• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권5호
• /
• pp.809-811
• /
• 2015

In this paper, for the purpose of providing high data rate services, the multi-hop frame structure is designed for the underwater acoustic (UWA) short-range system which is proposed as a part of ocean surveillance and tracking network (OSTN). Under the measured underwater channel environment, the link-level system performance are also evaluated. Simulation results show not only the packet error rate (PER) comparisons, but the optimal modulation and coding scheme (MCS) levels for the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based short-range UWA communications network.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제38A권7호
• /
• pp.603-611
• /
• 2013

본 논문은 Self-Organizing Time Division Multiple Access (SO-TDMA) 기반의 MAC 프로토콜을 사용하는 다중-홉 해양통신망에서 비실시간 서비스뿐만 아니라 종단간 지연시간 품질을 보장해야 하는 실시간 서비스를 통합적으로 지원하기 위한 새로운 프레임 구조를 제안하고, 실시간 트래픽의 부하에 따라 적응적으로 자원을 분배하는 방안을 제시한다. 실시간 사용자의 평균 불능 성능을 보장하기 위한 자원 할당을 통해 동적으로 프레임 구조를 제어하는 방안을 제시한다. 한편, 이를 위한 평균 불능 확률을 수학적으로 분석하고, 이에 따라 결정된 프레임 구조에 대해서 실시간 서비스의 품질을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권10호
• /
• pp.2035-2046
• /
• 2015

최근 네트워크 단말 수가 증가하고 네트워크 환경이 빠르게 변함에 따라 분산처리 방식의 자원할당 기법이 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 멀티 홉 환경에서 생체모방 알고리즘을 활용하여 분산적인 방법으로 TDMA 자원을 할당받는 Multi-Hop DESYNC 알고리즘(MH DESYNC)을 제안한다. 본 논문에서는 이를 위한 프레임 구조와 자원 할당의 기준 척도가 되는 firing 메시지 구조를 정의하고 관련된 동작 절차를 제안한다. 이를 통해 멀티 홉 환경에서 발생할 수 있는 hidden-node 문제와 firing 신호의 충돌이 발생하였을 때, 충돌 문제를 해결하는 방안을 제시하였다. 모의실험을 통해 멀티 홉 환경에서 제안한 MH DESYNC 알고리즘이 hidden-node 문제를 효과적으로 해결하고 각 노드가 주위 노드와 공평하게 자원을 할당하고 CSMA/CA 알고리즘 보다 데이터 전송율 측면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인 하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제4권3호
• /
• pp.258-272
• /
• 2010

The low-rate (LR) UWB is a promising technology for the ubiquitous sensor network (USN) due to its extremely low power consumption and simple transceiver implementation. However the limited communication range is a bottleneck for its widespread use. This paper deals with a new frame structure of class 4 active RFID multi-hop relay system based on ISO/IEC 18000-7 standard integrating with IEEE 802.15.4a LR-UWB PHY layer specification, which sets up a connection to USN. As a result of the vital importance of the coverage and throughput in the application of USN, further we analyze the performance of the proposed system considered both impulse radio UWB (IR-UWB) and chirp spread spectrum (CSS). Our simulation results show that the coverage and throughput are remarkably increased.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
• /
• pp.97-98
• /
• 2007

In this paper, we investigate the throughput capacity of a multi-hop relay network with cognitive radio (CR) enabled relay stations (RS). We suggested a TDMA/FDMA based frame structure where RSs dynamically select unused channels to communicate with the base station (BS) using CR techniques to analyze the throughput capacity. We developed the throughput capacity model for the proposed system based on utilization factor. The analytical results based on those equations show significant improvement in throughput capacity for CR enabled multi-hop relay system.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제18권1호
• /
• pp.65-74
• /
• 2016

Ship ad-hoc network (SANET) extends the coverage of the maritime communication among ships with the reduced cost. To fulfill the growing demands of real-time services, the SANET requires an efficient clock time synchronization algorithm which has not been carefully investigated under the ad-hoc maritime environment. This is mainly because the conventional algorithms only suggest to decrease the beacon collision probability that diminishes the clock drift among the units. However, the SANET is a very large-scale network in terms of geographic scope, e.g., with 100 km coverage. The key factor to affect the synchronization performance is the signal propagation delay, which has not being carefully considered in the existing algorithms. Therefore, it requires a robust multi-hop synchronization algorithm to support the communication among hundreds of the ships under the maritime environment. The proposed algorithm has to face and overcome several challenges, i.e., physical clock, e.g., coordinated universal time (UTC)/global positioning system (GPS) unavailable due to the atrocious weather, network link stability, and large propagation delay in the SANET. In this paper, we propose a logical clock synchronization algorithm with multi-hop function for the SANET, namely multi-hop clock synchronization for SANET (MCSS). It works in an ad-hoc manner in case of no UTC/GPS being available, and the multi-hop function makes sure the link stability of the network. For the proposed MCSS, the synchronization time reference nodes (STRNs) are efficiently selected by considering the propagation delay, and the beacon collision can be decreased by the combination of adaptive timing synchronization procedure (ATSP) with the proposed STRN selection procedure. Based on the simulation results, we finalize the multi-hop frame structure of the SANET by considering the clock synchronization, where the physical layer parameters are contrived to meet the requirements of target applications.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제26권11호
• /
• pp.1679-1685
• /
• 2022

