• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권7호
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• pp.905-916
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• 2004

자율구성 계층구조 에드혹 네트워크(Self-organizing hierarchical ad hoc network, SOHAN)는 편평구조 에드혹 네트워크의 확장성을 향상시키기 위해 설계된 새로운 형태, 즉, 액세스 포인트, 전달 노드, 이동 노드의 3 계층의 애드혹 노드로 구성된 네트워크 구조이다. 본 논문에서는 SOHAN의 자율구성을 위한 토폴로지 탐색과 라우팅 프로토콜을 소개한다. 또한 높은 전송 용량을 갖는 최적의 클러스터 기반 계층구조 토폴로지를 형성하기 위한 링크 품질 및 MAC 지연 시간 기반의 크로스레이어 설계방식의 경로 척도를 제안한다. 토폴로지 탐색 프로토콜은 2.5 계층에서 MAC 주소를 기반으로 동작하는 라우팅 프로토콜을 위한 기본적인 정보를 제공한다. 이 라우팅 프로토콜은 AODV 프로토콜을 기반으로 하며, 계층구조의 장점을 활용하기 위해 토폴로지 탐색 프로토콜과 상호 연동하도록 설계된다. 시뮬레이션을 통해 전송용량, 종단간 지연시간, 패킷 전달률, 제어 오버헤드 관점에서 SOHAN의 우수한 성능과 확장성을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권10호
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• pp.1190-1196
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• 2016

본 논문에서는 VSAT 기반 위성통신 시스템에서 효율적인 인터넷 서비스 제공을 위한 계층 간 프로토콜 연동 구조 모델을 제시하고 이를 구현하여 제안된 모델의 동작을 검증한다. VSAT 기반 위성통신 시스템은 대부분 DVB-S2 표준을 사용한다. 그러나 DVB-S2는 방송 서비스 중심으로 설계되었기 때문에 IP 기반 인터넷 프로토콜을 지원하기에는 비효율성이 많이 존재한다. 이를 해결하기 위해 계층 2 프로토콜인 generic stream encapsulation (GSE)가 제정되었다. 본 논문은 IP 프로토콜과 GSE 프로토콜과의 연동, GSE 프로토콜과 DVB-S2와의 연동 방법에 대해 제안한다. 또한 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 제안된 계층 간 연동 프로토콜을 구현하고 NI사의 universal software radio peripheral (USRP) 및 상용 DVB 수신기를 통해 구현된 내용의 동작을 검증한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.25-31
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• 2015

본 논문에서는 DVB-RCS 네트워크에서 cross-layer와 네트워크 코딩 기반 PEP 기술을 제안한다. 제안한 PEP 기술에서는 TCP와 링크 단 간 위성 자원 할당 정보 교환을 제공할 수 있는 cross-layer 정보 교환 기법을 제안하고, 할당된 위성 자원 정보와 NC-R (Network-Coded Redundancy) 패킷 전송률에 의한 TCP 혼잡제어윈도우 튜닝 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과 제안한 PEP 기술을 사용하면 TCP에서 사용가능 한 자원을 조사하기 위한 지연 없이 바로 최대 이용 가능한 TCP 혼잡제어 윈도우 값을 사용할 수 있는 것을 살펴 볼 수 있었다. 또한 제안한 PEP 기법에서는 TCP 혼잡제어윈도우 튜닝 기법과 NC-R 패킷 전송을 통하여 패킷 손실이 발생할 수 있는 이동형 단말 환경에서도 불필요한 위성 자원 사용 없이 TCP 데이터 처리율을 향상 할 수 있는 것을 볼 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권1호
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• pp.178-202
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• 2012

