• Title/Summary/Keyword: Load balancing

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User Association and Power Allocation Scheme Using Deep Learning Algorithmin Non-Orthogonal Multiple Access Based Heterogeneous Networks (비직교 다중 접속 기반 이종 네트워크에서 딥러닝 알고리즘을 이용한 사용자 및 전력 할당 기법)

  • Kim, Donghyeon;Lee, In-Ho
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.26 no.3
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    • pp.430-435
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    • 2022
  • In this paper, we consider the non-orthogonal multiple access (NOMA) technique in the heterogeneous network (HetNET) consisting of a single macro base station (BS) and multiple small BSs, where the perfect successive interference cancellation is assumed for the NOMA signals. In this paper, we propose a deep learning-based user association and power allocation scheme to maximize the data rate in the NOMA-based HetNET. In particular, the proposed scheme includes the deep neural network (DNN)-based user association process for load balancing and the DNN-based power allocation process for data-rate maximization. Through the simulation assuming path loss and Rayleigh fading channels between BSs and users, the performance of the proposed scheme is evaluated, and it is compared with the conventional maximum signal-to-interference-plus-noise ratio (Max-SINR) scheme. Through the performance comparison, we show that the proposed scheme provides better sum rate performance than the conventional Max-SINR scheme.

A History-based Scheduler for Dynamic Load Balancing on Distributed VOD Server Environments (분산 VOD 서버 환경에서 히스토리 기반의 동적 부하분산 스케줄러)

  • Moon, Jongbae
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.210-213
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    • 2010
  • 최근 사용자의 멀티미디어에 대한 요구의 증가가 VOD (Video-on-Demand) 서비스를 발전시키게 되었다. VOD는 엔터테인먼트나 원격 교육, 광고 및 정보 등 많은 분야에서 사용되고 있다. 이러한 VOD 서비스는 많은 디스크 I/O와 네트워크 I/O를 요구하며 기존 웹 서버 시스템과 비교했을 때 오랜 시간동안 서비스를 해야 하는 특징을 가지고 있다. 또한 VOD 서비스는 많은 네트워크와 디스크의 대역폭을 요구하며, 서비스의 QoS에 민감해서 사용자 응답시간이 길어지면 사용자 요청의 취소율이 높아지게 된다. 따라서 불만족스러운 서비스의 증가로 네트워크 부하만 증가하게 된다. 이러한 기존 웹 서버 환경과는 다른 부하의 패턴이 있는 VOD 서비스 환경에서는 부하를 균형적으로 분배하여 서비스의 QoS를 높이는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 분산 VOD 시스템 환경에서 부하를 효율적으로 분산하기 위해 계층형 분산 VOD 시스템 모델과 사용자 요청 패턴의 히스토리와 유전 알고리즘을 기반으로 한 스케줄러를 제안한다. 본 논문에서 제안한 계층형 분산 VOD 시스템 모델은 서버들을 지역적으로 분산하고 제어 서버를 지역마다 설치하여 지역에 있는 VOD 서버들을 관리하도록 구성한다. 사용자 요청을 지역 서버군 내에서 분산시키기 위해서 히스토리를 기반으로 한 유전 알고리즘을 사용한다. 이러한 히스토리 정보를 기반으로 유전 알고리즘의 적합도 함수에 적용하여 VOD 시스템을 위한 유전 알고리즘과 유전 연산을 구현한다. 본 논문에서 제안한 부하 분산 알고리즘은 VOD 서비스 환경에서 사용자 요구에 대한 부하를 보다 정확하게 예측하여 부하를 분산할 수 있다. 본 논문에서 제안한 계층형 분산 VOD 시스템의 부하 분산 알고리즘의 성능을 테스트하기 위해 OPNET 기반 시뮬레이터를 구현한다. 라운드로빈(round-robin) 방식과 랜덤(random) 방식과의 비교 실험을 통해 본 논문에서 제안한 부하 분산 알고리즘의 성능을 평가한다. 비교 실험을 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘이 보다 안정적인 QoS를 제공하는 것을 보여준다.