본 논문에서는 무선전력 통신 네트워크에서 소스에서 목적지 노드까지 종단간 데이터 전송률을 최대화하기 위한 최적의 멀티홉 전송 방식을 제안한다. 에너지 하베스팅을 하면서 멀티홉 전송을 위한 프레임 구조를 제시하고, 노드간 서로 다른 에너지 수확량과 링크 품질을 고려하여 종단간 전송률을 최대화하는 각 노드의 전송 시간을 수학적 분석을 통하여 도출한다. 아울러, 고려하는 무선전력기반 멀티홉 전송의 시스템 모델링을 통하여 최적화 문제를 도출하고, 이 최적화 문제가 convex 함을 보임으로써 전역 최적해가 존재함을 증명한다. 이를 통하여 최적화 문제를 계산 가능한 형태로 변형하여 손쉽게 최적해를 찾는다. 제안한 최적 멀티홉 전송 방식은 모든 링크의 전송률이 같아지도록 노드별 전송 시간을 최적으로 할당함으로써 종단간 전송률을 최대화한다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제10권4호
• /
• pp.412-421
• /
• 2008

We observe simultaneous transmission of relay stations (RSs) allowed in current IEEE 802.16j draft standard for multi-hop relay networks may involve severe interference among the RSs, hence leading to throughput degradation. Allowing only 1/3 of the RSs to simultaneously transmit instead of 1/2 RSs as in the current draft standard reduces the interference but results in reduced throughput. To remedy this problem, we devise schemes to incorporate network coding at link-layer level (decode-and-forward) into the simultaneous transmission of RSs. Data movement is rearranged to maximize coding gain. Formula is derived to dictate exact movement of packets traveling between base station (BS) and mobile stations (MSs) via intermediate RSs. The frame structure in the current IEEE 802.16j draft standard does not allow broadcast needed for network coding. We devise a new frame structure which supports the broadcast. A new R-MAP (pointers to the burst data) is introduced to implement the broadcast. Since our new frame structure is used only for BS to RS or RS to RS communication, our schemes retain backward compatibility with legacy MSs based on IEEE 802.16e standard. Simulation based on simple configuration of RSs shows considerable improvement in terms of system throughput and round trip delay. For a 4-hop relay network with 1 BS and 4 RSs with symmetric traffic in uplink (UL) and downlink (DL), throughput is improved by 49% in DL and by 84% in UL traffic compared with IEEE 802.16j draft standard under the assumption that omni-directional antennae are used in BS and RSs.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제33권9A호
• /
• pp.853-866
• /
• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.22 기반의 인지라디오 시스템에서 다중 홉 릴레이 방식의 적용 방안을 제안한다. 먼저, 중계기를 통한 전송 시나리오를 가정하고 이를 지원하기 위한 물리 채널 프레임 구조를 예시한다. 다음으로, 분산 감지 (distributed sensing) 방식을 이용한 가용 채널 결정 방식을 제안하고 이를 토대로, 기지국 중심의 중앙집중형 (centralized) 채널 할당 기법 및 릴레이 전송을 위한 중계기 선택 알고리즘을 개발하였다. 그리고 수학적 해석과 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과는 제안한 다중 홉 릴레이 방식이 중계기를 사용하지 않은 기존의 인지 라디오 시스템에 비해 스펙트럼 이용효율과 시스템 수율 측면에서 성능 향상이 있음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제44권5호
• /
• pp.33-39
• /
• 2007

본 논문은 cognitive radio (CR) 기능을 갖는 무선 멀티홉 릴레이 네트워크의 throughput 용량에 대한 연구 결과이다. 본 논문에서는 TDMA/FDMA에 기반한 프레임 구조를 갖는 릴레이가 기지국과 통신할 때 CR 기술을 이용하여 현재 사용되고 있지 않는 주파수 자원을 측정하여 동적으로 이용하는 시스템을 제안하고 이의 throughput 용량 모델을 제안 하였다. 특히, 본 논문에서는 Utilization factor를 이용하여 제안된 시스템을 위한 throughput 용량 모델을 제안하였다. 해석 모델링 결과 본 논문에서 제안한 CR 기반 멀티홉 릴레이 시스템은 throughput 용량을 매우 향상하는 결과를 보였다.