In this paper, we investigate the problem of minimizing the average transmission power of users while guaranteeing the average delay constraints in time-varying uplink channels. We design a scheduler that selects a user for transmission and determines the transmission rate of the selected user based on the channel and backlog information of users. Since it requires prohibitively high computation complexity to determine an optimal scheduler for multi-user systems, we propose a low-complexity scheduling scheme that can achieve near-optimal performance. In this scheme, we reduce the complexity by decomposing the multiuser problem into multiple individual user problems. We arrange the probability of selecting each user such that it can be determined only by the information of the corresponding user and then optimize the transmission rate of each user independently. We solve the user problem by using a dynamic programming approach and analyze the upper and lower bounds of average transmission power and average delay, respectively. In addition, we investigate the effects of the user selection algorithm on the performance for different channel models. We show that a channel-adaptive user selection algorithm can improve the energy efficiency under uncorrelated channels but the gain is obtainable only for loose delay requirements in the case of correlated channels. Based on this, we propose a user selection algorithm that adapts itself to both the channel condition and the backlog level, which turns out to be energy-efficient over wide range of delay requirement regardless of the channel model.
미래 인터넷 환경에서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)는 광범위한 응용에 적용될 중요한 기술이다. 그러나 센서 네트워크는 기존의 네트워크와는 달리 소형이고 제한된 배터리 에너지로 운용되어야 하기 때문에 센서 네트워크가 설치된 지역에서 오랜 시간동안 많은 정보를 얻기 위해서는 에너지 효율적인 프로토콜 개발이 필수적이다. 또 센서 네트워크는 무선 멀티 홉 (multi hop) 통신을 통해 정보가 전달되기 때문에 전송 지연이 발생한다. 이런 전송 지연은 센싱된 정보가 적시에 전달되어 적절한 조치가 이루어지는 것을 어렵게 하기 때문에 센서 네트워크의 프로토콜을 설계할 때 전송 지연이 발생하지 않도록 해야 한다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 일정 시간의 전송지연을 유지하면서 각 노드의 에너지의 소비를 최소화하는 데이터 전달 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 wakeup 스케줄링과 MAC 프로토콜을 통합하여 동작하며, 데이터를 전달하는 동안 네트워크 전체의 에너지 소모를 균등하게 해 준다. 제안된 프로토콜은 모의실험을 통해서 기존의 프로토콜과 비교하여 성능을 검증하였다.
This paper considers that advanced planning and scheduling (APS) in manufacturing and the efficient purchasing where each customer order has its due date and multi-suppliers exit We present a Make-ToOrder Supply Chan (MTOSC) model of efficient purchasing process from multi-suppliers and APS with outsourcing in a supply chain, which requires the absolute due date and minimized total cost. Our research has included two states. One is for efficient purchasing from suppliers: (a) selection of suppliers for required parts; (b) optimum part leadtime of selected suppliers. Supplier selection process has received considerable attention in the businessmanagement literature. Determining suitable suppliers in the supply chain has become a key strategic consideration. However, the nature of these decisions usually is complex and unstructured. These influence factors can be divided into quantitative and qualitative factors. In the first level, linguistic values are used to assess the ratings for the qualitative factors such as profitability, relationship closeness and quality. In the second level a MTOSC model determines the solutions (supplier selection and order quantity) by considering quantitative factors such as part unit price, supplier's lead-time, and storage cost, etc. The other is for APS: (a) selection of the best machine for each operation; (b) deciding sequence of operations; (c) picking out the operations to be outsourcing; and (d) minimizing makespan under the due date of each customer's order. To solve the model, a genetic algorithm (GA)-based heuristic approach is developed. From the numerical experiments, GAbased approach could efficiently solve the proposed model, and show the best process plan and schedule for all customers' orders.
