• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제32권2호
• /
• pp.244-253
• /
• 2005

본 논문에서는, n개의 입출력 포트를 가진 스위치로 구성된 스위치 라우터의 성능 예측 모형을 제안하고, 스위치에 장착된 버퍼의 개수 증가에 따른 성능 향상 추이를 분석하였다. Buffered 스위치기법은 크로스바 스위치 내부의 데이타 충돌 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 제안한 성능 예측 모형은 먼저 네트워크 내부임의 스위치 입력 단에 유입되는 데이타 패킷이 스위치 내부에서 전송되는 유형을 확률적으로 분석하여 수립되었다. 제안한 모형은 스위치에 장착된 버퍼의 개수와 무관하게 출력 버퍼를 장착한 스위치의 성능, 즉 네트워크 성능 평가의 두 가지 주요 요소인 네트워크 정상상태 처리율(Normalized Throughput, NT)과 네트워크 지연시간(Network Delay)의 예측이 가능하고, 나아가서 이들로 구성된 네트워크의 성능 분석에 적용이 용이하다. 제안한 수학적 성능 분석 연구의 실효성 검증을 위하여 병행된 시뮬레이션 결과는 상호 미세한 오차 범위 내에서 모형의 예측 데이타와 일치하는 결과를 보여 분석 모형의 타당성을 입증하였다. 또한, 분석 결과 스위치 내부에 많은 버퍼를 장착할수록 정상상태 처리율의 증가율은 감소하고, 네트워크 지연시간은 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제29권6호
• /
• pp.738-748
• /
• 2002

본 논문에서는, ${\alpha}{\times}{\alpha}$ 출력 버퍼 스위치로 구성된 다단 연결 망(Multistage Interconnection Network, MIN)의 성능 예측 모형을 제안하고, 스위치에 장착된 버퍼의 개수 증가에 따른 성능 향상 추이를 분석하였다. Buffered 스위치 기법은 다단 연결 망 내부의 데이타 충들 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 제안한 성능 예측 모형은 먼저 네트웍 내부 임의 스위치 입력 단에 유입되는 데이타 패킷이 스위치 내부에서 전공되는 유형을 확률적으로 분석하여 수립되었다. 제안한 모형은 스위치에 장착된 버퍼의 개수와 무관하게 출력 버퍼를 장착한 ${\alpha}{\times}{\alpha}$스위치의 성능, 즉 네트웍 성능 평가의 두 가지 주요 요소인 네트웍 정상상태 처리율(Normalized Throughput, NT)과 네트웍 지연시간(Network Delay)의 예측이 가능하고, 나아가서 이들로 구성된 모든 종류의 다단 연결 망 성 분석에 적용이 용이하다. 제안한 수학적 성능 분석 연구의 실효성 검증을 위하여 병행된 시뮬레이션 결과는 상호 미세한 오차 범위 내에서 모형의 예측 데이타와 일치하는 곁과를 보며 분석 모형의 타당성을 입증하였다. 또한, 분석 결과 스위치 내부에 많은 버퍼를 장착할수록 정상상태 처리율의 증가율은 감소하고, 네트웍 지연시간은 증가하는 것으로 나타났다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
• /
• 제24권2호
• /
• pp.178-188
• /
• 2024

In the near future, it is expected that there will be billions of connected devices using fifth generation (5G) network services. The recently available base stations (BSs) need to mitigate their loads without changing and at the least monetary cost. The available spectrum resources are limited and need to be exploited in an efficient way to meet the ever-increasing demand for services. Device to Device communication (D2D) technology will likely help satisfy the rapidly increasing capacity and also effectively offload traffic from the BS by distributing the transmission between D2D users from one side and the cellular users and the BS from the other side. In this paper, we propose to apply D2D overlay communication with cognitive radio capability in 5G networks to exploit unused spectrum resources taking into account the dynamic spectrum access. The performance metrics; throughput and delay are formulated and analyzed for CSMA-based medium access control (MAC) protocol that utilizes a common control channel for device users to negotiate the data channel and address the contention between those users. Device users can exploit the cognitive radio to access the data channels concurrently in the common interference area. Estimating the achievable throughput and delay in D2D communication in 5G networks is not exploited in previous studies using cognitive radio with CSMA-based MAC protocol to address the contention. From performance analysis, applying cognitive radio capability in D2D communication and allocating a common control channel for device users effectively improve the total aggregated network throughput by more than 60% compared to the individual D2D throughput without adding harmful interference to cellular network users. This approach can also reduce the delay.