A Study on the Development and Performance Improvement of Chatbot for Office Automation (행정업무 자동화 챗봇 개발 및 성능 향상에 관한 연구)

  • Park, Junsoo;Kim, Youngjun;Jung, Yoonkyo
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.158-160
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    • 2022
  • Many office workers spend a lot of time performing repetitive office tasks in inefficient ways. We developed a user-friendly chatbot system based on Kakaotalk to automate repetitive tasks and used the chatbot in the real workplace. In the process of operating the chatbot, if several people use the chatbot at the same time, the server was down or could not respond. To address these issues, we performed code migration of programs used by chatbot back-end servers and tried several ways to improve server performance such as database redesign and load balancing. To determine how much each method affects performance improvement, we measured total request per second and average latency. After that, we proposed ways to improve the problems of using the chatbot in the work environment.

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A Dynamic Server Load Balancing based on Power Information for Saving Energy in a Server Cluster Environment (서버 클러스터 환경에서 에너지 절약을 위한 전력 정보 기반의 동적 서버 부하분산)

  • Kim, Dong-Jun;Kang, Na-Myong;Kwon, Hui-Ung;Kwak, Hu-Keun;Kim, Young-Jong;Chung, Kyu-Sik
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.171-174
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    • 2011
  • 서버 클러스터에서 부하 분산기는 사용자의 요청을 각 서버로 분산시키는 역할을 한다. 리눅스 가상 서버(LVS: Linux Virtual Server)는 소프트웨어적으로 사용되는 부하 분산기로서 여러 가지 스케줄링 방식들을 가지고 있다. 그러나 부하 분산 시에 서버의 유동적인 부하 정보를 반영하지 못하는 단점이 있다. 이에 개선된 방식으로 서버의 동시 연결 개수에 따라 상한계(Upper Bound)와 하한계(Lower Bound)를 설정하고, 요청을 분산하는 동적 스케줄링(Dynamic Scheduling)이 존재한다. 그러나 서버의 상태에 따라 상한계와 하한계가 바뀔 수 있음에도 불구하고 이 값들이 고정되어 있다는 단점을 가진다. 본 논문에서는 기존 부하 분산 방법의 단점을 극복하는 서버 전력 정보에 기반한 스케줄링 방식을 제안한다. 제안된 방식은 서버의 부하 정보를 기반으로 에너지를 추정하고 전력 수치를 기반으로 LVS의 가중치 테이블을 주기적으로 갱신한다. 그리고 부하 분산기는 클라이언트로부터 요청 받은 트래픽을 각 서버의 에너지 소모 상태에 따라 적용시킴으로써 에너지 소모가 최소화되도록 부하를 분산한다. 또한 서버의 상태에 따라 상한계와 하한계가 바뀔수 있음을 고려하여 상한계와 하한계를 설정하지 않고 서버의 상태에 따라 적절하게 요청이 분배되도록 하였다. 15대의 PC를 사용하여 실험을 수행하였으며, 실험 결과는 기존 부하 분산 알고리즘 중 성능이 가장 좋은 알고리즘에 비해 서버의 성능이 동일한 경우 성능 및 소비전력 면에서 거의 동등하였고, 서버의 성능이 상이한 경우 50.2% 성능 향상 및 27.3% 소비 전력 절감을 확인하였다.

Relative Speed based Task Distribution Algorithm for Smart Device Cluster (스마트 디바이스로 구성된 클러스터를 위한 상대속도 기반 작업 분배 기법)

  • Lee, Jaehun;Kang, Sooyong
    • The Journal of Korean Institute of Next Generation Computing
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    • v.13 no.3
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    • pp.60-71
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    • 2017
  • Smart devices such as smart phones, smart TVs, and smart pads have become essential devices in recent years. As the popularity and demand grows, the performance of smart devices is also getting better and users are dealing with a lot of things such as education and business using smart devices instead of desktop. However, smart devices that still have poor performance compared to desktop, even with improved performance, have difficulty running high performance applications due to limited resources. In this paper, we propose a load balancing algorithm applying the characteristics of smart devices to overcome the resource limitations of devices. in order to verify the algorithm, we implemented the algorithm after adding the distributed processing system service in Android platform. After constructing the cluster on the smart device, various experiments were conducted. Through the analysis of the test results, it is confirmed that the proposed algorithm efficiently improves the overall distributed processing performance by effectively aggregating different amounts of computing resources in heterogeneous smart devices.

