• 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.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2003년도 추계학술발표대회(상)
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• pp.425-428
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• 2003

본 논문은 유선통신망의 ATM기술을 무선통신망에 적용한 무선 멀티미디어 액세스 환경에서 패킷에러율 및 처리율등 전송성능을 개선하기 위한 통합에러제어 구조를 제안하였다. 음성, 데이터, 영상 등의 등시성 멀티미디어 트래픽을 처리해야 하는 무선 멀티미디어 네트워크에서는 트래픽별로 QoS(Quality of Service) 목표치가 다르므로 트래픽 속성에 상관없이 일괄적으로 성능개선기법들을 적용하는 것은 또 다른 성능저하 현상을 초래한다. 대표적인 멀티미디어 네트워크인 ATM 네트워크인 경우 트래픽 속성상 CBR(Constant Bit Rate) 및 랜덤트래픽은 지연에 매우 민감하며 VBR(Variable Bit Rate) 트래픽은 어느 정도의 지연은 허용되나 데이터 전송시 매우 높은 신뢰도를 필요로 한다. 이러한 배경에서 ATM을 기반으로 하는 무선 멀티미디어 네트워크 액세스 환경에서 트래픽별 QoS 속성을 만족시킬 수 있는 통합 에러제어 구조를 제시한 후 FEC, ARQ, 인터리빙, 버퍼용량등의 적용방안을 제시하였다.

• 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.

• 산업공학
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• 제4권1호
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• pp.63-69
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• 1991

In this paper, the Go-Back-N ARQ protocol with decoding in communication network is considered. The time delay and throughput are respectively analyzed as a function of window size and decoding time out. Packets arrive continuously at the decoder, and are stored in a buffer if the decoder is busy upon its arrival. The decoder devotes no more than a time-out period of predetermined length to the decoding of any single packet. If packet decoding is completed within that period, the packet leaves the system. Otherwise, it is retransimitted and its decoding starts anew. The time delay and throughput are obtained using recursive formula and difference equation. An appropriate time out and window size that satisfies the grade of service can be determined.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(III)
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• pp.183-189
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• 2003

In this paper a simulation was done to verify performance of a message transmission protocol which interfaces LDTS(Local Data Transmission System) with EIS(Electronic Interlocking System), After a stage of analyzing link specifications between LDTS and EIS, transmission messages and messaging formats, simulation parameters were extracted, applied to the error control schemes such as ARQ, FEC, HARQ, and therefrom throughputs and various performance indices were analyzed Simulation program was constructed with Matlab and Matlab GUI and then converted into a stand-alone c++ program to be used on any non-Matlab environments.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권4호
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• pp.333-342
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• 2006

cdma2000 lxEV - DO 이동통신 시스템은 멀티미디어 데이타 전송에 대한 요구 증가를 수용하기 위하여 브로드캐스트와 멀티캐스트 서비스 (BCMCS)를 제공한다. 이러한 데이타 브로드캐스트 서비스를 제공하기 위해서는 무선 전송 채널의 특성 즉 유선에 비해서 에러 발생 빈도가 높고 신뢰성이 떨어진 다는 사실을 고려해야 한다. 따라서 전송 에러의 복구를 위해 MAC 계층에서 순방향 에러 교정 (FEC: Forward Error Correction)을 사용하며, BCMCS 에서는 순방향 에러 교정을 위해 리드-솔로몬 (Reed - Solomon) 코팅을 사용한다. 본 논문에서는 먼저 리드 솔로몬 코딩의 성능을 분석하였고, 그 결과 이 방식이 천천히 움직이는 모바일 노드에 대해 취약함을 확인하였다. 따라서 이러한 점을 해결하고 에러 복구 성능을 향상시켜서 MPEG-4 FGS 비디오의 재생 품질을 개선하기 위하여 리드-솔로몬 코딩과 재전송 방법을 혼용한 하이브리드 방식의 에러 복구 기법을 제안하였다. 이는 리드-솔로몬의 코딩 오버헤드를 줄이는 대신, 그 결과로 얻어진 전송 슬롯을 활용하는 방법이다. 이렇게 얻어진 전송 슬롯은 제한적이기 때문에 활용도가 큰 패킷을 우선적으로 재전송 할 필요가 있다. 이를 위해 유틸리티 함수를 제안하였으며, 함수 값은 각 모바일 노드의 에러 제어 블록 (ECB: Error Control Block)을 이용해서 계산할 수 있다. 또한 하이브리드 방식의 에러 복구 기법은 MPEG-4 FGS의 특정을 활용하며, 이를 통해 채널의 상태가 불리할 경우는 물론 그렇지 않은 경우에 대해서도 비디오의 평균 재생 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

• 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.

• 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.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.13-18
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• 2014

무선 센서 네트워크에서 센서 노드는 주변 환경을 감시하고 데이터를 수집하는 용도로 사용되고 있다. 여러 센서 노드들로 구성된 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅 분야에 핵심 기술로 주목 받고 있다. 센서 노드는 수집된 정보를 처리하기 위한 MCU와 작은 용량의 메모리를 가지고 있다. 배터리로 동작하는 센서 노드는 한번 배치되면 추가적인 에너지 공급이 불가능하기 때문에 전원 관리 능력이 반드시 필요하다. 또한 ISM 밴드 대역의 주파수를 사용하고 다수의 센서 노드들이 배치된 장소에서 동작하여야 하기 때문에 같은 센서 노드와 같은 대역을 사용하는 이종 기기간의 전파 간섭이 발생하는 열악한 통신환경에서 가지고 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 오류 제어 기법으로 사용되는 ARQ 기법의 문제점인 오류가 발생 했을 시 재전송으로 인한 추가적인 에너지 소비를 줄이기 위해 오류정정기법인 컨벌루션 부호의 적용을 제안하였다. 제안된 컨벌루션 부호를 센서 네트워크 OS를 통하여 센서 노드에 적용하여 전송전력 -19.2dbm과 -25dbm 에서 거리를 10m, 15m, 20m로 두고 BER을 측정하였다. 측정된 BER을 통해 패킷손실률과 평균 재전송 횟수를 계산하여 컨벌루션 부호를 적용하였을 때 그 성능을 분석하였다. 실험결과 -19.2dbm에서는 9~12%의 평균 재전송 횟수 이득을 -25dbm에서는 12%~19%의 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.