• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권4호
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• pp.442-449
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• 2012

Cognitive Radio(CR) is the technology that allocates the frequency by using dynamic spectrum access. We proposed a model to calculate the optimal level of the cognitive radiotelegraph, where secondary users opportunistically share the spectrum with primary users through the spectrum sensing. When secondary user with cognitive radio detects the arrival of a primary user in its current channel, the secondary user moves to the idle channel or be placed in the virtual queue. We assume that the primary users have finite buffers and the population of secondary users is finite. Using a two-dimensional Makov model with preemptive priority queueing, we could derive the blocking and waiting probability as well as the optimal level of cognitive radiotelegraph under a various range of parameter circumstances.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제20권2호
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• pp.226-238
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• 2024

Recently, multi-access edge computing (MEC) has emerged as a promising technology to alleviate the computing burden of vehicular terminals and efficiently facilitate vehicular applications. The vehicle can improve the quality of experience of applications by offloading their tasks to MEC servers. However, channel conditions are time-varying due to channel interference among vehicles, and path loss is time-varying due to the mobility of vehicles. The task arrival of vehicles is also stochastic. Therefore, it is difficult to determine an optimal offloading with resource allocation decision in the dynamic MEC system because offloading is affected by wireless data transmission. In this paper, we study computation offloading with resource allocation in the dynamic MEC system. The objective is to minimize power consumption and maximize throughput while meeting the delay constraints of tasks. Therefore, it allocates resources for local execution and transmission power for offloading. We define the problem as a Markov decision process, and propose an offloading method using deep reinforcement learning named deep deterministic policy gradient. Simulation shows that, compared with existing methods, the proposed method outperforms in terms of throughput and satisfaction of delay constraints.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권3호
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• pp.316-328
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• 2003

본 논문에서는 음성호와 멀티미디어호가 공존하는 환경에서 트래픽의 특성을 이용한 두 가지 적응적 채널할당 기법들을 제안하고 분석한다. 제안된 채널 할당 기법들은 매크로셀과 마이크로셀이 중첩되어 있는 계층셀 구조 환경에서 저속 음성호의 마이크로셀로의 오버플로우와 테이크백, 적응성 멀티미디어호의 매크로셀로의 오버플로우 및 테이크백을 허용한다. 또한 제안하는 채널할당기법 II[5]에서는 비적응 성호의 QoS보장을 위하여 적응성호의 채널 전송속도를 조절하여 비적응성호에게 제공할 수 있도록 하였다. 제안된 기법들은 각 계층에 따라 2차원 마코프 과정을 이용하여 분석되었으며, 본 논문에서는 제안하는 기법 떼 대한 수학적인 분석 모델을 제시한다. 제안하는 2가지 적응적 채널 할당 기법과 수학적인 분석의 결과는 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 고정적인 시스템 및 계층셀 구조를 고려한 2가지 기존 시스템들과 성능을 비교하였다. 또한 제안하는 기법들의 효율을 확인하기 위하여 오버플로우와 테이크백 확률을 도출하였다. 시뮬레이션 결과 제안하는 2가지 기법 모두 고정적인 시스템 및 기존 시스템에 비해 채널의 효율적인 사용 및 핸드오프 호 강제종료율의 측면에서 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권1호
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• pp.1-21
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• 2013

The release of IEEE 802.15.4e specification significantly develops IEEE 802.15.4. The most inspiring improvement is the enhancement for medium access control (MAC) sublayer. To study the performance of IEEE 802.15.4e MAC, in this paper we first present an overview of IEEE 802.15.4e and introduce three MAC mechanisms in IEEE 802.15.4e. And the major concern here is the Time Slotted Channel Hopping (TSCH) mode that provides deterministic access and increases network capacity. Then a detailed analytical Markov chain model for TSCH carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA-CA) is presented. Expressions which cover most of the crucial issues in performance analysis such as the packet loss rate, energy consumption, normalized throughput, and average access delay are presented. Finally the performance evaluation for the TSCH mode is given and we make a comprehensive comparison with unslotted CSMA-CA in non-beacon enabled mode of IEEE 802.15.4. It can validate IEEE 802.15.4e network can provide low energy consumption, deterministic access and increase network capacity.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.53-60
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• 2015

위성신호는 광대역이 뛰어나 동일한 정보를 넓은 범위로 제공할 수 있으나 그만큼 데이터 보안성의 수준이 낮다는 단점이 있다. 따라서 위성 통신에서는 보안성을 보완하는 것은 무엇보다 중요한 문제라고 할 수 있다. 이 논문에서는 암호화 기술인 ARIA적용하고, IPsec VPN가 미치는 영향을 알아보기 위해서 보안 헤더인 AH와 ESP를 전송모드와 터널모드를 모두 고려하여 시뮬레이션을 하였다. 또한, 암호화 알고리즘이 미치는 영향을 분석하기 위해 암호화를 적용하지 않은 일반서비스와 비교하였다. 채널은 Markov채널을 적용하고, AWGN을 더하여 위성 통신환경을 구성하였다. 재전송 기반 에러 제어 방식의 경우에는 최근 대두되고 것 중 성능이 좋은 방식인 Type-II HARQ 방식, Type-III HARQ 방식을 적용하였고, 터보코드와 BPSK 변조 방식으로 구성하였다. 시뮬레이션을 보다 효과적으로 비교하기 위해서 BER과 Throughput으로 성능을 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권2호
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• pp.683-701
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• 2012