Design of Smart Farm Growth Information Management Model Based on Autonomous Sensors

  • Yoon-Su Jeong
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.28 no.4
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    • pp.113-120
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    • 2023
  • Smart farms are steadily increasing in research to minimize labor, energy, and quantity put into crops as IoT technology and artificial intelligence technology are combined. However, research on efficiently managing crop growth information in smart farms has been insufficient to date. In this paper, we propose a management technique that can efficiently monitor crop growth information by applying autonomous sensors to smart farms. The proposed technique focuses on collecting crop growth information through autonomous sensors and then recycling the growth information to crop cultivation. In particular, the proposed technique allocates crop growth information to one slot and then weights each crop to perform load balancing, minimizing interference between crop growth information. In addition, when processing crop growth information in four stages (sensing detection stage, sensing transmission stage, application processing stage, data management stage, etc.), the proposed technique computerizes important crop management points in real time, so an immediate warning system works outside of the management criteria. As a result of the performance evaluation, the accuracy of the autonomous sensor was improved by 22.9% on average compared to the existing technique, and the efficiency was improved by 16.4% on average compared to the existing technique.

Development of Agent-based Platform for Coordinated Scheduling in Global Supply Chain (글로벌 공급사슬에서 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼 구축)

  • Lee, Jung-Seung;Choi, Seong-Woo
    • Journal of Intelligence and Information Systems
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    • v.17 no.4
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    • pp.213-226
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    • 2011
  • In global supply chain, the scheduling problems of large products such as ships, airplanes, space shuttles, assembled constructions, and/or automobiles are complicated by nature. New scheduling systems are often developed in order to reduce inherent computational complexity. As a result, a problem can be decomposed into small sub-problems, problems that contain independently small scheduling systems integrating into the initial problem. As one of the authors experienced, DAS (Daewoo Shipbuilding Scheduling System) has adopted a two-layered hierarchical architecture. In the hierarchical architecture, individual scheduling systems composed of a high-level dock scheduler, DAS-ERECT and low-level assembly plant schedulers, DAS-PBS, DAS-3DS, DAS-NPS, and DAS-A7 try to search the best schedules under their own constraints. Moreover, the steep growth of communication technology and logistics enables it to introduce distributed multi-nation production plants by which different parts are produced by designated plants. Therefore vertical and lateral coordination among decomposed scheduling systems is necessary. No standard coordination mechanism of multiple scheduling systems exists, even though there are various scheduling systems existing in the area of scheduling research. Previous research regarding the coordination mechanism has mainly focused on external conversation without capacity model. Prior research has heavily focuses on agent-based coordination in the area of agent research. Yet, no scheduling domain has been developed. Previous research regarding the agent-based scheduling has paid its ample attention to internal coordination of scheduling process, a process that has not been efficient. In this study, we suggest a general framework for agent-based coordination of multiple scheduling systems in global supply chain. The purpose of this study was to design a standard coordination mechanism. To do so, we first define an individual scheduling agent responsible for their own plants and a meta-level coordination agent involved with each individual scheduling agent. We then suggest variables and values describing the individual scheduling agent and meta-level coordination agent. These variables and values are represented by Backus-Naur Form. Second, we suggest scheduling agent communication protocols for each scheduling agent topology classified into the system architectures, existence or nonexistence of coordinator, and directions of coordination. If there was a coordinating agent, an individual scheduling agent could communicate with another individual agent indirectly through the coordinator. On the other hand, if there was not any coordinating agent existing, an individual scheduling agent should communicate with another individual agent directly. To apply agent communication language specifically to the scheduling coordination domain, we had to additionally define an inner language, a language that suitably expresses scheduling coordination. A scheduling agent communication language is devised for the communication among agents independent of domain. We adopt three message layers which are ACL layer, scheduling coordination layer, and industry-specific layer. The ACL layer is a domain independent outer language layer. The scheduling coordination layer has terms necessary for scheduling coordination. The industry-specific layer expresses the industry specification. Third, in order to improve the efficiency of communication among scheduling agents and avoid possible infinite loops, we suggest a look-ahead load balancing model which supports to monitor participating agents and to analyze the status of the agents. To build the look-ahead load balancing model, the status of participating agents should be monitored. Most of all, the amount of sharing information should be considered. If complete information is collected, updating and maintenance cost of sharing information will be increasing although the frequency of communication will be decreasing. Therefore the level of detail and updating period of sharing information should be decided contingently. By means of this standard coordination mechanism, we can easily model coordination processes of multiple scheduling systems into supply chain. Finally, we apply this mechanism to shipbuilding domain and develop a prototype system which consists of a dock-scheduling agent, four assembly- plant-scheduling agents, and a meta-level coordination agent. A series of experiments using the real world data are used to empirically examine this mechanism. The results of this study show that the effect of agent-based platform on coordinated scheduling is evident in terms of the number of tardy jobs, tardiness, and makespan.