In this paper, we first survey cross-layer architectures for Wireless Sensor Networks (WSNs) and Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs). Afterwards, we propose a novel cross-layer architecture for QoS provisioning in clustered and multi-hop based WMSNs. The proposed architecture provides support for multiple network-based applications on a single sensor node. For supporting multiple applications on a single node, an area in memory is reserved where each application can store its network protocols settings. Furthermore, the proposed cross-layer architecture supports heterogeneous flows by classifying WMSN traffic into six traffic classes. The architecture incorporates a service differentiation module for QoS provisioning in WMSNs. The service differentiation module defines the forwarding behavior corresponding to each traffic class. The forwarding behavior is primarily determined by the priority of the traffic class, moreover the service differentiation module allocates bandwidth to each traffic class with goals to maximize network utilization and avoid starvation of low priority flows. The proposal incorporates the congestion detection and control algorithm. Upon detection of congestion, the congested node makes an estimate of the data rate that should be used by the node itself and its one-hop away upstream nodes. While estimating the data rate, the congested node considers the characteristics of different traffic classes along with their total bandwidth usage. The architecture uses a shared database to enable cross-layer interactions. Application's network protocol settings and the interaction with the shared database is done through a cross-layer optimization middleware.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.61-68
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• 2015

MANET(Mobile ad hoc networks)은 이동 단말로 구성된 동적인 자가 생성 네트워크를 의미한다. 본 연구에서는 MANET에서 비디오 전송 서비스를 다루고 있는 최근 연구를 보완하기 위한 개선된 cross-layer 접근 방법을 제시하고 있다. 본 연구는 ns-3 시뮬레이션을 통해 수행되며, 시뮬레이션에 소요되는 시간을 감안하여 효율적으로 각 계층의 주요 인자의 상호작용을 동시에 고려하기 위해 통계적 실험계획법을 활용하고자 한다. 제안된 cross-layer 접근 방법은 MANET 프로토콜 계층(물리, 네트워크, 전송 계층)과 응용 계층(비디오 인코더)를 동시에 인자로 다루고 있고, 반응 변수로는 객관적 비디오 품질 지표를 포함한다. 본 연구의 결과는 통제 불가능한 인자의 값에 따라 통제 가능한 인자를 설정하여 최적의 비디오 품질을 제공하는 MANET 비디오 전송 어플리케이션을 설계하는 기초 연구로써 활용될 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2266-2284
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• 2012

Recent studies have indicated that a significant improvement in wireless video throughput can be achieved by Cross Layer Design with Side-information (CLDS) protocols. In this paper, we derive the operational rate of a CLDS protocol operating over a realistic wireless channel. Then, a Rate-Distortion (R-D) empirical model for above-capacity Scalable Video Coding (SVC) is deduced to estimate the loss of video quality incurred under inaccurate rate estimation scenarios. Finally, we develop a novel Unequal Error Protection (UEP) scheme which leverages the characteristics of LDPC codes to reduce the distortion of video quality in case of typically-observed burst wireless errors. The efficacy of the proposed rate adaptation architecture over conventional protocols is demonstrated by realistic video simulations using actual IEEE 802.11b wireless traces.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.1593-1608
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• 2009

다중 홉 무선 네트워크에서는 일부 중계 단말이 악의적인 목적으로 비협력적이거나 이기적인 행동을 하면 네트워크의 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. 무선 단말간의 협력적인 동작을 가정한 기존의 애드혹 라우팅 기법에서는 악의적으로 행동하는 이기적인 무선 단말에 의해 발생되는 성능 감소 문제를 해결할 수 없다. 이에 본 논문에서는 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 향상 시킬 수 있는 평판 기반의 협력적 애드혹 라우팅 프로토콜인 CARE (Cooperative Ad hoc routing protocol based REputation) 기법을 제안하였다. 제안한 CARE 기법은 홉 대 홉 기반의 패킷 포워딩 과정에서 악의적으로 행동하거나 무단으로 라우팅 경로에서 이탈하는 이기적인 무선 단말을 우회하도록 라우팅 경로를 설정하는 네트워크 계층간의 수평적 상호 작용을 제공한다. 그리고 CARE 기법은 수직적 상호 작용을 기반으로 하여 MAC 계층으로부터 획득한 무선 채널의 상황 정보를 반영하여 라우팅 경로의 품질 향상시키며, 네트리크 계층에서 획득한 무선 단말의 평판 정보를 전송 계통에 반영하여 TCP의 성능 향상을 제공한다. CARE로 기법의 성능을 평가한 결과, 단말의 빈번한 이동과 악의적인 단말이 존재하는 다중 홉 무선 네트워크 환경에서 패킷 전송의 낮은 실패율과 패킷의 평균 전송 시간의 향상을 제공함과 동시에 종단간 무선 단말의 향상된 TCP 성능을 확인하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제12권1호
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• pp.73-82
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• 2016

