• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.341-357
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• 2010

Forward Error Correction (FEC) techniques have been adopted to overcome packet losses and to improve the quality of video delivery. The efficiency of the FEC has been significantly compromised, however, due to the characteristics of the wireless channel such as burst packet loss, channel fluctuation and lack of Quality of Service (QoS) support. We propose herein an Adaptive Cross-layer FEC mechanism (ACFEC) to enhance the quality of video streaming over 802.11 WLANs. Under the conventional approaches, FEC functions are implemented on the application layer, and required feedback information to calculate redundancy rates. Our proposed ACFEC mechanism, however, leverages the functionalities of different network layers. The Automatic Repeat reQuest (ARQ) function on the Media Access Control (MAC) layer can detect packet losses. Through cooperation with the User Datagram Protocol (UDP), the redundancy rates are adaptively controlled based on the packet loss information. The experiment results demonstrate that the ACFEC mechanism is able to adaptively adjust and control the redundancy rates and, thereby, to overcome both of temporary and persistent channel fluctuations. Consequently, the proposed mechanism, under various network conditions, performs better in recovery than the conventional methods, while generating a much less volume of redundant traffic.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권4호
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• pp.748-766
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• 2013

In this paper, we consider an infrastructure-vehicle-vehicle (I2V2V) based Vehicle Ad-hoc Networks (VANETs), where one base station multicasts data to d vehicular users with the assistance of r vehicular users. A Distributed Luby Transform (DLT) codes based transmission scheme is proposed over lossy VANETs to reduce transmission latency. Furthermore, focusing on the degree distribution of DLT codes, a Modified Deconvolved Soliton Distribution (MDSD) is designed to further reduce the transmission latency and improve the transmission reliability. We investigate the network behavior of the transmission scheme with MDSD, called MDLT based scheme. Closed-form expressions of the transmission latency of the proposed schemes are derived. Performance simulation results show that DLT based scheme can reduce transmission latency significantly compared with traditional Automatic Repeat Request (ARQ) and Luby Transform (LT) codes based schemes. In contrast to DLT based scheme, the MDLT based scheme can further reduce transmission latency and improve FER performance substantially, when both the source-to-relay and relay-to-sink channels are erasure channels.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.1196-1207
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• 1998

본 논문에서는 무선 가입자망(WLL: Wireless Local Loop)을 통하여 데이터 서비스를 제공하는 경우에 있어 Link 부계층의 성능을 연구하고자 한다. Link 부계층에서는 사용자 패킷 데이터를 전송하기에 알맞게 분할하여 전송하게 된다. 데이터를 어느 정도 크기로 분할하느냐에 따라서 패킷 오류 확률이 달라지고 이에 따라서 링크 처리율이 변화하게 된다. 또한 한 패킷 내에서 헤더를 제외한 순수 사용자 데이터가 차지하는 비율이 달라짐에 따라 처리율이 변화하게 된다. 본 논문에서는 WLL 시스템의 재전송 방식을 수학적으로 분석하고 모의 실험함으로써 페이로드의 크기 변화에 따라서 Link 부계층에서의 처리율이 어떻게 변화하는지를 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (3)
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• pp.313-315
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• 2001

멀티캐스트 서비스는 한 단말이 수신 그를 내의 여러 단말들에게 같은 내용의 데이터 패킷을 전송하는 방법이다. 본 논문에서는 단일 채널 다중 접속 무선 LAN(Wireless LAN)의 작은 셀 환경을 기반으로 효율적 인 멀티캐스트 서비스에 대한 방안을 제안한다. 이 시스템에서 이동 단말들이 동시에 하나 이상의 패킷을 전송하는 경우 패킷 충돌(collision)이 발생하여 수신단말은 정확하게 패킷을 수신할 수 업다. 그러므로 하나의 단말만이 전송을 해야 한다. 이와 같은 문제점 때문에 신뢰성 있는 멀티캐스트 서 비스를 위해서는 단일 채널 다중 접속 방법을 그리고 무선 링크의 높은 에러율을 극복하기 위해서는 재전송 기법(ARQ)을 고려해야 한다. 제안하는 MLBP(modified Leader-Based Protocol)는 멀티캐스트 그룹 내에서 리더(leader)를 선정하고 이 리더가 송신단말에게 피드백 정보를 대표로 전송하는 역할을 수행한다. 신뢰성 확보를 위해서는 에러가 있는 패킷을 리더 외의 단말들이 수신 했을 경우에 재전송을 유도하기 위해 리더는 긍정응답(ACK) 패킷을 전송하지 않고 침묵한다. 리더 외의 단말이 에러가 있는 패킷을 수신했을 경우 각 단말들은 지체 없이 부정 응답(NAK)을 전송하여 이를 수신하는 단말에서 패킷 충돌을 유발시키고 재전송을 유도한다. 기존의 지연응답(delayed feedback) 방법과 확률적 방법을 사용한 기법들을 분석하여 측정 한 성능을 비교한 결과 제안하는 mLBP이 다른 두 기 법보다 우수한 성능을 나타냄을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권4호
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• pp.489-498
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• 2005

