• 대한임베디드공학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.107-114
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• 2024

Mobile ad hoc networks represent self-configuring networks of mobile devices that communicate without relying on a fixed infrastructure. However, traditional routing protocols in such networks encounter challenges in selecting efficient and reliable routes due to dynamic nature of these networks caused by unpredictable mobility of nodes. This often results in a failure to meet the low-delay and low-energy consumption requirements crucial for such networks. In order to overcome such challenges, our paper introduces a novel multi-objective and adaptive routing scheme based on the Q-learning reinforcement learning algorithm. The proposed routing scheme dynamically adjusts itself based on measured network states, such as traffic congestion and mobility. The proposed approach utilizes Q-learning to select routes in a decentralized manner, considering factors like energy consumption, load balancing, and the selection of stable links. We present a formulation of the multi-objective optimization problem and discuss adaptive adjustments of the Q-learning parameters to handle the dynamic nature of the network. To speed up the learning process, our scheme incorporates informative shaped rewards, providing additional guidance to the learning agents for better solutions. Implemented on the widely-used AODV routing protocol, our proposed approaches demonstrate better performance in terms of energy efficiency and improved message delivery delay, even in highly dynamic network environments, when compared to the traditional AODV. These findings show the potential of leveraging reinforcement learning for efficient routing in ad hoc networks, making the way for future advancements in the field of mobile ad hoc networking.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.676-682
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• 2018

무선 센서 네트워크에서 해양 수색 및 구조를 목적으로 노드의 소모 에너지를 최소화하기 위한 최적화 알고리즘을 제안한다. 해양 환경에서 수색 및 구조작업은 감시하는 측에서 주로 이루어지며, 구조되는 측에서는 수동적으로 기다려야 한다. 이에 반해 자가 구성 이 가능한 무선 센서 네트워크는 해양 수색 및 구조작업에서 능동적으로 구조 신호를 보낼 수 있는 시스템을 구축할 수 있다. 본 논문에서는 많은 수의 노드가 배치된 네트워크에서 노드의 소모 에너지를 최소화하기 위하여 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 제안한다. 네트워크에서 노드의 밀도가 높으면 일반적으로 알고리즘 계산양이 급격히 늘어난다. 따라서 제안된 알고리즘은 적정한 실행 시간 내에 최적의 결과를 찾기 위해 새로운 이웃해 생성 동작을 제안하고 알고리즘의 효율성을 높인다. 제안된 알고리즘은 노드의 소모 에너지와 알고리즘 실행시간 면에서 성능 평가를 하였으며, 성능 평가 결과에서 기존의 방식에 비해 성능이 우수하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권1B호
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• pp.15-30
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• 2000

광전송망은 망의 장애에 미리 대비할 수 있도록 신뢰성과 생존도를 고려하여 설계하여야 한다. 동기식 다중화의 국제표준인 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 방식의 광전송망은 장애 발생시 이를 자동적으로 복구할 수 있도록 생존도를 고려한 여러 가지 망 재구성 기법들을 제공한다. 그 중 SHR(Self-Healing Ring)은 링의 형태로 망을 구성한 시스템으로 뛰어난 생존도와 경제성으로 통신사업자들의 기간통신망 구조로 활발히 채택되고 있다. 이 때, 링들이 설치되는 지역적 범위가 넓어지고 수요가 증가되면, 다수의 링들이 중첩되어 상호연결되는 다중링(Multi-ring) 구조로 발전하게 된다. 본 연구에서는 수요의 분할처리를 허용하는 BSHR(Bidirectional SHR)들이 연접한 다중링 설계 문제를 다룬다. 이 문제는 망구축용량을 최소로하는 관점에서 생존도가 보장되는 부하 최적화 문제가 되며, 혼합정수계획법에 의한 정식화가 가능하다. 그러나, 현실문제에서는 망구축용량의 최소화 뿐만아니라 노드가 수요로 다계위 수요가 주어지며 중계노드에서의 다중화 번들링도 같이 고려되어야 하므로 수리모형으로는 해결할 수 없는 복잡한 문제가 된다. 따라서 이 叩걋\ulcorner고려사항들을 반영한 최적근사해를 실시간내에 구할 수 있는 휴리스틱 알고리즘을 개발하게 되었다. 사례연구에서는 휴리스틱 알고리즘을 적용한 실제 망설계 문제를 설명하였고, 망구성 방법에 따른 차이와 다중화 번들링 여부로 인한 실험 결과를 비교하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권7호
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• pp.1585-1609
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• 2013

Over recent years, enormous amounts of research in wireless sensor networks (WSNs) have been conducted, due to its multifarious applications such as in environmental monitoring, object tracking, disaster management, manufacturing, monitoring and control. In some of WSN applications dependent the energy-efficient and link reliability are demanded. Hence, this paper presents a routing protocol that considers these two criteria. We propose a new mechanism called Reliable Routing Scheme for Energy-Balanced (RRSEB) to reduce the packets dropped during the data communications. It is based on Swarm Intelligence (SI) using the Ant Colony Optimization (ACO) method. The RRSEB is a self-adaptive method to ensure the high routing reliability in WSNs, if the failures occur due to the movement of the sensor nodes or sensor node's energy depletion. This is done by introducing a new method to create alternative paths together with the data routing obtained during the path discovery stage. The goal of this operation is to update and offer new routing information in order to construct the multiple paths resulting in an increased reliability of the sensor network. From the simulation, we have seen that the proposed method shows better results in terms of packet delivery ratio and energy efficiency.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.74-81
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• 1997

