• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권6호
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• pp.528-535
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• 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
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• 제19권3호
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• pp.715-723
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• 2015

본 논문에서는 이동 에드혹 네트워크(Mobile Ad hoc Network: MANET)에서의 상황인식 기반의 스케쥴링 기법인 DDV(Dynamic Direction Vector)-hop알고리즘을 제안한다. 기존 MANET에서는 노드의 이동성으로 인한 동적 네트워크 토폴리지, 네트워크 확장성 결여의 대한 취약성을 지니고 있다. 본 논문에서는 계층적 클러스터 단위의 동적인 토폴로지에서 노드가 이동하는 방향성 및 속도에 대한 노드의 이동 속성 정보를 고려하여 클러스터를 생성 및 유지하는 DDV-hop 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 클러스터 헤드노드를 기준으로 클러스터 멤버노드의 방향성 및 속도의 속성 정보를 비교하여 유사한 노드간 클러스터링을 구성하고, 이로부터 헤드노드를 선택하는 방법이다. 실험결과, 제안하는 알고리즘이 네트워크의 부하를 감소시키고 네트워크 토폴로지를 안정적으로 유지할 수 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권6호
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• pp.685-690
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• 2006

본 논문은 소규모 애드혹 네트워크에서 데이터를 전달함에 있어 유니캐스트 라우팅 프로토콜과 브로드캐스트 라우팅 프로토콜의 성능을 비교 분석한다. 기존의 애드혹 네트워크를 위한 라우팅 프로토콜은 범용의 대규모 네트워크를 위한 프로토콜이며, 홈네트워크와 같은 소규모 네트워크를 위하여 최적화되어 설계되지 않았다. 본 논문은 소규모 애드혹 네트워크 환경에서 기존의 유니캐스트 라우팅 프로토콜과 브로드캐스트 라우팅 프로토콜의 성능을 비교 분석하여 그 결과를 기술한다. 시뮬레이션 결과에 따르면 소규모의 애드혹 네트워크에는 기존의 애드혹 네트워크를 위한 유니캐스트 라우팅 프로토콜보다 브로드캐스트 라우팅 프로토콜이 더 좋은 성능을 보인다. 특히 브로드캐스트 라우팅 프로토콜은 기존의 유니캐스트 라우팅 프로토콜보다 높은 전송률과 낮은 패킷 전송을 위한 지연시간을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권9호
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• pp.723-733
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• 2012

무선 애드 혹 네트워크는 단말의 이동으로 인해 패킷 손실과 전송 지연이 빈번하게 발생하며, 네트워크의 전송 홉 수가 증가할수록 처리율 저하는 더욱 심각해진다. 본 논문에서는 애드 혹 네트워크 성능을 향상시키기 위하여 IEEE 802.16j MMR (Mobile Multi-hop Relay) 기반 애드 혹 네트워크 시스템을 제안한다. 제안하는 무선 애드 혹 네트워크 시스템은 효율적인 데이터 전송을 위하여 Nearnest BS와 Farthest BS 스케줄링 방식을 적응적으로 사용하며, 데이터 손실과 전송 지연을 최소화하기 위한 경로를 선택한다. 제안한 무선 애드 혹 네트워크 시스템의 성능 분석을 위하여 NS-2 시뮬레이터의 LWX (Light Wimax) 모델을 수정하여 제안하는 시스템을 구현하였으며, 실험을 통해 다양한 시나리오에 대한 네트워크 성능을 분석하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권6호
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• pp.423-434
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• 2007

차량 애드혹 네트워크는 이동 애드혹 네트워크의 한 종류로서 ITS를 위한 핵심 기술이다. 차량 애드혹 네트워크는 기반시설의 도움 없이 차량 간의 무선통신을 통해 임시적으로 구성되며 메시지 중계 노드로 선정된 차량들을 통해 메시지가 전파된다. 그러나 차량 애드혹 네트워크는 기존의 이동 애드혹 네트워크 보다 네트워크 토폴로지와 노드밀도의 변화가 아주 심하다. 따라서, 멀티-홉 브로드캐스트를 통해 메시지를 신속히 전파하기 위해서는 효과적인 릴레이 노드 선정기법이 요구된다. 본 논문에서는 차량 애드혹 네트워크에서 효율적으로 메시지를 전파하기 위한 경쟁윈도우 기반 멀티-홉 브로드캐스트 기법을 제안한다. 제안한 기법은 각 노드가 최적화된 경쟁윈도우를 계산하고 노드들 간의 경쟁을 통해 최적의 릴레이 노드가 선정되도록 한다. 실험결과, 제안한 기법은 기존의 거리기반 결정적 멀티-홉 브로드캐스트 기법에 비하여 종단간 메시지 전파 지연시간과 네트워크 부하 면에서 우수한 성능을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.163-168
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• 2010

본 논문에서는 두 사용자가 서로의 정보만을 주고받는 기존의 다중 홉 양방향 중계 통신과는 다른 두 사용자가 두 목적지 노드로 신호를 전송하는 새로운 양방향 중계통신 기법을 제안한다. 또한 기존의 다중 홉 양방향 중계 통신에서는 각 노드가 수신신호에서 자신의 신호 성분을 제거하는 back-propagating self-interference 기법을 수행해야하며, 이로 인해 각 노드에서 신호처리 복잡도가 크게 증가하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 back-propagating self-interference 과정을 줄일 수 있는 Pre-cancellation 기법을 적용한다. 제안하는 기법이 기존의 다중 홉 양방향 중계 통신보다 우수한 성능을 보임을 시뮬레이션 결과로 보여주며, Pre-cancellation 기법의 사용 유무에 따른 시스템 복잡도와 성능간의 trade-off 관계를 분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권11B호
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• pp.792-803
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• 2005