• 방송공학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.510-520
• /
• 2014

IEEE 802.11n 무선랜은 여러 개의 MPDU를 집적하여 하나의 PPDU(Physical Layer Protocol Data Unit)로 전송하는 A-MPDU(Aggregate - MAC Protocol Data Unit) 방식의 매체 접근 제어(MAC: Media Access Control) 프로토콜을 사용하여 높은 처리율을 지원하고 있다. 기존에는 채널 환경에 따라 집적하는 MPDU의 개수를 동적으로 바꿔주는 채널 정보 기반의 A-MPDU 방식이 많이 연구되었지만 이러한 방식들은 수신자로 부터의 복잡한 무선 채널 정보를 이용하기 때문에 시스템 오버헤드가 증가한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 복잡한 무선 채널 정보를 이용하지 않고 A-MPDU내의 MPDU 수신여부를 나타내는 BA 신호를 이용해 작은 오버헤드를 가지고도 A-MPDU내의 집적된 MPDU의 개수를 동적으로 결정하는 BA 기반 동적 A-MPDU 방식을 제안하였다. 본 논문에서는 NS-2(Network Simulator-2)에 의한 모의실험을 통하여 제안된 방식이 기존의 고정 A-MPDU 방식보다 더 높은 처리율과 더 낮은 패킷 오류율을 가짐을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제36권6호
• /
• pp.528-535
• /
• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.11 환경에서 무선 협력 통신을 이용하여 성능을 향상 시키는 방법에 대해 제안한다. 기존 협력 통신 알고리즘은 소스(source)와 AP(Access Point) 사이에 1개의 릴레이(relay)를 두어 수행한 2 홉 릴레이(hop relay) 방식으로, 이는 알맞은 릴레이를 찾을 수 없는 경우가 발생하므로 보완이 필요하다. 본 논문에서는 AP에서 네트워크 정보(노드 사이 전송률, 노드와 AP 사이 전송률)를 관리하여 릴레이 선정에 이 네트워크 정보를 이용한다. 이 정보를 이용하여 AP는 1개 이상의 릴레이를 선정하여 소스와 주위 노드에게 선정된 릴레이를 알리고 소스에서 데이터를 전송할 때 이 릴레이를 통해 협력 통신을 하도록 한다. 이러한 협력 통신 방법은 데이터 전송의 효율성을 높인다. 또한 본 논문에서는 소스의 데이터를 전송한 릴레이는 소스의 데이터를 전송한 후에 자신의 데이터 또한 전송할 수 있는 기회를 가지도록 하여 소스 데이터를 대신 전송하여 소비된 노드의 자원을 만회할 수 있는 기회를 가지게 한다. 이로써 제안된 방법을 이용하면 노드의 자원 소비를 보완함은 물론 전체 네트워크의 성능(throughput)을 향상시킬 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.513-519
• /
• 2018

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식은 4G LTE (Long Term Evoluation)와 Wi-Fi와 같은 무선 통신 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 환경을 극복할 수 있는 변조 방식으로 활용되고 있다. OFDM 심벌은 여러 개의 협대역 부반송파들로 이루어져 있어, OFDM 방식은 블록 단위 전송방식이라 할 수 있다. 즉, 마지막 OFDM 심벌까지 모두 채워서 프레임을 구성해야 한다. 따라서, 전송하고자 하는 정보량에 따라서 마지막 OFDM 심볼이 정보 비트들보다 OFDM 심볼을 채우기 위한 패딩 비트로 채워지는 경우가 있다. 이는 전송하고자 하는 데이터 양이 적은 경우에 심각한 스루풋 저하를 초래한다. 따라서 이와 같은 비효율성을 해결하기 위하여, DFT(Discrete Fourier Transform)의 성질을 이용한 효율적 패딩 기법을 제안하였다. 제안 방식에서는 마지막 OFDM 심볼에서 사용되는 데이터 부반송파의 개수에 따라서 OFDM 심볼의 길이를 조절한다. 그리고, 제안된 방식에 따른 성능 향상이 전송 방식 및 데이터 길이에 따라서 20%까지 될 수 있음을 수치적으로 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.725-730
• /
• 2022

NDN(Named Data Networking)은 미래의 인터넷 아키텍처를 실현하기 위한 ICN의 대표 기술이라 할 수 있다. NDN은 특정 데이터를 갖는 호스트 IP 주소가 아닌 데이터 이름 자체로 데이터를 검색한다. Consumer는 요청하고자하는 데이터의 이름을 갖는 Interst 패킷을 NDN 네트워크에 보내고, NDN 네트워크 안에 존재하는 NDN 라우터는 CS, FIB, PIT 세 가지 이름 테이블을 이용해 Interest 패킷을 다음 홉으로 포워딩한다. Producer 혹은 NDN 라우터는 Interest 패킷이 운반한 데이터의 이름에 해당하는 데이터 패킷을 consumer에게 역시 이름 기반 포워딩을 통해 전송한다. 본 논문에서는 ndnSIM 기반 NDN 네트워크를 설계 구현하고 성능 평가를 수행한다. ndnSIM 구조를 분석하고, ndnSIM을 이용해 6-node 혼잡 NDN 네트워크 및 9-node grid NDN 네트워크를 개발한다. 구현한 두 개의 NDN 네트워크에 대해 Interest 패킷 전송율의 증가에 따른 패킷 지연 성능 및 패킷 전송 처리율 성능을 시뮬레이션을 통해 측정한다. NDN 네트워크 안에 혼잡이 패킷 지연 및 전송 처리율에 미치는 영향을 분석하고 이것이 미래에 NDN 네트워크를 구축 개발하고자하는 엔지니어들에게 하나의 사전지식으로 제공되길 기대한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제37권4호
• /
• pp.272-283
• /
• 2010

