• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.57-64
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• 2014

스타이너 트리의 생성은 NP-Complete 영역에 속하므로, 이것을 위한 휴리스틱들은, 다수의 입력 노드에 대해서 많은 시간과 계산을 요구한다. 본 논문에서는 많은 입력노드에 대해, 들로네 삼각망과 Prim의 최소신장트리를 결합한 효과적인 유클리드 스타이너 최소트리 구성방법을 제안한다. 이 방법은 Prim의 최소신장트리와 최소신장트리기반 스타이너 트리와 각각 비교 분석되었다. 제안된 방법은 30,000개의 입력노드에 대해 최소신장트리에 비해 연결 길이는 2.1% 감소, 실행시간은 138.2% 증가하였고, 최소신장트리기반 스타이너최소트리에 비해 실행시간 18.9% 감소, 연결 길이 0.013% 감소의 실험결과를 보였다. 따라서 본 연구의 제안방법은 실행시간이 주요 요인이 되지 않는 환경에서 연결 길이를 단축해야 할 응용에 잘 적용될 수 있을 것이다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권2호
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• pp.103-112
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• 2010

클러스터 센서 네트워크는 여러 개의 중심 노드 주위에 다른 입력 노드들이 밀집된 분포를 보이는 센서 네트워크이다. 최소 스타이너 트리는 스타이너 포인트들을 도입하여 모든 입력 노드들을 최소 비용으로 연결하는 트리이다. 본 논문에서는 센서 노드와 베이스 스테이션의 연결인 간선들을, 클러스터 내에서와 클러스터 사이에서 각각 생성하고, 이를 이용하여 근사 최소 스타이너 트리를 반복적으로 생성하여, 단축된 길이의 클러스터 센서 네트워크를 구성하는 방법을 제안한다. 실행 시간 복잡도가 O($N^2$)인 제안된 방법으로 생성된 클러스터 센서 네트워크들은, 본 논문의 실험에서 유클리드 최소 신장 트리 방법의 네트워크들과 비교하여 생성 시간이 1170.5% 증가하였으나 최소치보다 0.1% 증가된 길이의 네트워크는 20.3%의 증가된 시간에 생성이 가능했다. 이 클러스터 센서 네트워크의 평균 길이는 유클리드 최소 신장 트리 방법과 비교하여 최대 3.7%, 평균 1.9% 감소되었다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제47권5호
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• pp.25-34
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• 2010

스타이너 포인트들을 추가하여 모든 입력 노드들을 최단 길이로 연결하는 스타이너 최소 트리는 최소 신장 트리에 비해 전체 길이는 짧으나, 그것을 생성하는 문제는 NP-Complete 영역에 속한다. 이 문제를 위한 휴리스틱들은, 입력 노드의 수가 매우 큰 경우에는 많은 시간과 계산을 요구한다. 본 논문에서는 많은 입력 노드에 대해, 최하위 계층에서 포탈을 이용한 모든 가능한 단위 스타이너 트리들을 생성하고 각 상위 계층에서 이들을 계층별 병합 처리하여 최상위 계층에서 최소 비용의 트리를 선택하는 효과적인 PTAS 기법을 제안한다. 16,000개의 입력 노드와 최하위 계층에서 16개의 단위 영역으로 설계된 실험에서 생성된 PTAS 스타이너 트리는, pure 스타이너 트리의 길이에 비해 길이가 0.24% 증가되었으나, 생성 시간은 직렬 처리는 85.4%, 병렬처리는 98.9% 개선되었다. 따라서 제안하는 PTAS 스타이너 트리 생성 기법은 많은 입력 노드들에 대해 근사 스타이너 트리를 신속히 생성하는 응용에 잘 적용될 수 있을 것이다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권5호
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• pp.317-326
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• 2007

본 논문에서 GOSST(Grade of Services Steiner Minimum Tree) 문제에 대한 개선된 휴리스틱을 제안한다. GOSST 문제는 스타이너 포인트 문제의 한 변형으로 G-Condition을 만족하는 최소비용의 네트워크 구성을 찾는 문제이며, NP-Hard 혹은 NP-Complete 문제로 알려져 있다. 이 문제에 대한 이전의 연구에서 우리는 거리 우선 최소 신장 트리 생성방법과 직접 스타이너 포인트 배치 방법을 결합한 휴리스틱을 제안했었다. 본 논문에서는 스타이너 포인트 배치 방법으로 지그재그 스타이너 포인트 배치방법을 새롭게 제안한다. 이 방법과 거리우선 최소 신장 트리 생성 방법을 결합한 거리 지그재그 GOSST 휴리스틱은 컨트롤인 G-MST에 비해 31.5%의 네트워크 구축 비용의 절감을 얻었고 이전의 가장 좋은 GOSST 휴리스틱인 거리 직접 GOSST 휴리스틱에 비해 2.2%의 비용 개선을 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.87-95
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• 2012

