• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권9호
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• pp.3034-3055
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• 2014

Wireless Sensor Networks have extensively been utilized for ambient data collection from simple linear structures to dense tiered deployments. Issues related to optimal resource allocation still persist for simplistic deployments including linear and hierarchical networks. In this work, we investigate the case of dimensioning parameters for linear and tiered wireless sensor network deployments with notion of providing extended lifetime and reliable data delivery over extensive infrastructures. We provide a single consolidated reference for selection of intrinsic sensor network parameters like number of required nodes for deployment over specified area, network operational lifetime, data aggregation requirements, energy dissipation concerns and communication channel related signal reliability. The dimensioning parameters have been analyzed in a pipeline monitoring scenario using ZigBee communication platform and subsequently referred with analytical models to ensure the dimensioning process is reflected in real world deployment with minimum resource consumption and best network connectivity. Concerns over data aggregation and routing delay minimization have been discussed with possible solutions. Finally, we propose a node placement strategy based on a dynamic programming model for achieving reliable received signals and consistent application in structural health monitoring with multi hop and long distance connectivity.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권3호
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• pp.147-160
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• 2010

최근 서버의 통합을 통해 시스템 자원의 효율적인 활용을 제공할 수 있는 시스템 가상화가 많은 주목을 받고 있다. 이 시스템 가상화 기술을 통하여 보다 효과적으로 시스템 자원을 활용하고 가상화 소프트웨어의 성능을 향상시킬 수 있는 방안이 다양하게 연구되고 있다. 이러한 연구들은 CPU 측면에서 동적으로 가상머신에 할당된 양을 조절하거나 마이그레이션 기능을 활용하여 머신 간 자원 관리 등의 다양한 측면에서 활발하게 진행되고 있으나 메모리 측면에서는 그 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 서버 통합에서의 메모리 자원의 이용은 가상머신 탑재 시에 정적으로 할당된 메모리를 사용하는 수준에서 머물고 있다. 하지만 본 논문의 성능 비교 환경인 Xen 가상화에서 가상머신에 정적으로 메모리를 할당하는 방식은 유휴메모리를 다량 발생시켜 메모리 이용률을 낮추게 된다. 메모리 이용률을 높이기 위하여 가상머신에 할당하는 메모리양을 줄일 경우 다른 시스템 자원에도 영향을 미치게 되며 가상머신에서 운영되는 서비스의 성능 저하를 유발하게 된다. 본 논문에서는 가상머신 사이의 메모리 할당량을 조절하여 가상머신의 서비스에 성능저하가 없으면서 이용률을 향상시킬 수 있는 메모리의 동적 할당을 제안한다. 메모리 사용량 예측을 위한 AR 모델과 메모리 이용률 최적화를 위한 개미 군집 알고리즘을 사용하여 구현한 메모리의 동적 할당 시스템을 통하여 정적 할당의 경우에 비하여 더 많은 수의 가상머신을 운영할 수 있게 되고 서버로 운영되는 가상머신의 서비스 성능 저하 없이 약 1.4배의 이용률 향상을 얻을 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.39-48
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• 2013

정의된 SLA의 QoS를 지키기 위해서, 클라우드 시스템은 동적인 사용 패턴에서 발생하는 변화무쌍한 작업 부하를 처리해야 한다. 서비스 관점이외에도 에너지 소비를 최소화 하는 것이 또한 새로운 관심사이다. 이는 클라우드 데이타 센터에서 가상화된 자원을 할당할 때 클라우드 제공자들은 에너지와 성능의 상관관계를 고려해야 한다. 본 논문에서는 호스트 컴퓨터의 작업부하 수준을 탐지하기 위해 동적 임계치를 기반으로 한 자원 프로비저닝 방안을 제시한다. VM선정 정책은 이주할 VM을 선택하기 위해 활용 데이터를 사용하며, VM 할당 정책은 서비스 평판도에 따라 VM들을 호스트에 지정한다. 시뮬레이션을 통해 연구결과를 평가하였으며, 시뮬레이션 결과 이주를 지원하지 않는 비 전력 방법뿐만 아니라 동적 임계치, 임의 선정 정책보다 성능이 우수함을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권9A호
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• pp.888-897
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• 2007

본 논문에서는 802.16e OFDMA/TDD 셀룰러 시스템에서 Sector Throughput과 Fairness를 향상시키기 위한 상향링크 동적자원할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘을 설명하기에 앞서 상하향링크 채널 정보의 차이를 언급하고, Round-robin 알고리즘에 사용자의 위치에 따라 할당 받을 수 있는 부채널 수를 제한하는 기존의 FLR 알고리즘과 전송전력 최소화 또는 전송률 최대화 Inner Closed-loop Power Control 알고리즘을 적용함으로서 10% 정도의 Throughput과 공평성 측면에서 높은 성능 향상을 볼 수 있다. 또한 상향링크 채널 사운딩을 통한 상향링크 채널 정보를 이용하여 FASA 알고리즘을 수행함으로써 FLR 을 적용한 Round-robin에 비하여 31.8%의 Sector Throughput이 향상되었다. User Selection, 부채널 할당 알고리즘, 전력할당 알고리즘과 Simulation Methodology 등은 Part I 논문에서 이미 언급한 바와 같다.

