• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.1011-1017
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• 2019

본 논문은 무선 애드혹 네트워크에서 신뢰성이 보장되는 데이터 전송을 위해 다중 경로를 설정하는 노드분리 경로문제를 해결하기 위한 강화학습을 제안한다. 노드분리 경로문제는 소스와 목적지사이에 중간 노드가 중복되지 않게 다수의 경로를 결정하는 문제이다. 본 논문에서는 기계학습 중 하나인 강화학습에서 Q-러닝을 사용하여 노드의 수가 많은 대규모의 무선 애드혹 네트워크에서 전송거리를 고려한 최적화 방법을 제안한다. 특히 대규모의 무선 애드혹 네트워크에서 노드분리 경로 문제를 해결하기 위해서는 많은 계산량이 요구되지만 제안된 강화학습은 효율적으로 경로를 학습함으로써 적절한 결과를 도출한다. 제안된 강화학습의 성능은 2개의 노드분리경로를 설정하기 위한 전송거리 관점에서 평가되었으며, 평가 결과에서 기존에 제안된 시뮬레이티드 어널링과 비교평가하여 전송거리면에서 더 좋은 성능을 보였다.

• ETRI Journal
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• 제31권5호
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• pp.534-544
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• 2009

Finding link-disjoint or node-disjoint paths under multiple constraints is an effective way to improve network QoS ability, reliability, and so on. However, existing algorithms for such scheme cannot ensure a feasible solution for arbitrary networks. We propose design principles of an algorithm to fill this gap, which we arrive at by analyzing the properties of optimal solutions for the multi-constrained link-disjoint path pair problem. Based on this, we propose the link-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm (LIDOMPA), to find the shortest link-disjoint path pair for any network. Three concepts, namely, the candidate optimal solution, the contractive constraint vector, and structure-aware non-dominance, are introduced to reduce its search space without loss of exactness. Extensive simulations show that LIDOMPA outperforms existing schemes and achieves acceptable complexity. Moreover, LIDOMPA is extended to the node-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm (NODOMPA) for the multi-constrained node-disjoint path pair problem.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1256-1275
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• 2014

As one of the new self-organizing and self-configuration broadband networks, wireless mesh networks are being increasingly attractive. In order to solve the load balancing problem in wireless mesh networks, this paper proposes a novel multi-path routing algorithm based on clustering (Cluster_MMesh) for wireless mesh networks. In the clustering stage, on the basis of the maximum connectivity clustering algorithm and k-hop clustering algorithm, according to the idea of maximum connectivity, a new concept of node connectivity degree is proposed in this paper, which can make the selection of cluster head more simple and reasonable. While clustering, the node which has less expected load in the candidate border gateway node set will be selected as the border gateway node. In the multi-path routing establishment stage, we use the intra-clustering multi-path routing algorithm and inter-clustering multi-path routing algorithm to establish multi-path routing from the source node to the destination node. At last, in the traffic allocation stage, we will use the virtual disjoint multi-path model (Vdmp) to allocate the network traffic. Simulation results show that the Cluster_MMesh routing algorithm can help increase the packet delivery rate, reduce the average end to end delay, and improve the network performance.

• 한국경영과학회지
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• 제16권2호
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• pp.86-102
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• 1991

The purpose of this paper is to present a branch and bound algorithm for the hierarchical transportation network design problem in 2-level directed networks. This problem is to find the least cost of hierarchical transportation networks which consist of a primary path and a secondary path. The primary path is a simple path from a prespecified orgin node to a prespecified terminal node. All nodes must be either a transsipment node on the primary path or connected to that path via secondary arcs. This problem is formulated to a 0-1 inter programming problem with assignment and illegal subtour elimination equations as constaints. We show that the subproblem relaxing subtour elimination constraints is transformed to a linear programming problem by means of the totally unimodularity. Optimal solutions of this subproblem are polynoially obtained by the assignment algorithm and complementary slackness conditions. Therefore, the optimal value of this subproblme is used as a lower bound. When an optimal solution of the subproblem has an illegal subtour, a better disjoint rule is adopted as the branching strategy for reducing the number of branched problems. The computational comparison between the least bound rule and the depth first rule for the search strategy is given.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권8호
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• pp.949-956
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• 1999