본 논문에서는 3차원 공간상에 존재하는 많은 입력노드를 신속하게 연결하는 PTAS 3차원 스타이너 최소트리를 제안한다. 스타이너 최소트리문제는 비 다항 적 문제 영역에 속하며 적절한 휴리스틱을 도입했을 경우 다항 적 문제 영역에서 최단 길이의 해를 생성하는 최소신장트리 방법과 같은 여러 방법에 비해 우수한 성능을 보이나, 입력노드의 수가 클 경우 과도한 실행시간을 요구한다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 PTAS 기법을 도입한 방법을 제안한다. 3차원 공간상에 존재하는 70,000개의 입력 노드에 대한 실험에서, 본 논문에서 제안된 8개 공간 분할 PTAS 방법은, 순수 3차원 스타이너 최소트리방법에 비해 연결 길이는 0.81% 증가했으나, 실행시간은 86.88%의 단축되었다. 이는 제안된 방법이 시간적 제약이 비교적 큰 문제에서 공간상의 많은 노드들을 신속하게 연결하는 응용에 잘 적용될 수 있음을 나타낸다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권10B호
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• pp.994-1003
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• 2009

원격 검침 시스템의 수용가에서는 검침기, 집중기, 중계기 등의 효율적인 구성이 필요하다. 최소 스타이너 트리는 스타이너 포인트를 도입하여 최소 비용으로 모든 입력 노드들을 연결한다. 본 논문에서는 반복적으로 생성된 근사 최소 스타이너 트리를 활용하여, 원격 검침 시스템의 검침기, 집중기, 중계기를 효율적으로 배치하고 연결하는 방법을 제안한다. 이 방법에서 입력 노드와 스타이너 포인트는 원격 검침시스템의 검침기, 집중기, 중계기로, 선분은 이들 사이의 연결로 대응되며, 이들의 적절한 처리를 통해 유 무선 방식의 원격 검침 시스템을 위한 효율적인 네트워크를 구축할 수 있다. 본 연구의 실험에서, 1000개의 입력 노드와 200개의 한 노드 당 최대 연결인 환경에서, 제안된 방법에 의해 생성된 원격 검침 시스템 네트워크는 최소 신장 트리로 생성된 네트워크와 비교하여 약 19.1%의 네트워크 길이의 절감율을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.44-52
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• 2008

본 논문은 Grade Of Services Steiner Minimum Tree 문제 해결을 위한 우리의 휴리스틱의 개선에 관한 것이다. 이 문제는 멀티미디어 통신에서 응용할 수 있는 여러 등급의 서비스를 각기 제공할 수 있는 네트워크를 설계하는데 적용할 수 있다. NP-Hard 문제로 알려진 이 문제는 주어진 터미널 노드를 모두 연결하고 G-Condition을 만족하는 네트워크 중에서 가장 적은 구축비용을 만족하는 네트워크를 찾는 것이다. 우리의 이전 연구에서 이 문제를 해결하기 위한 몇 개의 휴리스틱을 제안했다. 본 논문에서는 이 휴리스틱의 성능을 개선하기 위해 G-Condition 검사 순서 및 방법에 대한 전략을 제안한다. 이 전략을 반영한 개선된 휴리스틱들에 관한 실험은 이전 것들에 비해 평균적으로 실행시간은 71.9%, 스타이너 포인트의 수는 28.9%, 네트워크 구축비용은 1.1%의 감소의 결과를 얻었다.

• 대한산업공학회지
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• 제37권3호
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• pp.191-197
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• 2011

The group Steiner tree problem is a generalization of the Steiner tree problem that is defined as follows. Given a weighted graph with a family of subsets of nodes, called groups, the problem is to find a minimum weighted tree that contains at least one node in each group. We present some existing and some new formulations for the problem and compare the relaxations of such formulations.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권5호
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• pp.213-220
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• 2010

본 논문에서는 스타이너 트리를 이용하여 최소 길이로 입력 선분들을 모두 연결하는 방법을 제안한다. 선분은 통신선, 도로 및 철도망 또는 움직이는 물체의 궤적 등으로 변환될 수 있다. 본 논문에서 제안된 방법은 이러한 선분들을 최소 비용으로 연결하는 응용 등에 활용가능하다. 입력 선분의 수와 각 선분 당 최대 연결 선분의 수를 입력 인자로 설정한 실험 에서, 본 논문에서 제안된 방법은 최소 신장 트리를 이용한 방법과 비교하여 연결 생성 시간은 평균 192.0% 증가하였으나, 연결 길이는 평균 6.8%에 감소하였다. 이는 연결 방법을 찾는 시간보다는 연결 길이를 단축하는 것이 더 중요한 응용에 제안된 방법이 유용할 수 있음을 보인다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제13권1호
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• pp.104-113
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• 2017

In this paper, we present an approach to transmit data from the source to the destination through a minimal path (least-cost path) in a computer network of n nodes. The motivation behind our approach is to address the problem of finding a minimal path between the source and destination. From the work we have studied, we found that a Steiner tree with bounded Steiner vertices offers a good solution. A novel algorithm to construct a Steiner tree with vertices and bounded Steiner vertices is proposed in this paper. The algorithm finds a path from each source to each destination at a minimum cost and minimum number of Steiner vertices. We propose both the sequential and parallel versions. We also conducted a comparative study of sequential and parallel versions based on time complexity, which proved that parallel implementation is more efficient than sequential.