• 한국통신학회논문지
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• 제38A권7호
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• pp.612-622
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• 2013

본 논문에서는 이동성이 없는 다중 홉 무선 네트워크 환경에서 파일 전송을 위한 신뢰성 있는 코딩 패킷 그룹기반 네트워크 코딩 (Group-based Reliable Network Coding, rNC) 기법을 제안한다. rNC는 소스 노드와 목적지 노드 간에 멀티-홉 네트워크 코딩 노드들을 고려하여 설계되었다. 각 네트워크 코딩 노드는 큐 관리 기법으로 폴링 시스템을 적용하여 일정 시간 동안 수집된 패킷들을 하나의 코딩 패킷 그룹으로 정의하고 이들을 랜덤 선형 네트워크 코딩 기법을 사용하여 전송한다. 네트워크 코딩 노드들 간에는 코딩 패킷 그룹 단위의 신뢰성 있는 전송을 추구한다. 소스 노드는 자신의 다음 네트워크 코딩 노드로부터 자신이 정의한 코딩 패킷 그룹들에 대한 수신 완료를 수신하면 데이터 전송을 완료할 수 있다. ns-2를 활용하여 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 성능을 평가하였다. 잘 알려진 CodeCast과 rNC의 성능을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과는 네트워크를 구성하는 링크의 에러율이 높아질수록 rNC가 CodeCast 보다 높은 패킷 전송률을 보였다. 또한, 소스 노드의 파일 크기가 증가함에 따라 rNC는 CodeCast 보다 더 낮은 네트워크 코딩 지연 시간 증가를 보였고 적은 네트워크 부하를 발생시켰다.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권5호
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• pp.456-467
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• 2017

The benefits of network coding in all-optical multicast networks have been widely demonstrated. In this paper, we mainly discuss the multicast service efficiently provisioning problem in the network coding enabled elastic optical networks (EONs). Although most research on routing and spectrum allocation (RSA) has been widely studied in the elastic optical networks (EONs), rare research studies RSA for multicast in the network coding enabled EON, especially considering the time delay constraint. We propose an efficient heuristic algorithm, called Network Coding based Multicast Capable-Multipath Routing and Spectrum Allocation (NCMC-MRSA) to solve the multipath RSA for multicast services in the network coding enabled EON. The well-known layered graph approach is utilized for NCMC-MRSA, and two request ordering strategies are utilized for multiple multicast requests. From the simulation results, we observe that the proposed algorithm NCMC-MRSA performs more efficient spectrum utilization compared with the benchmark algorithms. NCMC-MRSA utilizing the spectrum request balancing (SRB) ordering strategy shows the most efficient spectrum utilization performance among other algorithms in most test networks. Note that we also observe that the efficiency of NCMC-MRSA shows more obvious than the benchmark algorithm in large networks. We also conduct the performance comparisons of two request ordering strategies for NCMC-MRSA. Besides, we also evaluate the impact of the number of the linkdisjoint parallel w paths on the spectrum utilization performance of the proposed algorithm NCMC-MRSA. It is interesting to find that the change of the parameter w in a certain range has a significant impact on the performance of NCMC-MRSA. As the parameter w increases to a certain value, the performances of NCMC-MRSA cannot be affected by the change of w any more.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.579-582
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• 2001

벡터변형은 벡터 양자화(VQ)와 부호화를 통합한 새로운 방법이다. 최근까지 부호화에 적용된 코드북 생성은 LBG 알고리즘이었으나 신경회로망을 기반으로 한 자기생성 특성맵(SOFM: Self Organizing Feature Map)의 장점을 이용하면 시스템의 성능을 개선할 수 있다는 점에 착안하였다. 본 논문에서는 SOFM 알고리즘을 적용한 VTC(Vector Transformation coding)코드북 생성과 LBG 알고리즘의 부호화률에 대한 결과를 비교하여 분석하였다. 벡터 양자화의 문제점은 계산의 복잡성과 코드북 생성에 있으므로 본 연구에서는 이 문제의 해결을 위해 신경망 접근법을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권5호
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• pp.999-1008
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• 2017

본 논문에서는 무선 네트워크 환경에서 효율적인 데이터 전달을 위한 파이프라인 네트워크 코딩(Pipeline Network Coding) 기법과 데이터의 무결성을 검증하기 위한 데이터 인증 기법, 가상 송신자에 대한 노드 인증 기법을 제안한다. 파이프라인 네트워크 코딩 기법은 네트워크 코딩을 수행하는 중계 노드가 송신자 대신 데이터를 전달함으로써 전체적인 네트워크 성능을 향상시키는 기법이다. 그러나 네트워크 코딩은 악의적인 공격자가 데이터를 위 변조하여 네트워크에 주입하는 공격인 오염 공격(pollution attack)에 취약하다. 이를 방어하기 위해 HMAC(Hash-based Message Authentication Code)을 사용한다. 이때 데이터 인증에 사용되는 태그를 생성하기 위해서는 인증을 수행하는 노드들에게 키를 분배해야한다. 키 분배에 따른 오버헤드를 최소화하기 위해 해쉬 체인을 적용하였다. 가상 송신자에 대한 인증 기법으로는 null 벡터를 사용한다. 최종적으로 제안 기법에 대한 안전성과 복잡도를 분석하고, 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권6호
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• pp.1668-1688
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• 2012

