• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권8호
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• pp.783-787
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• 2008

BWA(Broadband Wireless Access) 시스템 대표적인 시스템 중 하나인 IEEE 802.16/WiBro시스템은 효율적인 QoS를 제공하기 위하여 기지국(BS)과 단말(SS)간의 QoS 협상 과정 및 서비스 클래스를 정의하고 있다 정의하고 있는 서비스 클래스는 UGS, ertPS, rtPS, nrtPS, 그리고 BE 이지만, 표준에서는 서비스 클래스에 어떻게 서비스를 제공할지에 대한 정확한 정의가 없다. 따라서, 효율적인 활용을 위해 기지국측의 전반적인 스케줄러 구조 제시에 초점을 맞추어서 많은 연구가 진행되어 왔으며, 세부적인 서비스 클래스에 관해서는 기존의 패킷 스케줄링 알고리즘을 그대로 적용하는 방식으로 진행되었다. 하지만, IEEE 802.16/WiBro 시스템의 대역폭 할당 방식이 각 서비스 클래스마다 다르기 때문에 세부적인 서비스 클래스의 QoS를 위해서는 스케줄링 알고리즘에서도 이 점이 고려되어야 한다. 특히, 폴링(polling) 을 통해 서비스를 제공받는 rtPS 클래스의 경우 스케줄링 시에 이 점을 고려 할 필요가 있다. 따라서, 본 논문에서는 지금까지의 연구 결과인 스케줄러 구조를 기반으로 해서 지연에 민감한 특성을 가지고 있는 rtPS 클래스에 대한 두 단계 드롭 기법을 제시함으로써 효율적인 서비스 전송 및 대역폭의 낭비를 줄이고자 한다

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.905-912
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• 2004

세션간 공유 대역폭의 공정성을 위한 연구로 LVMPD(Layered Video Multicast with Priority Dropping)가 있다. 이 기법은 어느 한 세션에서 혼잡 발생 시 공정성에 의해 혼잡이 없는 다른 세션의 최상위 레이어도 같이 드롭된다. 따라서, 혼잡이 없는 세션은 여분의 대역폭이 있음에도 불구하고 대역폭을 효율적으로 사용하지 못한다. 본 논문에서는 공정성에 의해 발생하는 여분의 대역폭을 효율적으로 사용하기 위한 분배 기법을 제안한다. 제안 기법에서는 현재 수신자가 수신하는 최상위 레이어와 요구하는 상위 레이어를 고려하였다. 송신자는 수신자가 혼잡상태 일 때 패킷 제거 우선순위를 부여하고, 혼잡이 없는 세션의 수신자가 상위 레이어를 요구 시 레이어 추가/드롭 플래그에 값을 부여한다. 스위치는 패킷 제거 우선순위가 부여된 패킷을 제거하고, 혼잡이 없는 세션을 위해 레이어 추가/드롭 플래그가 부여된 패킷을 전송한다. 따라서, 혼잡이 없는 세션의 수신자들이 상위 레이어를 추가할 수 있도록 하였다. 실험결과, 제안 기법이 기존 기법보다 세션간 공유 대역폭을 효율적으로 사용함을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권1호
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• pp.59-75
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• 2006

본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 단말들의 이동성에 따른 네트워크의 혼잡 상태를 제어 할 수 있는 적응적인 혼잡 제어 기법을 제안한다. 제안하는 혼잡 제어 기법은 무선망의 특성상 발생할 수 있는 패킷 에러와 혼잡에 의한 패킷 손실을 구분하기 위해서 역 혼잡 회피 단계 및 혼잡 제어 시에 발생하는 비효율적인 대역폭 이용율을 최소화 할 수 있는 슬로우 스톱 단계를 기존의 혼잡 제어 정책에 새롭게 추가한다. 본 논문에서 제안하는 혼잡 제어 정책은 제 3의 전송 계층 프로토콜이라고 불리우는 DCCP(Datagram Congestion Control Protocol)를 기반으로 설계되었고 리눅스 커널 상에서 구현하였다. 제안된 혼잡 제어 정책은 기존의 혼잡 제어 정책보다 적응성 있게 혼잡 상태를 제어하며, 실험 결과 무선에서뿐만 아니라 유선에서도 우수한 대역폭 이용율을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.9-17
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• 2012

인터넷은 패킷의 지연시간과 손실에 대한 보장을 제공하지 않기 때문에 일시적인 네트워크 혼잡은 H.264/SVC 스트리밍에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 H.264/SVC 향상 계층을 제거하여 전송율을 제어함으로써 혼잡을 회피하는 기법이 필요하다. 본 논문에서는 비디오의 중요도에 따라 스트림을 분류한 후, 스트림의 비트율-왜곡 특성을 이용한 가중치 기반 혼잡 제어 알고리즘을 제안한다. 즉, 제한된 대역폭을 가진 네트워드 노드에서 가중치를 고려한 PSNR의 합을 최대화하기 위해, H.264/SVC 향상 계층의 수를 제어하는 WNS(Weighted Near-Sighted), WFS(Weighted Far-Sighted) 알고리즘을 제안한다. 그리고 시뮬레이션을 통해 가중치 기반 알고리즘의 효용성을 보이고 알고리즘의 특성을 분석한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.44-53
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• 2011

