• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2A호
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• pp.144-153
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• 2006

본 논문에서는 MANET 환경에서 효율적인 비디오 데이터 전송을 위한 cross-layer 설계 방법을 이용한 CVPT 프로토콜을 제안한다. MANET은 노드의 이동성 때문에 전송 경로가 자주 바뀌고, 또한 경로마다 전송률이 다르기 때문에 비디오 응용 전송과 같이 송신측에서 인코딩시 전송률을 결정하는 응용에서는 낮은 성능을 보인다. 그리고 MANET에서 노드들은 제한된 에너지로 구동되기 때문에 노드의 효율적인 에너지 사용은 네트워크의 연결 지속 시간을 증가시키는데 중요한 역할을 하며, 이는 곧 네트워크의 처리량에 영향을 미친다. 따라서 MANET 환경에서의 효과적인 비디오 응용 전송 방법이 필요하지만 각 계층이 독립적이고 계층적인 특성을 갖는 기존의 OSI 권장 프로토콜을 사용해서는 네트워크 상태에 따라 효과적이고 적응성 있는 전송을 하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 cross-layer 설계 방법을 이용하여 노드의 잔여 에너지량 및 전송 경로의 상태, 그리고 홉의 개수에 따라 최적의 경로를 선택하며 송신단의 인코더에서는 이러한 정보를 이용하여 인코딩 시 효율적인 전송률을 결정하는 방법을 제안한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.15-24
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• 2008

본 논문은 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 전력 절약 고속의 멀티미디어 서비스를 지원하는 Cross-Layer 전송 구조(CLTA)를 제안한다. 본 논문의 주요한 목적은 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 경로들의 생존시간(lifetime)을 증가시키기 위해서 노드들의 이동성 기반위에서 경로의 안정성을 결정하는 방법과 전송전력을 절약하는 방법을 제안하고 보여주는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해서 본 연구에서는 네트워크 계층 기술과 물리계층 기술의 융합과 상호 유기적인 관계로 인해서 시너지 효과를 얻을 수 있는 Cross-Layer 구조 전략을 제안한다. 기존의 연구들은 주로 고정된 노드들로 구성된 센서 필드 환경에서 연구가 진행된 반면에, 본 논문은 센서 필드에서 고정된 노드들뿐만 아니라 이동 센서노드들도 함께 고려한 좀 더 실제적인 환경에서 연구가 진행된다. 제안된 구조(CLTA)의 성능평가는 시뮬레이션과 이론적인 분석을 통하여 이루어진다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1992-1999
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• 2016

In layered communication architecture, each layer is designed to service its own functions to higher layer while getting serviced by lower layer. Usually layered architectures are not optimized in a total view of whole services and functions. So cross layer design pursues performance enhancements by optimizing in various ways. In LTE, MAC layer uses HARQ mechanism and RLC layer uses ARQ mechanism for retransmission. According to the 3GPP 36.331 specification, two layers' cooperation may not happen in an optimized way. This paper suggests an adaptive MAC layer approach which RLC layer's function might be initiated in MAC layer in advance to utilize MAC layer's idling wasting time for RLC layer's next decision. This adaptive ARQ method in MAC layer speeds up the next retransmission and reduces the overall transmission time. Emulation shows the improved performance in total retransmission time and retransmission success ratio. In wireless shadow area, the retransmission occurs frequently. Our approach has strong points in this poor wireless condition.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권4호
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• pp.1317-1341
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• 2021

Nowadays, the Internet of Things (IoT) is adopted to enable effective and smooth communication among different networks. In some specific application, the Wireless Sensor Networks (WSN) are used in IoT to gather peculiar data without the interaction of human. The WSNs are self-organizing in nature, so it mostly prefer multi-hop data forwarding. Thus to achieve better communication, a cross-layer routing strategy is preferred. In the cross-layer routing strategy, the routing processed through three layers such as transport, data link, and physical layer. Even though effective communication achieved via a cross-layer routing strategy, energy is another constraint in WSN assisted IoT. Cluster-based communication is one of the most used strategies for effectively preserving energy in WSN routing. This paper proposes a Bio-inspired cross-layer routing (BiHCLR) protocol to achieve effective and energy preserving routing in WSN assisted IoT. Initially, the deployed sensor nodes are arranged in the form of a grid as per the grid-based routing strategy. Then to enable energy preservation in BiHCLR, the fuzzy logic approach is executed to select the Cluster Head (CH) for every cell of the grid. Then a hybrid bio-inspired algorithm is used to select the routing path. The hybrid algorithm combines moth search and Salp Swarm optimization techniques. The performance of the proposed BiHCLR is evaluated based on the Quality of Service (QoS) analysis in terms of Packet loss, error bit rate, transmission delay, lifetime of network, buffer occupancy and throughput. Then these performances are validated based on comparison with conventional routing strategies like Fuzzy-rule-based Energy Efficient Clustering and Immune-Inspired Routing (FEEC-IIR), Neuro-Fuzzy- Emperor Penguin Optimization (NF-EPO), Fuzzy Reinforcement Learning-based Data Gathering (FRLDG) and Hierarchical Energy Efficient Data gathering (HEED). Ultimately the performance of the proposed BiHCLR outperforms all other conventional techniques.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권12호
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• pp.3071-3095
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• 2013