IEEE 802.11 standard has achieved huge success in the past decade and is still under development to provide higher physical data rate and better quality of service (QoS). An important problem for the development and optimization of IEEE 802.11 networks is the modeling of the MAC layer channel access protocol. Although there are already many theoretic analysis for the 802.11 MAC protocol in the literature, most of the models focus on the saturated traffic and assume infinite buffer at the MAC layer. In this paper we develop a unified analytical model for IEEE 802.11 MAC protocol in ad hoc networks. The impacts of channel access parameters, traffic rate and buffer size at the MAC layer are modeled with the assistance of a generalized Markov chain and an M/G/1/K queue model. The performance of throughput, packet delivery delay and dropping probability can be achieved. Extensive simulations show the analytical model is highly accurate. From the analytical model it is shown that for practical buffer configuration (e.g. buffer size larger than one), we can maximize the total throughput and reduce the packet blocking probability (due to limited buffer size) and the average queuing delay to zero by effectively controlling the offered load. The average MAC layer service delay as well as its standard deviation, is also much lower than that in saturated conditions and has an upper bound. It is also observed that the optimal load is very close to the maximum achievable throughput regardless of the number of stations or buffer size. Moreover, the model is scalable for performance analysis of 802.11e in unsaturated conditions and 802.11 ad hoc networks with heterogenous traffic flows.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.147-155
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• 2005

본 논문에서는 음성과 동영상을 포함한 멀티미디어 시스템의 통신 채널에 대한 모델링과 성능분석을 수행한다. 음성과 동영상에 적합한 서로 다른 도착 처리 과정을 고려한 멀티미디어 패킷의 입력 트래픽 특성, 통신 채널의 동적 할당 방법, 가용 채널 부족시 데이터 패킷의 큐잉 허용과 제한 시간 경과시의 패킷 손실 처리, 큐잉을 허용하지 않으나 가드 채널을 갖는 음성 패킷의 채널 처리 방식 등을 모델링하고 가용채널 부족시 서비스를 받지 못하는 차단 확률과 큐에서 지정시간 경과시 손실되는 패킷 손실률 등의 성능 지표에 대한 수치결과를 분석한다. 이를 위하여 멀티미디어 시스템 통신 채널 SRN 모델을 개발한다. 본 논문에서 제시한 SRN 모델링 기법은 성능분석을 위하여 필요한 마르코프 체인의 복잡한 해석적 분석 대신 보상 개념에 의한 손쉬운 성능분석 방법을 보여준다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권4호
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• pp.489-498
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• 2005

For better performance over a noisy channel, mobile wireless networks transmit packets with forward error correction (FEC) code to recover corrupt bits without retransmission. The static determination of the FEC code size, however, degrades their performance since the evaluation of the underlying channel state is hardly accurate and even widely varied. Our measurements over a wireless sensor network, for example, show that the average bit error rate (BER) per second or per minute continuously changes from 0 up to $10^{-3}$. Under this environment, wireless networks waste their bandwidth since they can't deterministically select the appropriate size of FEC code matching to the fluctuating channel BER. This paper proposes an adaptive FEC technique called adaptive FEC code control (AFECCC), which dynamically tunes the amount of FEC code per packet based on the arrival of acknowl­edgement packets without any specific information such as signal to noise ratio (SNR) or BER from receivers. Our simulation experiments indicate that AFECCC performs better than any static FEC algorithm and some conventional dynamic hybrid FEC/ARQ algorithms when wireless channels are modeled with two-state Markov chain, chaotic map, and traces collected from real sensor networks. Finally, AFECCC implemented in sensor motes achieves better performance than any static FEC algorithm.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.249-257
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• 2005

CSMA/CA 프로토콜에 기반을 둔 DCF를 사용하여 공유 전송 매체 접근을 제어하는 IEEE 802.11 프로토콜은 현재 가장 많이 사용되고 있는 무선 랜 표준이다. 본 논문에서는 이러한 802.11 무선 랜에서 유한 트래픽 조건과 최종 백오프 단계에서 전송에 실패한 패킷에 대한 손실을 가정하여 스테이션의 상태에 대한 마코프 모델을 제안하고 임의의 시점에서의 전송 확률을 구하는 알고리즘과 채널 전송 처리 방법을 유도한다. 또한 시뮬레이션을 통하여 모델을 검증하고, 패킷 손실이 없는 경우와 성능을 비교한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권6호
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• pp.2450-2469
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• 2018

In this paper, we develop a spatiotemporal model to analysis of cellular user in underlay D2D communication by using stochastic geometry and queuing theory. Firstly, by exploring stochastic geometry to model the user locations, we derive the probability that the SINR of cellular user in a predefined interval, which constrains the corresponding transmission rate of cellular user. Secondly, in contrast to the previous studies with full traffic models, we employ queueing theory to evaluate the performance parameters of dynamic traffic model and formulate the cellular user transmission mechanism as a M/G/1 queuing model. In the derivation, Embedded Markov chain is introduced to depict the stationary distribution of cellular user queue status. Thirdly, the expressions of performance metrics in terms of mean queue length, mean throughput, mean delay and mean dropping probability are obtained, respectively. Simulation results show the validity and rationality of the theoretical analysis under different channel conditions.