Cooperative communications and network coding schemes have been proposed to increase system throughput for ad hoc networks. In this paper, we present throughput and delay analysis of the new network coding-enabled cooperative MAC protocol called NC-MAC, which has been proposed by us in order to significantly enhance system performance. This protocol introduces an approach that can accommodate both cooperative communication and network coding for wireless ad hoc networks by slightly increasing overhead and modifying standards. The protocol's performance is evaluated using mathematical analysis and computer simulation and two performance measures, system throughput and average channel access delay, are used for a performance comparison with previous schemes. It is assumed that all the frames exchanged over a wireless channel are susceptible to transmission errors, which is a new but more reasonable assumption differentiating this research from previous research. Numerical results show this protocol provides significantly enhanced system performance compared with conventional cooperative MAC protocols used in previous research. For instance, system performance is 47% higher using the NC-MAC protocol than when using the rDCF protocol.

• ETRI Journal
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• 제35권1호
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• pp.173-176
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• 2013

Existing symmetric cryptography-based solutions against pollution attacks for network coding systems suffer various drawbacks, such as highly complicated key distribution and vulnerable security against collusion. This letter presents a novel homomorphic subspace message authentication code (MAC) scheme that can thwart pollution attacks in an efficient way. The basic idea is to exploit the combination of the symmetric cryptography and linear subspace properties of network coding. The proposed scheme can tolerate the compromise of up to r-1 intermediate nodes when r source keys are used. Compared to previous MAC solutions, less secret keys are needed for the source and only one secret key is distributed to each intermediate node.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1144-1158
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• 2016

In this paper, delay-constrained data transmission is considered over error-prone networks. Network coding is deployed for efficient information exchange, and an approximate decoding approach is deployed to overcome potential all-or-nothing problems. Our focus is on determining the cluster size and its impact on approximate decoding performance. Decoding performance is quantified, and we show that performance is determined only by the number of packets. Moreover, the fundamental tradeoff between approximate decoding performance and data transfer rate improvement is analyzed; as the cluster size increases, the data transfer rate improves and decoding performance is degraded. This tradeoff can lead to an optimal cluster size of network coding-based networks that achieves the target decoding performance of applications. A set of experiment results confirms the analysis.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권10A호
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• pp.830-838
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• 2011

최근 무선 환경에서 네트워크 효율성 증대를 위하여 네트워크 코딩에 대한 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 무선 환경에서 RLNC를 적용하기 위한 고려사항들을 분석해 본다. 우선 기존의 멀티캐스트에서 사용하는 방식으로 우선 분산 환경에 RLNC에 적용 가능한지 살펴보았다. 시뮬레이션 결과 멀티캐스트에서 사용하는 방식대로 적용한 RLNC에서는 디코딩 실패가 발생하였고, X 구조에서 인코딩과 디코딩을 모두 수행하여 디코딩 실패를 제거한 RLNC는 전송 이득이 많지 않았다. 또한 본 논문에서는 hidden 노드 문제, 코딩 기회 분석, RLNC 오버헤드 등의 무선 환경에서 실제적인 고려사항을 분석해 보았다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권4호
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• pp.1689-1703
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• 2020

When data is transmitted over an unreliable channel, the error of the data packet may result in serious degradation. The multiple description coding (MDC) can solve this problem and save transmission costs. In this paper, we propose a deep multiple description coding network (MDCN) to realize efficient image compression. Firstly, our network framework is based on convolutional auto-encoder (CAE), which include multiple description encoder network (MDEN) and multiple description decoder network (MDDN). Secondly, in order to obtain high-quality reconstructed images at low bit rates, the encoding network and decoding network are integrated into an end-to-end compression framework. Thirdly, the multiple description decoder network includes side decoder network and central decoder network. When the decoder receives only one of the two multiple description code streams, side decoder network is used to obtain side reconstructed image of acceptable quality. When two descriptions are received, the high quality reconstructed image is obtained. In addition, instead of quantization with additive uniform noise, and SSIM loss and distance loss combine to train multiple description encoder networks to ensure that they can share structural information. Experimental results show that the proposed framework performs better than traditional multiple description coding methods.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.23-28
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• 2013

본 논문에서는 네트워크 코딩 및 파운 테인 코드를 사용한 간단한 양방향 전송 프로토콜을 제안한다. 특히, 제안된 기법의 경우, 두 소스는 중계기의 도움으로 서로에게 메시지를 전송하기위해 디지털 파운틴 코드를 사용한다. 또한, 중계기는 파운틴 코드와 네트워크 코딩을 사용하여 수신 받은 소스의 메시지를 서로의 소스에게 전송한다. 제안된 프로토콜의 성능을 평가하기위해 레일리 페이딩 채널에서 다양한 몬테-카를로 시뮬레이션을 통하여 전체 평균 처리량을 확인한다. 그 결과 제안된 프로토콜은 높은 SNR 영역에서 네트워크 코딩 기술을 사용하지 않는 두 방향 릴레이 전송 프로토콜보다 우수함을 확인하였다.