Configuring optimization of wireless sensor networks, which can improve the network performance such as utilization efficiency and network lifetime with minimal energy, has received considerable attention in recent years. In this paper, a cross layer optimal approach is proposed for multi-source linear network and grid network under Rayleigh block-fading channels, which not only achieves an optimal utility but also guarantees the end-to-end reliability. Specifically, in this paper, we first strictly present the optimization method for optimal nodal number $N^*$, nodal placement $d^*$ and nodal transmission structure $p^*$ under constraints of minimum total energy consumption and minimum unit data transmitting energy consumption. Then, based on the facts that nodal energy consumption is higher for those nodes near the sink and those nodes far from the sink may have remaining energy, a cross layer optimal design is proposed to achieve balanced network energy consumption. The design adopts lower reliability requirement and shorter transmission distance for nodes near the sink, and adopts higher reliability requirement and farther transmission distance for nodes far from the sink, the solvability conditions is given as well. In the end, both the theoretical analysis and experimental results for performance evaluation show that the optimal design indeed can improve the network lifetime by 20-50%, network utility by 20% and guarantee desire level of reliability.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.3775-3788
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• 2014

With the increasing number of the wireless and mobile networks, the way that people use the Internet has changed substantively. Wireless multimedia services, such as wireless video streaming, mobile video game, and mobile voice over IP, will become the main applications of the future wireless Internet. To accommodate the growing volume of wireless data traffic and multimedia services, cognitive radio (CR) and Information-Centric Network (ICN) have been proposed to maximize the utilization of wireless spectrum and improve the network performance. Although CR and ICN have high potential significance for the future wireless Internet, few studies have been conducted on collaborative operations of CR and ICN. Due to the lack of infrastructure support in multi-hop ad hoc CR networks, the problem is more challenging for video streaming services. In this paper, we propose a Cross-layer Video Streaming Mechanism (CLISM) for Cognitive Radio Ad Hoc Information Centric Networks (CRAH-ICNs). The CLISM included two distributed schemes which are designed for the forwarding nodes and receiving nodes in CRAH-ICNs. With the cross-layer approach, the CLISM is able to self-adapt the variation of the link conditions without the central network controller. Experimental results demonstrate that the proposed CLISM efficiently adjust video transmission policy under various network conditions.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권1호
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• pp.75-90
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• 2012

Thin client computing trades local processing for network bandwidth consumption by offloading application logic to remote servers. User input and display updates are exchanged between client and server through a thin client protocol. On wireless devices, the thin client protocol traffic can lead to a significantly higher power consumption of the radio interface. In this article, a cross-layer framework is presented that transitions the wireless network interface card (WNIC) to the energy-conserving sleep mode when no traffic from the server is expected. The approach is validated for different wireless channel conditions, such as path loss and available bandwidth, as well as for different network roundtrip time values. Using this cross-layer algorithm for sample scenario with a remote text editor, and through experiments based on actual user traces, a reduction of the WNIC energy consumption of up to 36.82% is obtained, without degrading the application's reactivity.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7B호
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• pp.728-733
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• 2009

유비쿼터스 환경은 피어간의 연결, 이동이 전제되는 환경 등의 특정을 가지고 있다. 이러한 특정은 peer-to-peer(P2P) 시스템과 이동 애드혹 네트워크 (MANET)로 표현될 수 있다. P2P 시스템과 MANET은 비슷한 특징이 많이 있어 MANET 환경에서 P2P 시스템 구현은 매력적이다. 그러나 유선망에서 디자인된 P2P 시스템을 그대로 MANET에 적용하는 경우 성능이 만족스럽지 못하다는 것이 연구결과로 입증되었다. 이에 본 논문에서는 cross-layer 디자인을 사용하고 피어의 양호성을 고려하여 MANET 환경에서 만족스러운 성능을 낼 수 있는 P2P 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 라우팅 에트릭과 P2P 에트릭을 시용하여 연결을 유지할 피어를 선택하고, 피어 정보를 능동적으후 전달한다. 모의실험 결과, 제안한 방안은 라우팅 경로를 줄임으로써 쿼리 성공률, 쿼리 응답시간, 에너지 소모량에서 좋은 성능을 보여주었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권2호
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• pp.223-228
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• 2009

무선 애드-혹 네트워크와 유선 네트워크를 연동하는 하이브리드 애드-혹 네트워크에서 효율적인 서비스 검색 기법은 중요하다. 본 논문에서는 무선 애드-혹 네트워크를 인터넷으로 확장한 하이브리드 애드-혹 네트워크를 위해 중복을 허용하는 다중 경로 소스 라우팅 프로토콜을 사용하는 효율적인 크로스-레이어 서비스 검색 기법을 제안한다. 이 기법은 다중 경로 소스 라우팅 프로토콜의 장점뿐만 아니라 크로스-레이어 서비스 검색 기법의 장점을 동시에 갖는 기법이다. 서비스와 경로 검색이 동시에 이루어지는 크로스-레이어 서비스 검색 기법이 서비스 검색 후 해당 경로를 다시 검색하여 서비스를 제공받는 기존 기법보다 적은 오버헤드를 가진다는 것은 직관적으로 이해할 수 있으므로, 본 시뮬레이션을 통해서는 이 기법이 각 노드에서 다중 라우팅 경로를 유지함으로써 경로 단절시 보다 빠른 라우팅 복구가 가능하며, 다중 경로의 수를 제한하고 링크/노드 중복을 허용하는 다중 경로를 유지하도록 함으로써 라우팅 오버헤드를 줄일 수 있음으로 보인다.