For better performance over a noisy channel, mobile wireless networks transmit packets with forward error correction (FEC) code to recover corrupt bits without retransmission. The static determination of the FEC code size, however, degrades their performance since the evaluation of the underlying channel state is hardly accurate and even widely varied. Our measurements over a wireless sensor network, for example, show that the average bit error rate (BER) per second or per minute continuously changes from 0 up to $10^{-3}$. Under this environment, wireless networks waste their bandwidth since they can't deterministically select the appropriate size of FEC code matching to the fluctuating channel BER. This paper proposes an adaptive FEC technique called adaptive FEC code control (AFECCC), which dynamically tunes the amount of FEC code per packet based on the arrival of acknowl­edgement packets without any specific information such as signal to noise ratio (SNR) or BER from receivers. Our simulation experiments indicate that AFECCC performs better than any static FEC algorithm and some conventional dynamic hybrid FEC/ARQ algorithms when wireless channels are modeled with two-state Markov chain, chaotic map, and traces collected from real sensor networks. Finally, AFECCC implemented in sensor motes achieves better performance than any static FEC algorithm.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권5A호
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• pp.355-362
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• 2009

In real-time communication services, delay constraints are among the most important QoS (Quality of Service) factors. In particular, it is difficult to guarantee the delay requirement over wireless channels, since they exhibit dynamic time-varying behavior and even severe burst-errors during periods of deep fading. Channel throughput may be increased, but at the cost of the additional delays when ARQ (Automatic Repeat Request) schemes are used. For real-time communication services, it is very essential to predict data deliverability. This paper derives the delay distribution and the successful delivery probability within a given delay budget using a priori channel model and a posteriori information from the perspective of queueing theory. The Gilbert-Elliot burst-noise channel is employed as an a Priori channel model, where a two-state Markov-modulated Bernoulli process $(MMBP_2)$ is used. for a posteriori information, the channel parameters, the queue-length and the initial channel state are assumed to be given. The numerical derivation is verified and analyzed via Monte Carlo simulations. This numerical derivation is then applied to a rate control scheme for real-time video transmission, where an optimal encoding rate is determined based on the future channel capacity and the distortion of the reconstructed pictures.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.81-86
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• 2011

네트워크 코딩위에서의 TCP 성능문제를 해결하기 위해 제안된 가장 잘 알려진 방식에서는 네트워크 코딩 계층이 혁신적인(innovative) 선형 결합을 수신하면 새로 디코드 된 패킷이 없다 하더라도 승인을 보낸다. 이 방식은 매우 효과적이지만 실제로 구현될 때에는 패킷 헤더 크기의 제한으로 인해 코딩 윈도우 크기를 제한해야 하므로 패킷 순서 바뀜 현상이 많이 발생할 때 성능이 저하될 수 있다. 본 연구에서는 네트워크 코딩 환경에서도 패킷 순서 바뀜 현상과 관련된 문제를 다루기 위해서는 중복승인을 사용하지 않고 타이머에 의존하는 TCP가 필요함을 주장한다. 또한 이러한 TCP를 위한 새로운 네트워크 코딩계층을 제안한다. 모의실험 결과는 두 개의 경로를 사용하는 라우팅 환경에서 패킷 순서가 바뀌어 수신되는 패턴에 따라 최대 19%까지 성능이 개선됨을 보여준다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.853-863
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• 2015

In this paper, we proposed cross-layered approach of video codec and communication system for the efficient video streaming service. Conventional video streaming is served by divided system which consist of video codec layer and communication layer. Its disintegration causes the limitation of the performance of video streaming service. With the cross-layered design, each layer could share the information and the service is able to enhance the performance. And we proposed the selective retransmission method in communication system based on the cross-layered system that reflect the information of encoded video data. Selective retransmission method which consider the characteristics of video data improves the performance of video streaming services. We verified the proposed method with raw format full HD test sequence with H.264/AVC codec and MATLAB simulation. The simulation results show that the proposed method improves about 10% PSNR performance.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.79-86
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• 2006

수중과 같은 에러의 변동이 크고 무선 통신에 제약이 따르는 환경에서 데이터 전송을 실행하게 되는 경우에는 상당히 심각한 지연율과 에러 발생률을 고려하지 않을 수 없다. 따라서 이러한 환경에서 사용되는 메커니즘은 가능한 한 효율적이면서 간단해야만 한다. 본 논문에서 제안하는 Pervasive Block ACK(PBA) 기법은 각 프레임마다 전송되던 ACK를 Set 단위로 묶어서 한꺼번에 보내주는 방법으로, 수중 등 열악한 환경에서 ACK 전송으로 인해 발생하는 트래픽 발생빈도 감소를 위해 제안되었다. Pervasive Block ACK 기법은 전송 횟수를 최소로 줄임으로써 오버헤드를 감소시켜 네트워크의 효율성을 높여 지연율은 줄일 뿐만 아니라 그에 부가적으로 전력 소비 절감의 효과까지도 기대할 수 있다. 본 논문에서는 Numerical Result를 통하여 제안에 관한 효율성 및 연구 가치를 증명하였다.

• ETRI Journal
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• 제27권6호
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• pp.691-696
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• 2005

In asynchronous transfer mode (ATM) networks, fixed length cells of 53 bytes are transmitted. A cell may be discarded during transmission due to buffer overflow or a detection of errors. Cell discarding seriously degrades transmission quality. The quality degradation can be reduced by employing efficient forward error control (FEC) to recover discarded cells. In this paper, we present the design and implementation of decoding equipment for FEC in ATM networks based on a single parity check (SPC) product code using very-large-scale integration (VLSI) technology. FEC allows the destination to reconstruct missing data cells by using redundant parity cells that the source adds to each block of data cells. The functionality of the design has been tested using the Model Sim 5.7cXE Simulation Package. The design has been implemented for a $5{\times}5$ matrix of data cells in a Virtex-E XCV 3200E FG1156 device. The simulation and synthesis results show that the decoding function can be completed in 81 clock cycles with an optimum clock of 56.8 MHz. A test bench was written to study the performance of the decoder, and the results are presented.