• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5174-5190
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• 2016

Recent years have witnessed an explosive growth of mobile devices, mobile cloud computing services offered by these devices and the remote clouds behind them. In this paper, we noticed ultra-low latency service, as a type of mobile cloud computing service, requires extremely short delay constraints. Hence, such delay-sensitive applications should be satisfied with strong QoS guarantee. Existing solutions regarding this problem have poor performance in terms of throughput. In this paper, we propose an end-to-end bandwidth resource reservation via software defined scheduling inspired by the famous SDN framework. The main contribution of this paper is the end-to-end resource reservation and flow scheduling algorithm, which always gives priority to delay sensitive flows. Simulation results confirm the advantage of the proposed solution, which improves the average throughput of ultra-low latency flows.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권3호
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• pp.46-52
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• 2008

BGP는 인터넷에서 망사업자 및 대규모 네트워크에서 네트워크간에 라우팅 정보를 교환하는 라우팅 프로토콜이다. 라우터가 end-to-end 트래픽에 대해 트래픽 엔지니어링을 위한 정책을 설정할 때 neighbor AS 이외의 AS들에게는 원하는 정책이 영향을 미치지 않기 때문에 원하는 트래픽 엔지니어링을 할 수 없는 한계가 있다. 본 논문에서는 global 정책의 설정을 통해 원하는 트래픽 엔지니어링의 특성을 반영시킬 수 있도록 함으로써 BGP에서 End-to-End간 트래픽 엔지니어링을 위한 라우팅이 실현될 수 있도록 하는 확장된 BGP 라우팅 알고리즘을 제안한다. 새로운 BGP 라우팅 알고리즘은 전통적인 BGP 라우팅 테이블의 구조적인 변경을 하지 않고 새로운 메시지 형식을 추가하지 않으며 기존의 UPDATE message를 이용하여 global 정책 설정을 하게 한다. 또한 새로운 BGP 라우터가 전통적인 BGP 라우팅 알고리즘으로 동작하는 BGP 라우터들과 함께 망을 구성하고 있는 경우에도 확장성 문제를 야기하지 않는다. 새로운 BGP 알고리즘과 전통적인 BGP 알고리즘의 성능을 비교하기 위해 패킷 loss와 평균 delay를 시뮬레이션을 통해 비교 분석하여 그 결과를 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권2호
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• pp.157-161
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• 2010

Vehicular Ad-Hoc Network(VANET)에서는 차량의 높은 이동성으로 인하여 빈번한 네트워크 단절이 일어난다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위해 차량 밀도에 기반을 둔 경로 선택 알고리즘과 최소 홉 수를 유지하면서 end-to-end 패킷 전송 비율을 높이는 라우팅 알고리즘을 제시한다. 또한 교차로 근처에서 패킷을 전송할 때 건물로 인한 Packet Error Rate을 줄이는 다음 홉 노드 선택 알고리즘을 소개한다. 시뮬레이션 통하여 제안 알고리즘이 GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks)에 버퍼를 두어 패킷을 carry하도록 수정한 알고리즘보다 성능이 향상 된 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권11B
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• pp.930-937
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• 2004

이 논문에서는 시간에 따라 채널 상태가 변화는 무선 채널 상에서 Markov 소스의 딜레이 성능을 분석하였다. 무선 링크의 양단에서 Selective-repeat (SR) ARQ 프로토콜을 사용한다고 가정했다. 이 논문에서는 대기 시간과 전송 및 재전송 시간 그리고 재 정렬 시간으로 구성된 단대단 평균 패킷 딜레이에 대한 근사화된 분석 방식을 제안하였다. 수치적인 분석과 시뮬레이tus 결과와의 분석을 통해서, 이 연구에서 제안한 분석 방식이 대부분의 경우 정확한 결과를 예측하고 있음을 증명하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제3권5호
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• pp.542-554
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• 1997

In this paper, we present a resource conscious approach to designing distributed real-time systems as an extension of our original approach [8][9] which was limited to single processor systems. Starting from a given task graph and a set of end-to-end constraints, we automatically generate task attributes (e.g., periods and deadlines) such that (i) the task set is schedulable, and (ii) the end-to-end timing constraints are satisfied. The method works by first transforming the end-to-end timing constraints into a set of intermediate constraints on task attributes, and then solving the intermediate constraints. The complexity of constraint solving is tackled by reducing the problem into relatively tractable parts, and then solving each sub-problem using heuristics to enhance schedulability. In this paper, we build on our single processor solution and show how it can be extended for distributed systems. The extension to distributed systems reveals many interesting sub-problems, solutions to which are presented in this paper. The main challenges arise from end-to-end propagation delay constraints, and therefore this paper focuses on our solutions for such constraints. We begin with extending our communication scheme to provide tight delay bounds across a network, while hiding the low-level details of network communication. We also develop an algorithm to decompose end-to-end bounds into local bounds on each processor of making extensive use of relative load on each processor. This results in significant decoupling of constraints on each processor, without losing its capability to find a schedulable solution. Finally, we show, how each of these parts fit into our overall methodology, using our previous results for single processor systems.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권5호
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• pp.415-424
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• 2008