Handover Functional Architecture for Next Generation Wireless Networks (차세대 무선 네트워크를 위한 핸드오버 기능 구조 제안)

  • Baek, Joo-Young;Kim, Dong-Wook;Kim, Hyun-Jin;Choi, Yoon-Hee;Kim, Duk-Jin;Kim, Woo-Jae;Suh, Young-Joo;Kang, Suk-Yang;Kim, Kyung-Suk;Shin, Kyung-Chul
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2006.10d
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    • pp.268-273
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    • 2006
  • 차세대 무선 네트워크 (4G)는 새로운 무선 접속 기술의 개발과 함께 많은 연구가 필요한 분야이다. 그 중에서 특히 단말의 끊김없는 이동성을 제공해 주기 위한 핸드오버 기술이 가장 중요하다고 할 수 있다. 차세대 무선 네트워크는 새로운 무선 접속 기술과 함께 기존의 무선랜이나 이동통신망 등과 같이 사용될 것으로 예상되며, 네트워크 계층에서의 이동성 지원을 위하여 Mobile IPv6를 사용할 것으로 예상되는 네트워크이다. 이러한 네트워크에서 끊김없는 이동성을 제공해 주기 위해서는 현재까지 연구된 핸드오버 기능 및 구조에 대한 연구와 함께 보다 다양해진 네트워크 환경과 QoS 등을 고려한 종합적인 핸드오버 기능에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 차세대 무선 네트워크에서 단말의 끊김없는 핸드오버를 제공해 주기 위하여 필요한 기능들을 도출하고, 이들간의 유기적인 연관관계를 정의하여 다양한 네트워크 환경과 사용자의 우선순위, 어플리케이션의 QoS 요구 조건 등을 고려한 종합적인 핸드오버 기능 구조를 제안하고자 한다. 제안하는 핸드오버 구조는 Monitoring, Triggering, Handover의 세 가지 module로 나뉘어져 있으며, 각각은 필요에 따라 sub-module로 다시 세분화된다. 제안하는 핸드오버 구조의 가장 큰 특징은 핸드오버를 유발시킬 수 있는 여러 가지 요소를 종합적으로 고려하며 이들간의 수평적인 비교가 아닌 다단계 비교를 수행하여 보다 정확한 triggering이 가능하도록 한다. 또한 단말의 QoS 요구 사항을 보장하고 네트워크의 혼잡도(congestion) 및 부하 조절 (load balancing)을 위한 기능을 핸드오버 기능에 추가하여 효율적인 네트워크의 자원 사용이 가능하도록 설계하였다.서버로 분산처리하게 함으로써 성능에 대한 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 Load Balancing System을 제안한다.할 때 가장 효과적인 라우팅 프로토콜이라고 할 수 있다.iRNA 상의 의존관계를 분석할 수 있었다.수안보 등 지역에서 나타난다 이러한 이상대 주변에는 대개 온천이 발달되어 있었거나 새로 개발되어 있는 곳이다. 온천에 이용하고 있는 시추공의 자료는 배제하였으나 온천이응으로 직접적으로 영향을 받지 않은 시추공의 자료는 사용하였다 이러한 온천 주변 지역이라 하더라도 실제는 온천의 pumping 으로 인한 대류현상으로 주변 일대의 온도를 올려놓았기 때문에 비교적 높은 지열류량 값을 보인다. 한편 한반도 남동부 일대는 이번 추가된 자료에 의해 새로운 지열류량 분포 변화가 나타났다 강원 북부 오색온천지역 부근에서 높은 지열류량 분포를 보이며 또한 우리나라 대단층 중의 하나인 양산단층과 같은 방향으로 발달한 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 주변부로 NNE-SSW 방향의 지열류량 이상대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$-transierrin이 감염 병소의 영상진단에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.리를 정량화 하였다. 특히 선