H.264/SVC는 기본 계층과 하나 이상의 향상 계층으로 구성된 확장 가능한 비디오 스트림을 제공한다. 따라서 일부 계층을 제거함으로써 네트워크 상황에 따라 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다. 그러나 인터넷과 같은 동적인 환경에서 네트워크 혼잡으로 인한 임의의 패킷 손실은 SVC 스트림의 화질에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 네트워크 혼잡을 피하기 위해서는 효율적으로 스트림 계층을 선택하여 전송율을 조정하여야 한다. 본 논문에서는 제한된 대역폭을 가진 네트워크 노드에서 스트림의 비트율-왜곡(rate-distortion) 특성을 이용하여 네트워크 혼잡을 피할 수 있는 세 가지 계층 선택 알고리즘을 제시한다. 그리고 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 FS(Far-Sighted) 알고리즘이 스트림의 특성을 효율적으로 이용함으로써 전체 스트림의 PSNR 값을 최대화할 수 있음을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권2호
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• pp.122-131
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• 2013

We address the problem of effective vehicular routing in hostile scenarios where malicious nodes intend to jeopardize the delivery of messages. Compromised vehicles can severely affect the performance of the network by a number of attacks, such as selectively dropping messages, manipulating them on the fly, and the likes. One of the best performing solutions that has been used in static wireless sensor networks to deal with these attacks is based on the concept of watchdog nodes (also known as guard nodes) that collaborate to continue the forwarding of data packets in case a malicious behavior in a neighbor node is detected. In this work, we consider the beacon-less routing algorithm for vehicular environments routing protocol, which has been previously shown to perform very well in vehicular networks, and analyze whether a similar solution would be feasible for vehicular environments. Our simulation results in an urban scenario show that watchdog nodes are able to avoid up to a 50% of packet drops across different network densities and for different number of attackers, without introducing a significant increase in terms of control overhead. However, the overall performance of the routing protocol is still far from optimal. Thus, in the case of vehicular networks, watchdog nodes alone are not able to completely alleviate these security threats.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권1호
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• pp.241-269
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• 2012

Wireless networks composed of multimedia-enabled resource-constrained sensor nodes have enriched a large set of monitoring sensing applications. In such communication scenario, however, new challenges in data transmission and energy-efficiency have arisen due to the stringent requirements of those sensor networks. Generally, congested nodes may deplete the energy of the active congested paths toward the sink and incur in undesired communication delay and packet dropping, while bit errors during transmission may negatively impact the end-to-end quality of the received data. Many approaches have been proposed to face congestion and provide reliable communications in wireless sensor networks, usually employing some transport protocol that address one or both of these issues. Nevertheless, due to the unique characteristics of multimedia-based wireless sensor networks, notably minimum bandwidth demand, bounded delay and reduced energy consumption requirement, communication protocols from traditional scalar wireless sensor networks are not suitable for multimedia sensor networks. In the last decade, such requirements have fostered research in adapting existing protocols or proposing new protocols from scratch. We survey the state of the art of transport protocols for wireless multimedia sensor networks, addressing the recent developments and proposed strategies for congestion control and loss recovery. Future research directions are also discussed, outlining the remaining challenges and promising investigation areas.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.623-626
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• 2010

최근 무선 네트워크 기술이 점차 각광을 받으면서 다양한 애드 혹 환경에서의 라우팅 프로토콜이 제안되고 있다. 하지만 애드 혹 네트워크라는 환경의 특성 상 보안상 취약한 문제점을 가지고 있으며, 기존의 유선 네트워크 환경에서 제안되었던 보안 라우팅 프로토콜을 적용시키기 힘들다는 문제점이 있다. 이에 따라 보안성을 보완한 새로운 애드 혹 라우팅 프로토콜이 제안되었지만 다양한 무선 네트워크 환경의 변화에 유동적으로 대응하기 힘들고 보안적인 측면에 집중을 한 나머지 에너지소모 측면에서는 단점을 노출하고 있다. 본 논문에서는 다양한 애드 혹 네트워크 환경에 적용 가능하고, 기존의 보안 라우팅 프로토콜에 비해 에너지 효율적인 보안 라우팅 프로토콜을 제안하고자 한다. 보안 정보의 보호를 위해 Tree 구조를 도입하고 보안 단계를 통한 Multi-path를 구성하여 악의적인 노드의 Dropping Attack에 대비하고, 예기치 못한 Data Packet의 손실에 대해서도 효율적으로 대처하게 하였다. 실험 결과 악의적인 노드가 존재하는 네트워크 환경에서 기존의 애드 혹 네트워크 보안 라우팅 프로토콜보다 21%정도의 패킷 전송 성공률을 높일 수 있었으며 또한 각 노드의 에너지를 균등하게 소모함으로써 전체적인 네트워크의 생존시간이 연장되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권3호
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• pp.173-182
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• 2008

최근 무선 환경에서 스트리밍 서비스의 서비스 품질을 향상시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 무선 환경의 채널상태 불안정은 높은 전송 지연과 손실을 발생시키게 되고, 결과적으로 사용자 측면에서의 서비스 품질을 저하시키는 문제점을 가진다. 이러한 무선 환경에서의 서비스 품질을 향상시키기 위해 IEEE 802.11 Working Group에서는 IEEE 802.11e를 제안하였고, 이를 기반으로 하는 여러 기법들이 제안되었지만 네트워크 상태에 적응적이지 못한 기존 연구들은 전송큐의 오버플로우와 데이타 손실이 발생하여 전송하는 영상의 품질을 저하시키게 된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11e EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 모델을 기반으로 무선 환경에서의 멀티미디어 스트리밍 서비스 품질의 향상을 위한 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 MPEG-4 영상의 각 프레임의 중요도에 따라 차별적으로 IEEE 802.11e EDCA 모델의 전송 방식을 적용하고, 수신측의 AC(Access Category)를 고려한 효율적인 대역폭 측정을 기반으로 한 송신측의 프레임 폐기를 통해 현재 네트워크 상태에 적응적인 전송율 조절을 한다. 실험 결과를 통해 제안한 기법이 무선 환경의 스트리밍 서비스의 종단간 서비스 품질을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.