이 논문에서는 ATM (Asynchronous Transfer Mode) 방식의 초고속망의 장애 발생 시 이용자 연결의 QoS (Quality of Service)를 고려하여 복구할 수 있게 하는 보호 망 설계 방안을 제시한다. 제시한 설계 방안에 기초한 비용과 복구 특성을 분석과 모의 실험을 통해 알아본다. 제안하는 망에서의 복구는 분리 VP 그룹 (Disjoint Virtual Path Group, DVPG) 을 사용하는 상태 독립적 (State- independent) 방식으로 복구된다. ATM 망의 운용 및 보호 VP 할당과 용량 배정 문제를 정의하고 이를 바탕으로 최소의 비용을 갖는 VP 망을 설계한다. 망의 고장 시 기존 노드간의 VP 연결은 미리 할당된 링크 또는 노드 분리 보호 VP 경로를 따라 간단한 복구 알고리즘에 의해 빠르게 복구된다. QoS의 고려는 추가 비용을 필요로 하지만 정확한 이용자 연결의 복구를 실현하며, 분리 VP 그룹의 적용은 비용을 상승시키지만, 빠른 복구와 복수의 고장에 대처할 수 있는 방안이 된다.Abstract A cost evaluation of protection scheme for VP-based ATM network is presented here and its related characteristics are evaluated. The proposed and evaluated scheme is a state-independent restoration scheme using a disjoint path group. For fast and simple restoration of failed connections, link disjoint or node disjoint VP groups (DVPG) were utilized in this paper. A VP assignment and capacity planning problem is formulated. When failure occurs, the failed working VPs are switched to the protection VPs of disjoint path groups with a simple restoration scheme. And, cost evaluation and restoration characteristics are presented. The consideration of multiple QoS (Quality of Service) levels and disjoint path group protection scheme require additional network cost but acquire fit and fast restoration.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권11호
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• pp.911-923
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• 2013

무선 센서 네트워크에서 다중경로 라우팅 방안은 종단 간 데이터 전달의 신뢰성을 향상시키기 위한 연구주제 중 하나이다. 최근에는 다중경로의 강건함과 효율성을 위해서 경로의 분리와 관리를 위한 연구가 다수 진행 되었다. 그러나 이전의 연구들은 무선 통신 환경을 고려하지 않은 다중경로의 분리 방법을 이용하고 있다. 게다가, 그들은 불규칙 네트워크 환경에서 노드나 통신 실패로 인해 발생하는 경로 실패를 관리하는 방법이 없거나 추가경로를 생성하는 간단한 방법을 통해 다중경로를 유지한다. 이를 보완하기 위해서, 네트워크 오류지역을 우회 전송하고 경로를 재구성하는 다중경로 유지 방안이 제안되었지만, 중앙 집중적이고 정적인 경로 관리 방법을 이용하기 때문에, 경로 재구성 과정에서 데이터 전달의 중단이나 링크의 단절, 그리고 많은 경로 재구성 비용 등이 요구되는 문제가 있다. 이런 제약과 문제들은 데이터 전달의 신뢰성 저하와 긴급 데이터의 보고 실패로 이뤄질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 불규칙적이고 제한적인 무선 센서 네트워크 환경을 고려하여 유연한 분리형 다중경로를 구축하는 방법과 효율적으로 다중경로를 유지할 수 있도록 경로의 우선순위 규칙을 적용한 지역 결정 기반의 다중경로 관리 방법을 제안한다. 그리고 제안 방법의 성능을 평가하기 위해서 시뮬레이션을 수행한다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권2호
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• pp.116-121
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• 2017

무선 센서 네트워크에서 다중 경로는 저전력 센서의 특징으로 인해 에너지 효율적인 라우팅 방법들을 선호하였으며 라우팅 방법 중 이웃 노드들의 주변 정보를 통해 데이터를 전달하는 위치 기반 라우팅으로 다중 경로를 생성하였다. 하지만, 다중 경로가 라우팅 불가 지역에서 위치 기반 라우팅을 사용하면 경로들이 중복 사용되어 다중 경로의 디스조인트 특징을 유지하지 못한다. 이를 해결하기 위해, 다중 경로는 라우팅 불가 지역을 모델링하고 해당 지역을 우회하여 다중 경로의 디스조인트 특징을 보존하였다. 하지만 에너지 관점으로 보았을 때, 모델링과 같은 부가적인 작업은 노드의 에너지 소모를 증가시키며 센서 망의 수명을 단축시킨다. 본 논문에서는 라우팅 불가 지역에서 다중 경로의 디스조인트 특징을 보존하면서 에너지 효율적인 위치 기반 라우팅을 제안한다. 제안 방안은 노드의 에너지 소모를 줄이기 위해 모델링과 같은 부가적인 작업 없이 페이스 라우팅을 활용한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권2호
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• pp.443-461
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• 2014

Overlay routing has emerged as a promising approach to improve reliability and efficiency of the Internet. For one-hop overlay source routing, when a given primary path suffers from the link failure or performance degradation, the source can reroute the traffic to the destination via a strategically placed relay node. However, the over-heavy traffic passing through the same relay node may cause frequent package loss and delay jitter, which can degrade the throughput and utilization of the network. To overcome this problem, we propose a Load-Balanced One-hop Overlay Multipath Routing algorithm (LB-OOMR), in which the traffic is first split at the source edge nodes and then transmitted along multiple one-hop overlay paths. In order to determine an optimal split ratio for the traffic, we formulate the problem as a linear programming (LP) formulation, whose goal is to minimize the worse-case network congestion ratio. Since it is difficult to solve this LP problem in practical time, a heuristic algorithm is introduced to select the relay nodes for constructing the disjoint one-hop overlay paths, which greatly reduces the computational complexity of the LP algorithm. Simulations based on a real ISP network and a synthetic Internet topology show that our proposed algorithm can reduce the network congestion ratio dramatically, and achieve high-quality overlay routing service.