본 논문에서는 종단간 QoS 성능 향상을 위해 모바일 와이맥스 시스템의 망 구조에 따른 성능 개선 방안에 대해 분석하고 그 중 계층간 QoS 파라미터 매핑과 IP 패킷 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 종단간 QoS에 관한 성능 평가를 위해, OPNET을 이용하여 모바일 와이맥스 시스템의 종단간 시뮬레이터를 구현하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 제안한 계층간 QoS 파라미터 매핑 기법을 이용한 경우 매체접근제어 계층에서의 VoIP 패킷 평균 지연이 감소하며 상향링크 자원 효율성이 향상되었고 제안한 IP 패킷스케줄링 알고리즘을 적용할 경우, VoIP 서비스의 종단간 패킷 평균 지연은 FIFO와 WRR 스케줄러보다 44%에서 67%정도까지 감소하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.611-625
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• 2018

최근 무선 통신 기술의 혁신적인 발전에 따라 에너지 하베스팅을 통해 네트워크 수명을 영구적으로 연장하기 위한 네트워크 자원 최적화, QoS 보장 전송 기법, 에너지 지능적 라우팅 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 잘 알려진 바와 같이 다중-홉 RF 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서는 수확되는 에너지양의 불확실성 때문에 종단간 네트워크 전송 지연 시간을 보장하기 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 다중 홉 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서 종단간 지연 시간을 최소화하기 위하여 상호채널 간섭(co-channel interference)으로 인한 지연, 에너지 하베스팅 시간으로 인한 지연 그리고 중계 노드에서의 큐잉 지연을 종합적으로 고려한 간섭 인지 기반의 에너지 효율적인 라우팅 메트릭과 프로토콜을 제안한다. 제안된 기법은 부하 불균형을 유발하는 패킷 혼잡을 회피하고 에너지 고갈로 인한 노드의 대기 시간을 줄이며 링크 간의 간섭으로 지연시간이 증가되지 않도록 함으로써 종단간 처리량을 최대화한다. 마지막으로 ns-3 시뮬레이터를 이용하여 처리율, 종단간 지연시간, 에너지 소비량 등의 측면에서 제안된 기법의 성능을 측정하여 기존에 제안된 기법보다 성능이 우수함을 증명한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3496-3514
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• 2015

One of the challenging tasks in Mobile Ad hoc Network is to discover precise optimal routing solution due to the infrastructure-less dynamic behavior of wireless mobile nodes. Ant Colony Optimization, a swarm Intelligence technique, inspired by the foraging behaviour of ants in colonies was used in the past research works to compute the optimal path. In this paper, we propose a Recurrent Ant Colony Optimization (RECACO) that executes the actual Ant Colony Optimization iteratively based on recurrent value in order to obtain an optimal path convergence. Each iteration involves three steps: Pheromone tracking, Pheromone renewal and Node selection based on the residual energy in the mobile nodes. The novelty of our approach is the inclusion of new pheromone updating strategy in both online step-by-step pheromone renewal mode and online delayed pheromone renewal mode with the use of newly proposed metric named ELD (Energy Load Delay) based on energy, Load balancing and end-to-end delay metrics to measure the performance. RECACO is implemented using network simulator NS2.34. The implementation results show that the proposed algorithm outperforms the existing algorithms like AODV, ACO, LBE-ARAMA in terms of Energy, Delay, Packet Delivery Ratio and Network life time.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권5호
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• pp.499-509
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• 2010

A plethora of transmission control protocol (TCP) congestion control algorithms have been devoted to achieving the ultimate goal of high link utilization and fair bandwidth sharing in high bandwidth-delay product (HBDP) networks. We present a new insight into the TCP congestion control problem; in particular an end-to-end delay-based approach for an HBDP network. Our main focus is to design an end-to-end mechanism that can achieve the goal without the assistance of any network feedback. Without a router's aid in notifying the network load factor of a bottleneck link, we utilize goodput and throughput values in order to estimate the load factor. The obtained load factor affects the congestion window adjustment. The new protocol, which is called TCP-goodput and throughput (GT), adopts the carefully designed inversely-proportional increase multiplicative decrease window control policy. Our protocol is stable and efficient regardless of the link capacity, the number of flows, and the round-trip delay. Simulation results show that TCP-GT achieves high utilization, good fairness, small standing queue size, and no packet loss in an HBDP environment.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권1호
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• pp.79-95
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• 2016

In order to improve the Quality-of-Service (QoS) of latency sensitive applications in next-generation cellular networks, multi-path is adopted to transmit packet stream in real-time to achieve high-quality video transmission in heterogeneous wireless networks. However, multi-path also introduces two important challenges: out-of-order issue and reordering delay. In this paper, we propose a new architecture based on Software Defined Network (SDN) for flow aggregation and flow splitting, and then design a Multiple Access Radio Scheduling (MARS) scheme based on relative Round-Trip Time (RTT) measurement. The QoS metrics including end-to-end delay, throughput and the packet out-of-order problem at the receiver have been investigated using the extensive simulation experiments. The performance results show that this SDN architecture coupled with the proposed MARS scheme can reduce the end-to-end delay and the reordering delay time caused by packet out-of-order as well as achieve a better throughput than the existing SMOS and Round-Robin algorithms.