대학 시설은 다수의 건물들로 구성되어 많은 유지보수항목이 있고 한정된 기간 내에 처리해야 하는 관리상의 제약사항이 있다. 대부분의 유지보수 작업은 규모가 작으며 방수공사 등 다수 공종이 동시에 진행되는 특성을 가진다. 시설관리자는 유지보수업체와 연간단가계약을 맺고 공사를 추진하지만 기존 유지보수공사는 일정 및 인력투입계획 없이 공사가 진행되어 공사지연과 다수의 재작업이 발생하고 있다. 본 연구는 시설관리자가 다수의 대학 시설물 유지보수공사들을 프로그램 레벨로 관리할 수 있도록 지원하는 일정계획 모델을 제안하였다. 모델은 순차적으로 진행되는 3단계로 구성된다. 대상 분석단계에서는 수량산출서를 바탕으로 유지보수항목들의 세부공종을 분석하고 수량을 산출한다. 자원 분석단계에서는 효과적인 전문기능공의 투입을 위해 세부공종별 전문기능공 및 공사기간을 도출한다. 일정계획 수립단계에서는 공종별 우선순위와 최적 투입인력이 도출되고 적합도에 따라 일정계획 최적안을 선정한다. 사례적용결과 프로그램 레벨에서 다수 대학시설물 유지보수공사 간의 효과적인 인력투입이 가능하며, 노무비가 감소되어 모델 적용 전 보다 많은 수의 공사를 완료할 수 있었다. 실무자 면담을 통해 모델의 적용성 및 효과성을 평가한 결과 관리자의 유지관리공사 일정관리를 지원할 수 있는 효과적인 도구로 평가되었다.
본 논문에서는 고성능 차량용 SoC 설계자동화를 위한 상위수준 합성과정에서의 레지스터 할당 알고리즘과 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 상위수준 합성에서 가장 중요한 연산자의 특성과 데이터패스의 구조를 분석하고, 멀티사이클 연산의 스케줄링 시 가상연산자 개념을 도입함으로써, 멀티사이클 연산을 구현하는 연산자의 유형에 관계없이 공통으로 적용시킬 수 있는 자원할당 알고리즘을 이용하여 증명하였다. 연산자 간을 연결하는 신호선이 반복적으로 이용되어 연결 신호선수가 최소가 될 수 있도록 기능연산자를 할당하고, 레지스터 할당 시 연결구조에 따라 가중치를 갖는 구간 그래프를 구성한다. 최소의 클러스터 분할 알고리즘을 이용하여 생성된 최대 크기의 클러스터들에 연결구조가 고려된 레지스터를 할당한다. 연결구조에 대한 멀티플렉서의 중복 입력을 제거하고 연산자에 연결된 멀티플렉서 간의 입력을 교환하는 입력 정렬 과정으로 연결구조를 최소화한다. 기술된 알고리즘의 스케줄링 성능을 평가하기 위하여, 표준벤치마크 모델인 5차 디지털 웨이브필터에 대한 스케줄링을 실행하여 제안한 알고리즘의 효용성을 입증한다.
웹의 등장은 멀티미디어 기술과 컴퓨터 통신 기술 개발의 가속화 및 이를 응용한 컨텐츠 개발에 촉진제 역할을 하게 되었다. 최근에는 교수-학습 활동에서의 새로운 형태인 웹을 기반으로 한 교육(WBI : Web-Based Instruction)이라는 교수 모형이 제시되기에 이르렀다. 또한, 개별 학습자의 학습 수준을 고려한 학습 및 평가 방식이 요구되고 있으며, 그에 따라 웹 기반 교육 시스템에 효율적이고 자동화된 교육 에이전트의 필요성이 인식되고 있다. 그러나 현재 연구되고 있는 많은 교육 시스템들은 학습자 성향에 맞는 학습 과정을 적절히 서비스해 주지 못할 뿐 아니라 지속적인 피드백과 학습자가 학습 과정에 따라 학습을 진행함에 있어서 취약한 부분을 재학습 할 수 있도록 도와주는 서비스를 원활히 제공하지 못하고 있다. 본 논문에서는 취약성 분석 알고리즘을 이용한 학습자 중심의 코스 스케줄링 멀티 모듈 시스템의 설계를 제안한다. 제안한 시스템은 먼저 학습자의 학습을 지속적으로 모니터링하고 평가하여 개인 학습자의 학습 성취도를 계산하며, 이 성취도 계산을 통해 나온 단원별 취약성을 에이전트의 스케줄에 적용하여 학습자에게 취약한 과목을 재학습 할 수 있는 학습 환경을 제공하고, 학습자는 이러한 학습 환경에 따라 반복된 학습을 통하여 완전학습을 수행하게 된다.