본 논문에서는 시그모이드 함수와 방사형 기저 함수 모두를 생성시킬 수 있는 특별한 은닉층 노드를 갖는 투영신경회로망에 대하여 알아롭고 그것을 훈련시키기 위한 진화 학습 기법을 제시한다. 제시된 기법은 신경회로망의 매개변수와 연결 가충치뿐만 아니라, 어떤 목적함수를 나타내기 위한 최적의 은닉층 노드개수 또한 구조 최적화를 위한 진화연산자를 통해 찾아낸다. 각각의 은닉층 노드의 역할은 진화를 거듭하면서 방사형 기저 함수를 나타낼지 시그모이드 함수를 나타낼지 결정된다. 알고리즘을 구현하기 위해서 투영신경회로망은 연결 고리 리스트 자료구조로 나타내었다. 모의 실험에서 기존으 오차역전파에 의한 학습과 구조 성장 방식보다 적은 노드로 투영신경회로망을 훈련시킬 수 있음을 볼수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권2호
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• pp.542-558
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• 2016

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) are self-configuring networks where the nodes are vehicles equipped with wireless communication technologies. In such networks, limitation of signal coverage and fast topology changes impose difficulties to the proper functioning of the routing protocols. Traditional Mobile Ad Hoc Networks (MANET) routing protocols lose their performance, when communicating between vehicles, compromising information exchange. Obviously, most applications critically rely on routing protocols. Thus, in this work, we propose a methodology for investigating the performance of well-established protocols for MANETs in the VANET arena and, at the same time, we introduce a routing protocol, called Genetic Network Protocol (G-NET). It is based in part on Dynamic Source Routing Protocol (DSR) and on the use of Genetic Algorithms (GAs) for maintenance and route optimization. As G-NET update routes periodically, this work investigates its performance compared to DSR and Ad Hoc on demand Distance Vector (AODV). For more realistic simulation of vehicle movement in urban environments, an analysis was performed by using the VanetMobiSim mobility generator and the Network Simulator (NS-3). Experiments were conducted with different number of vehicles and the results show that, despite the increased routing overhead with respect to DSR, G-NET is better than AODV and provides comparable data delivery rate to the other protocols in the analyzed scenarios.

• ETRI Journal
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• 제39권6호
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• pp.794-802
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• 2017

In this paper, a wireless powered communication network (WPCN) consisting of a hybrid access point (H-AP) and multiple user equipment (UE), all of which operate in full-duplex (FD), is described. We first propose a transceiver structure that enables FD operation of each UE to simultaneously receive energy in the downlink (DL) and transmit information in the uplink (UL). We then provide an energy usage model in the proposed UE transceiver that accounts for the energy leakage from the transmit chain to the receive chain. It is shown that the throughput of an FD WPCN using the proposed FD UE (FD-WPCN-FD) can be maximized by optimal allocation of the UL transmission time to the UE by solving a convex optimization problem. Simulation results reveal that the use of the proposed FD UE efficiently improves the throughput of a WPCN with a practical self-interference cancellation capability at the H-AP. Compared to the WPCN with FD H-AP and half-duplex (HD) UE, FD-WPCN-FD achieved an 18% throughput gain. In addition, the throughput of FD-WPCN-FD was shown to be 25% greater than that of WPCN in which an H-AP and UE operated in HD.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.1018-1021
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• 2009

무선 센서 네트워크는 특정지역에서 데이터를 수집하여 처리는 작은 센서 노드들로 구성된다. 이러한 센서들은 최초로 설치된 이후에는 배터리로 동작되며, 동작기간이 수개월에서 수년까지 지속되어야 함으로 제한된 자원을 효율적으로 활용할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 데이터 중심개념을 적용한 Directed Diffusion의 기본동작구조에 RHC(rounting history cache)를 적용하여, 데이터 전송경로 설정에 신뢰성과 효율성을 높인다. 제안하는 RHC 알고리즘은 각 센서노드가 자신의 RHC를 주기적으로 업데이트하여 최적화경로를 저장하고 있기 때문에, 이벤트 발생시마다 경로를 재설정하여 에너지가 낭비되는 것을 최소화 하였고, 중복메시지의 최소화로 신뢰성을 향상시켰다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.61-71
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• 1998

Genetic Algorithm(GA) is a method of approaching optimization problems by modeling and simulating the biological evolution. GA needs large time-consuming, so ti had better do on a parallel computer architecture. Our proposed system has a VLSI-oriented interconnection network, which is constructed from a viewpoint of fractal geometry, so that self-similarity is considered in its configuration. The approach to Parallel Genetic Algorithm(PGA) on our proposed system is explained, and then, we construct the classifier system such that the set of samples is classified into weveral classes based on the features of each sample. In the process of designing the classifier system, We have applied PGA to the Traveling Salesman Problem and classified the sample set in the Euclidean space into several categories with a measure of the distance.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.681-683
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• 1998

Fuzzy Inference System is to trans late and be concrete with human expert in to mathematical equation. It is easy to be applied for Nonlinear System and the know ledge can be applied at that. With using the rule according to the Knowledge, when it is realized simulations must be required repeatedly and small vibration is generated in steady state, too. In this paper, we applied the system to the methodology of optimization with self-learn ing by us ing ANFIS(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System) which makes use of back-propagation and least square method at a first order Sugeno Fuzzy System. In order to show the effect of Algorithm, we demonstrated it by us ing Rotary Inverted Pendulum.