• 산업공학
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• 제9권3호
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• pp.202-213
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• 1996

Video-on-demand is an interactive service that provides programs (movie, home shopping, etc.) to users connected to a network. This service will require high bandwidth network and video servers with a large amount of storage capacity. From the viewpoint of system analysis, there are optimization problems to be solved. In this paper, we present a dynamic programming method for allocating the storage for programs being served in a multi-level video-on-demand network. In the optimization of the network resource, we consider the three kinds of costs: installation cost for video servers, program storage cost, and transmission (or communication) cost. The factors related to the costs are investigated. An example is shown to illustrate the proposed method.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권11호
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• pp.1138-1147
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• 2012

본 논문에서는 차기 군 위성통신망 체계에서 서로 다른 통신 능력을 갖는 이기종 단말을 동일 중계기 대역폭내에서 효과적으로 통합하여 운용하기 위해 전력제어를 적용한 MF-TDMA 자원할당기법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 burst 크기 결정 단계와 burst 구조 결정단계의 2단계로 수행된다. 먼저 burst 크기 결정 단계에서는 각 단말의 채널 상태를 기반으로 링크 버짓을 분석하여 적용 가능한 ACM 레벨과 이에 따른 burst 크기를 결정한다. 다음으로 burst 구조 결정단계에서는 앞서 도출된 각 단말 별 burst 크기를 기반으로 시간-주파수 축 상에서 할당 가능한 burst 구조를 도출하고 각 구조 별 가용 Power spectral density(PSD) 구간을 계산한다. 이기종 단말을 단일 중계기로 통합하기 위해 각 burst의 가용 PSD 구간 내에서 전력제어를 수행하며, 동일 PSD 구간을 갖는 burst를 그룹화하여 MF-TDMA 프레임 내에 할당한다. 추가적으로 할당되지 못하고 남는 슬롯에 대한 자원할당 효율을 향상시키기 위해 설정된 PSD 구간 내에서 ACM 레벨을 조절하여 빈 슬롯을 활용할 수 있는 방안을 적용하였다. 제안하는 알고리즘은 주파수 사용효율, 슬롯할당 거부율 및 burst packing 효율 측면에서 기존 방식과 비교하였으며, 기존 방식에 비해 우수한 성능을 제공함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9B호
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• pp.777-784
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• 2006

본 논문에서는 수동형 파워분배기 기반의 TDM-PON 망 구조에서 WDM 파장채널과 전송 대역폭을 동적으로 운용하는 가입자망 구조를 제안하고, 가입자 수를 확대하고 대역폭 활용의 효율성을 증가시킬 수 있는 동적 MAC 프로토콜을 제안하였다. 이를 위하여 OLT와 ONU 사이에 별도의 제어채널을 마련하고, 정보 전송에 요구되는 QoS의 수준과 정보량에 따라 파장채널과 데이터 전송 시간슬롯을 동적으로 운용하도록 하였다. 제안된 가입자망의 성능 평가는 수식적 분석과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이루어졌으며, 특히 다양한 트래픽 환경에서 제안된 가입자망 구조의 성능향상 정도를 기존 PON들과 비교 및 분석을 하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1192-1207
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• 2014

Dynamic spectrum sharing is a key technology to improve spectrum utilization in wireless networks. The elastic spectrum management provides a new opportunity for licensed primary users and unlicensed secondary users to efficiently utilize the scarce wireless resource. In this paper, we present a game-theoretic framework for dynamic spectrum allocation where the primary users rent the unutilized spectrum to the secondary users for a monetary profit. In reality, due to the ON-OFF behavior of the primary user, the quantity of spectrum that can be opportunistically shared by the secondary users is limited. We model this situation with the renewal theory and formulate the spectrum pricing scheme with the Bertrand game, taking into account the scarcity of the spectrum. By the Nash-equilibrium pricing scheme, each player in the game continually converges to a strategy that maximizes its own profit. We also investigate the impact of several properties, including channel quality and spectrum substitutability. Based on the equilibrium analysis, we finally propose a decentralized algorithm that leads the primary users to the Nash-equilibrium, called DST. The stability of the proposed algorithm in terms of convergence to the Nash equilibrium is also studied.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1532-1553
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• 2014

Radio spectrum is a precious resource and characterized by fixed allocation policy. However, a large portion of the allocated radio spectrum is underutilized. Conversely, the rapid development of ubiquitous wireless technologies increases the demand for radio spectrum. Cognitive Radio (CR) methodologies have been introduced as a promising approach in detecting the white spaces, allowing the unlicensed users to use the licensed spectrum thus realizing Dynamic Spectrum Access (DSA) in an effective manner. This paper proposes a generalized framework for DSA between the licensed (primary) and unlicensed (secondary) users based on Continuous Time Markov Chain (CTMC) model. We present a spectrum access scheme in the presence of sensing errors based on CTMC which aims to attain optimum spectrum access probabilities for the secondary users. The primary user occupancy is identified by spectrum sensing algorithms and the sensing errors are captured in the form of false alarm and mis-detection. Simulation results show the effectiveness of the proposed spectrum access scheme in terms of the throughput attained by the secondary users, throughput optimization using optimum access probabilities, probability of interference with increasing number of secondary users. The efficacy of the algorithm is analyzed for both imperfect spectrum sensing and perfect spectrum sensing.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권3호
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• pp.258-267
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• 2008

In this paper, we examine what changes the next-generation wireless communication systems will experience in terms of the technologies, services, and networks and, based on that, we investigate how the inter-cell interference management should evolve in various aspects. We identify that the main driving forces of the future changes involve the data-centric services, new dynamic service scenarios, all-IP core access networks, new physical-layer technologies, and heavy upload traffic. We establish that in order to cope with the changes, the next-generation inter-cell interference management should evolve to 1) set the objective of providing a maximal data rate, 2) take the form of joint management of power allocation and user scheduling, 3) operate in a fully distributed manner, 4) handle the time-varying channel conditions in mobile environment, 5) deal with the changes in interference mechanism triggered by the new physical-layer technologies, and 6) increase the spectral efficiency while avoiding centralized coordination of resource allocation of the users in the uplink channel.