In cognitive radio networks (CRNs), the performance of the transmission control protocol (TCP) at the secondary user (SU) severely drops due to the mistrigger of congestion control. A long disruption is caused by the transmission of primary user, leading to the mistrigger. In this paper, we propose a cross-layer approach, called a CR-aware scheme that enhances TCP performance at the SU. The scheme is a sender side addition to the standard TCP (i.e., TCP-NewReno), and utilizes an explicit cross-layer signal delivered from a physical (or link) layer and the signal gives an indication of detecting the primary transmission (i.e., transmission of the primary user). We evaluated our scheme by implementing it onto a software radio platform, the Universal Software Radio Peripheral (USRP), where many parts of lower layer operations (i.e., operations in a link or physical layer) run as user processes. In our implementation, we ran our CR-aware scheme over IEEE 802.15.4. Furthermore, for the purpose of comparison, we implemented a selective ACK-based local recovery scheme that helps TCP isolate congestive loss from a random loss in a wireless section.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.849-864
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• 2010

This paper proposes a multipath routing protocol called cross-layer multipath AODV (CM-AODV) for wireless ad hoc networks, which selects multiple routes on demand based on the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) measured at the physical layer. Note that AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector) is one of the most popular routing protocols for mobile ad hoc networks. Each time a route request (RREQ) message is forwarded hop by hop, each forwarding node updates the route quality which is defined as the minimum SINR of serialized links in a route and is contained in the RREQ header. While achieving robust packet delivery, the proposed CM-AODV is amenable to immediate implementation using existing technology by neither defining additional packet types nor increasing packet length. Compared to the conventional multipath version of AODV (which is called AOMDV), CM-AODV assigns the construction of multiple paths to the destination node and makes it algorithmically simple, resulting in the improved performance of packet delivery and the less overhead incurred at intermediate nodes. Our performance study shows that CM-AODV significantly outperforms AOMDV in terms of packet delivery ratio and average end-to-end delay, and results in less routing overhead.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.41-48
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• 2010

침입 탐지는 인터넷 보안에 반드시 필요한 구성 요소이다. 발전하고 있는 추세에 뒤지지 않고 따라가기 위해 싱글 레이어 탐지 기술을 멀티 레이어 탐지 기술에 적용 할 수 있는 방법이 필요하다. 다른 타입의 서비스 거부 공격(DoS)은 인가된 사용자의 네트워크 접근을 방해하므로 서비스 거부 공격의 취약한 점을 찾아 피해를 최소화 하기위해 노력했다. 우리는 악의적인 노드를 발견하기 위한 새로운 크로스 레이어 침입 탐지 아키텍처를 제안한다. 프로토콜 스텍에서 서로 다른 레이어를 가로지를 수 있는 정보는 탐색의 정확성을 향상시키기 위하여 제안하였다. 제안한 프로토콜의 아키텍처를 강화하기 위해 데어터 마이닝을 사용하여 조합과 분배의 변칙적인 침입탐지 시스템을 사용했다. 제안하고 있는 구조의 시뮬레이션은 OPNET 시뮬레이터를 사용하여 결과 분석을 하였다.