초광대역 무선통신 (UWB) 기술은 그 자체가 가지고 있는 고속, 저전력, 다중 경로 환경의 강인함 등의 특성으로 고속형 WPAN에 적합한 기술로 평가받고 있다. 본 논문에서는 UWB 기술을 사용하는 WPAN 환경에서 전력 소비를 효율적으로 분산시킬 수 있는 MAC 계층에서의 다중 홉 프레임 중계 방식을 새롭게 제안한다. 본 논문에서는 적절한 중계 단말을 선택하기 위해 PAPSF (Power Aware Path Status Factor)를 정의한다. PAPSF는 SINR과 각 단말에서의 송신 전력 정보로부터 결정 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 에드 혹 라우팅 프로토콜의 특성으로 인하여 쉽게 중계 단말로 사용될 가능성이 높은 PNC를 통한 프레임 중계 방식과 비교할 때 더 높은 데이터 처리량을 가지며, 전체 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한 전력 소모를 PNC 뿐만 아니라 피코넷에 존재하는 다른 단말들로 쉽게 분산시킬 수 있어 PNC의 급격한 배터리 소모를 방지하고, 빈번한 PNC 변경을 막을 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권4호
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• pp.352-363
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• 2012

In this paper, we study the role of cooperative relays to provide and improve secure communication rates through decodeand-forward (DF) strategies in a full-duplex multiple relay network with an eavesdropper. We consider the DF scheme as a basis for cooperation and propose several strategies that implement different versions of this scheme suited for cooperation with multiple relays. Our goal is to give an efficient cooperation paradigm based on the DF scheme to provide and improve secrecy in a multiple relay network. We first study the DF strategy for secrecy in a single relay network. We propose a suboptimal DF with zero forcing (DF/ZF) strategy for which we obtain the optimal power control policy. Next, we consider the multiple relay problem. We propose three different strategies based on DF/ZF and obtain their achievable secrecy rates. The first strategy is a single hop strategy whereas the other two strategies are multiple hop strategies. In the first strategy, we show that it is possible to eliminate all the relays' signals from the eavesdropper's observation (full ZF), however, the achievable secrecy rate is limited by the worst source-relay channel. Our second strategy overcomes the drawback of the first strategy, however, with the disadvantage of enabling partial ZF only. Our third strategy provides a reasonable compromise between the first two strategies. That is, in this strategy, full ZF is possible and the rate achieved does not suffer from the drawback of the first strategy. We conclude our study by a set of numerical results to illustrate the performance of each of the proposed strategies in terms of the achievable rates in different practical scenarios.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권2호
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• pp.103-113
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• 2010

In this paper, a tradeoff between the total energy consumption-per-bit and the end-to-end rate under spatial reuse in wireless multi-hop network is developed and analyzed. The end-to-end rate of the network is the number of information bits transmitted (end-to-end) per channel use by any node in the network that is forwarding the data. In order to increase the bandwidth efficiency, spatial reuse is considered whereby simultaneous relay transmissions are allowed provided there is a minimum separation between such transmitters. The total energy consumption-per-bit includes the energy transmitted and the energy consumed by the receiver to process (demodulate and decoder) the received signal. The total energy consumption-per-bit is normalized by the distance between a source-destination pair in order to be consistent with a direct (single-hop) communication network. Lower bounds on this energy-bandwidth tradeoff are analyzed using convex optimization methods. For a given location of relays, it is shown that the total energy consumption-per-bit is minimized by optimally selecting the end-to-end rate. It is also demonstrated that spatial reuse can improve the bandwidth efficiency for a given total energy consumption-per-bit. However, at the rate that minimizes the total energy consumption-per-bit, spatial reuse does not provide lower energy consumption-per-bit compared to the case without spatial reuse. This is because spatial reuse requires more receiver energy consumption at a given end-to-end rate. Such degraded energy efficiency can be compensated by varying the minimum separation of hops between simultaneous transmitters. In the case of equi-spaced relays, analytical results for the energy-bandwidth tradeoff are provided and it is shown that the minimum energy consumption-per-bit decreases linearly with the end-to-end distance.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권12B호
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• pp.1535-1541
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• 2009

본 논문은 ZigBee 네트워크에서 사용되는 기존 트리 라우팅 보다 더 적은 전달 홉수(Hop count)를 갖는 향상된 라우팅 알고리즘을 제안한다. 이 향상된 라우팅 알고리즘은 네트워크의 전체적인 트래픽을 줄여 노드의 에너지 소모를 감소시킨다. 이로 인하여 한정된 에너지를 갖는 노드로 구성된 센서 네트워크가 더 오랜 시간 유지될 수 있다. 본 논문에서 제안되는 라우팅 알고리즘은 라우팅 경로가 upstream인 경우와 downstream인 경우로 분리하여 각각 제시되며, 노드가 라우팅 경로 선택 시 부모노드 및 자식노드의 정보뿐만 아니라 이웃 테이블의 정보를 이용하여 적절한 다음 노드를 결정한다. 시뮬레이션에서는 네트워크의 종류, 네트워크의 구성 노드 개수, 각 노드가 갖는 이웃노드의 개수를 다양하게 변화시키면서 성능향상을 관찰하였다. 시뮬레이션 결과로 upstream 알고리즘과 downstream 알고리즘을 각각 적용 하였을 때 기존 라우팅 알고리즘과 성능을 비교하고, 두 가지의 알고리즘을 동시에 적용한 경우에 대한 성능평가를 수행한다.