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An Efficient Data Centric Storage Scheme with Non-uniformed Density of Wireless Sensor Networks (센서의 불균일한 배포밀도를 고려한 효율적인 데이터 중심 저장기법)

  • Seong, dong-ook;Lee, seok-jae;Song, seok-il;Yoo, jae-soo
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.135-139
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    • 2007
  • Recently Data Centric Storage (DCS) schemes are variously studied for several applications (e.g. natural environment investigation, military application systems and environmental changes monitoring). In DCS scheme, data is stored at nodes within the network by name. There are several drawbacks in the existing schemes. The first is the inefficiency of the range query processing on not considered the locality of store point. the second is the non-homogeneity of store load of each sensors in case of the sensor distribution density is non-uniformed. In this paper, we propose a novel data centric storage scheme with the sensor distribution density which satisfied with the locality of data store location. This scheme divides whole sensor network area using grid and distributes the density bit map witch consist of the sensor density information of each cell. sensors use the density bit map for storing and searching the data. We evaluate our scheme with existing schemes. As a result, we show improved load balancing and more efficient range query processing than existing schemes in environment which sensors are distributed non-uniform.

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Real-Time Monitoring and Buffering Strategy of Moving Object Databases on Cluster-based Distributed Computing Architecture (클러스터 기반 분산 컴퓨팅 구조에서의 이동 객체 데이타베이스의 실시간 모니터링과 버퍼링 기법)

  • Kim, Sang-Woo;Jeon, Se-Gil;Park, Seung-Yong;Lee, Chung-Woo;Hwang, Jae-Il;Nah, Yun-Mook
    • Journal of Korea Spatial Information System Society
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    • v.8 no.2 s.17
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    • pp.75-89
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    • 2006
  • LBS (Location-Based Service) systems have become a serious subject for research and development since recent rapid advances in wireless communication technologies and position measurement technologies such as global positioning system. The architecture named the GALIS (Gracefully Aging Location Information System) has been suggested which is a cluster-based distributed computing system architecture to overcome performance losses and to efficiently handle a large volume of data, at least millions. The GALIS consists of SLDS and LLDS. The SLDS manages current location information of moving objects and the LLDS manages past location information of moving objects. In this thesis, we implement a monitoring technique for the GALIS prototype, to allow dynamic load balancing among multiple computing nodes by keeping track of the load of each node in real-time during the location data management and spatio-temporal query processing. We also propose a buffering technique which efficiently manages the query results having overlapped query regions to improve query processing performance of the GALIS. The proposed scheme reduces query processing time by eliminating unnecessary query execution on the overlapped regions with the previous queries.

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