datagram Congestion Control Protocol)을 기반으로 설계하였고, 리눅스 커널 버전 2.4.19에서 구현하였다. 제안된 혼잡 제어 정책은 기존의 혼잡 제어 정책보다 적응성 있게 혼잡 상태를 제어하며, 실험 결과 무선에서뿐만 아니라 유선에서도 우수한 대역폭 이용률을 보였다.