This paper is concerned with a development and evaluation of heuristics for the multi-stage sequence dependent flowshop sequencing. Eighteen heuristics, CAM1, CAM2, and etc., are proposed. The performance measure is a makespan which is to be minimized. The experiment for each algorithm is designed for a 4*3*3 factorial design with 360 observations. The experimental factors are PS(ratio of processing times to setup times), M(number of machines), N(number of jobs). The makespan of the proposed heuristics is compared with the optimal makespan obtained by the complete enumeration of schedules. This yardstick of comparison is called a relative error. The mean relative errors of the eighteen heuristics are from 2.048% to 8.717%. The computational results are analysed using SPSS. The experimental results show that the three factors are statistically significant at 5% level. The simulation for the large size problems is conducted to show having the similar computational results like the small size problems.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권6호
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pp.2648-2668
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2016
Modern mobile devices are equipped with various accelerated processing units to handle computationally intensive applications; therefore, Open Computing Language (OpenCL) has been proposed to fully take advantage of the computational power in heterogeneous systems. This article introduces a parallel software decoder of Low Density Parity Check (LDPC) codes on an embedded heterogeneous platform using an OpenCL framework. The LDPC code is one of the most popular and strongest error correcting codes for mobile communication systems. Each step of LDPC decoding has different parallelization characteristics. In the proposed LDPC decoder, steps suitable for task-level parallelization are executed on the multi-core central processing unit (CPU), and steps suitable for data-level parallelization are processed by the graphics processing unit (GPU). To improve the performance of OpenCL kernels for LDPC decoding operations, explicit thread scheduling, vectorization, and effective data transfer techniques are applied. The proposed LDPC decoder achieves high performance and high power efficiency by using heterogeneous multi-core processors on a unified computing framework.
Sun, Guolin;Addo, Prince Clement;Wang, Guohui;Liu, Guisong
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권9호
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pp.4108-4122
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2016
To address challenges of an unprecedented growth in mobile data traffic, the ultra-dense network deployment is a cost efficient solution to off-load the traffic over other small cells. However, the real traffic is often much lower than the peak-hour traffic and certain small cells are superfluous, which will not only introduce extra energy consumption, but also impose extra interference onto the radio environment. In this paper, an elastic energy efficient cell management scheme is proposed based on flow scheduling among multi-layer ultra-dense cells by a SDN controller. A significant power saving was achieved by a cell-level energy manager. The scheme is elastic for energy saving, adaptive to the dynamic traffic distribution in the office or campus environment. In the end, the performance is evaluated and demonstrated. The results show substantial improvements over the conventional method in terms of the number of active BSs, the handover times, and the switches of BSs.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권4호
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pp.1359-1375
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2015
Energy efficiency is critical for Wireless Sensor Networks (WSNs) since sensor nodes usually have very limited energy supply from battery. Sleep scheduling and nodes cooperation are two of the most efficient methods to achieve energy conservation in WSNs. In this paper, we propose an adaptive energy optimization approach for target tracking applications, called Energy-Efficient Node Coordination (EENC), which is based on the grid structure. EENC provides an unambiguous calculation and analysis for optimal the nodes cooperation theoretically. In EENC, the sleep schedule of sensor nodes is locally synchronized and globally unsynchronized. Locally in each grid, the sleep schedule of all nodes is synchronized by the grid head, while globally the sleep schedule of each grid is independent and is determined by the proposed scheme. For dynamic sleep scheduling in tracking state we propose a multi-level coordination algorithm to find an optimal nodes cooperation of the network to maximize the energy conservation while preserving the tracking performance. Experimental results show that EENC can achieve energy saving of at least 38.2% compared to state-of-the-art approaches.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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