무선 메쉬 네트워크는 최근 주목받는 연구 주제로 부상하고 있다. 무선 메쉬 네트워크는 대규모 무선 랜 장치와 AP들이 서로 연결된 무선 기반 구조로, 무선 메쉬 네트워크의 처리량(throughput)을 향상시키는 것을 목표로 한 수많은 연구가 이루어진 바 있다. 여기에서는 동시에 생겨나는 다수의 트래픽 흐름들을 전송하기 위한 적절한 라우팅 경로를 설정하는 작업이 매우 중요하다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 DCF하에서 전송되는 다수의 트래픽 흐름에 대해 신호 감지(Carrier Sensing), 간섭 등의 정보를 이용하여 양 말단간 (end-to-end) 처리량을 수학적으로 모델화하기 위한 방법을 제시하고자 한다. 각 단말에 성공적으로 이루어지는 평균 서비스 시간을 비교하고, 한편으로는 트래픽 흐름 가운데 병목현상이 발생하는 부분을 찾아내어 그로부터 말단간 처리량의 최대치를 계산할 수 있다. 본 논문에서 제시된 모델을 사용하여 동시에 전송되는 다수의 트래픽 흐름을 전달하기 위한 전송 경로에 대한 후보 경로를 얻어낼 수 있으며, 얻어진 경로로부터 처리량을 최대로 높일 수 있는 효율적인 경로를 찾아낼 수 있다. 제시된 모델링 기법과 최적 경로 선택 메커니즘은 무선 메쉬 네트워크에서의 다양한 트래픽 흐름을 사용한 시뮬레이션을 통해 평가하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.8-14
• /
• 2017

4G 이동통신에서는 본격적으로 데이터 중심의 이동통신 서비스를 제공하기 시작했다. 이에 따라 최근 무선 트래픽에서 인터넷, 동영상을 포함한 멀티미디어 등의 서비스가 주된 콘텐츠로 자리 잡게 되었다. 이런 서비스 이용 패턴 변화에 대응하기 위해 현재 더 빠른 전송 속도를 가진 5G 이동통신에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 5G 이동통신은 기존 단말과의 호환성을 위해 4G를 기반으로 구성될 것으로 예상된다. 따라서 본 논문의 시뮬레이션 또한 4G를 기반으로 구성하였으며 시스템의 성능을 높이기 위해 Max throughput 스케줄링 알고리즘을 기반으로 새로운 사용자 스케줄링 기법을 제안한다. 본 논문은 기존의 사용자 스케줄링 알고리즘과 제안한 사용자 스케줄링 알고리즘을 비교하기 위해 주파수 효율과 공정성을 도출한다. 시뮬레이션 결과 모든 상황에서 Max throughput에 비해 향상된 성능을 보였다. 본 논문이 5G 이동통신 기술의 시스템 성능향상을 위한 연구의 참고자료로서 활용되며, 현재도 진행 중인 표준화 작업에 대해 일부 도움이 되기를 기대한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권6A호
• /
• pp.455-464
• /
• 2005

본 논문에서는 OFDMA, TDD 전송방식을 채택한 WiBro 시스템 표준의 resource 할당 알고리듬을 시뮬레이션을 통해 구현하였고, bandwidth efficiency를 보다 더 높이기 위한 알고리듬을 제안하였다. 제안하는 알고리듬은, 변조지수를 최대로 하여 채널 이득이 큰 subchannel부터 작은 subchannel 순서로 비트를 할당한다. 이 때 subchannel의 수를 증가시킴으로 인해 전송되어야 할 power가 증가하는데, 이 power가 available power를 넘는 순간에 할당되는 subchannel의 변조지수를 조정하여 available power를 넘지 않게 하는 방법이다. 기존의 greedy algorithm이나 WiBro 시스템과 비교하였을 때, 제안하는 알고리듬을 적용할 경우 power가 제한되어 있는 것으로 인해 사용되는 subchannel의 수가 현저히 작아져서 bandwidth efficiency 측면에서는 좋은 성능을 나타내게 한다. 하지만 channel attenuation이 큰 환경에서는 최대 throughput이 떨어지는 문제점이 발생하는데, 타 시스템에서 지원하는 만큼의 throughput을 보장하는 문제 역시 중요하기 때문에, 이를 극복하기 위해 이 경우에는 available power를 추가 할당하여 사용되는 subchannel수를 증가시켰다. 이 경우, 기존 시스템과 비슷한 throughput을 보장하면서 bandwidth 이득은 더 높게 얻을 수 있음을 확인하였다.