• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3446-3464
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• 2017

Backoff mechanism serves as one of the key technologies in the MAC-layer of wireless mobile networks. The traditional Binary Exponential Backoff (BEB) mechanism in IEEE 802.11 Distributed Coordination Function (DCF) and other existing backoff mechanisms poses several performance issues. For instance, the Contention Window (CW) oscillations occur frequently; a low delay QoS guarantee cannot be provided for real-time transmission, and services with different priorities are not differentiated. For these problems, we present a novel Multi-Priority service differentiated and Adaptive Backoff (MPAB) algorithm over IEEE 802.11 DCF for wireless mobile networks in this paper. In this algorithm, the backoff stage is chosen adaptively according to the channel status and traffic priority, and the forwarding and receding transition probability between the adjacent backoff stages for different priority traffic can be controlled and adjusted for demands at any time. We further employ the 2-dimensional Markov chain model to analyze the algorithm, and derive the analytical expressions of the saturation throughput and average medium access delay. Both the accuracy of the expressions and the algorithm performance are verified through simulations. The results show that the performance of the MPAB algorithm can offer a higher throughput and lower delay than the BEB algorithm.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권10B호
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• pp.1852-1860
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• 1999

본 논문에서는 음성 패킷을 전송하기 위해 새로 제시되어 표준화된 AAL2의 성능을 이산 시간 시뮬레이션 모형(discrete-time simulation model)을 통해 분석하였다. 시뮬레이션의 입력 파라메터로는 AAL2 PDU를 만들기 위한 패킷 필 지연 시간(packet fill delay), 여러 AAL2 PDU로부터 ATM 셀을 만들기 위한 셀 생성 지연(guard time), 음성 트래픽의 특성을 정의하는 버스트 정도(burstness), 그리고 사용자 수(number of channels)로 하였으며 이 값의 변화에 따른 음성 패킷의 양종단 지연 시간 변이(end-to-end delay variation)을 계산하여 각각의 파라미터가 음성 패킷의 성능에 미치는 영향을 분석하였다.

• 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.121-127
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• 2016

위성통신은 상공에 있는 인공위성을 통신의 중계기로 이용한 통신 방법으로 통신 범위가 광범위하고 고속 데이터를 전송할 수 있어 차세대 통신으로 각광받고 있다. 하지만 지상과 위성 간의 거리가 멀어 전파 지연 시간이 매우 길고 패킷이 손상된다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 패킷 손상을 보완하기 위하여 Link Relay H-ARQ 방식을 적용하였다. 또한, 지연 시간을 보완하는 새로운 방식인 Modified Link Relay H-ARQ 방식을 제안한다. 위성통신의 채널 구현을 위해 Markov 채널을 적용하여 성능을 분석해 본 결과, Link Relay H-ARQ 방식을 적용한 경우 BER과 PER 성능이 향상되고, Modified Link Relay H-ARQ 방식을 적용한 경우 Throughput 성능이 향상됨을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5174-5190
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• 2016

Recent years have witnessed an explosive growth of mobile devices, mobile cloud computing services offered by these devices and the remote clouds behind them. In this paper, we noticed ultra-low latency service, as a type of mobile cloud computing service, requires extremely short delay constraints. Hence, such delay-sensitive applications should be satisfied with strong QoS guarantee. Existing solutions regarding this problem have poor performance in terms of throughput. In this paper, we propose an end-to-end bandwidth resource reservation via software defined scheduling inspired by the famous SDN framework. The main contribution of this paper is the end-to-end resource reservation and flow scheduling algorithm, which always gives priority to delay sensitive flows. Simulation results confirm the advantage of the proposed solution, which improves the average throughput of ultra-low latency flows.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권4호
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• pp.520-534
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• 2003

본 논문에서는, $a{\times}b$ 출력 버퍼 스위치로 구성된 fat-tree 망의 성능 예측 모형을 제안하고, 스위치에 장착된 버퍼의 개수 증가에 따른 성능 향상 추이를 분석하였다. Buffered 스위치 기법은 스위치 네트웍 내부의 데이타 충돌 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 제안한 성능 예측 모형은 먼저 네트웍 내부 임의 스위치 입력 단에 유입되는 데이타 패킷이 스위치 내부에서 전송되는 유형을 확률적으로 분석하여 수립되었다. 제안한 모형은 스위치에 장착된 버퍼의 개수와 무관하게 출력 버퍼를 장착한 $a{\times}b$ 스위치의 성능, 즉 네트웍 성능 평가의 두 가지 주요 요소인 네트웍 정상상태 처리율(Steady state Throughput, ST)과 네트웍 지연시간(Network Delay)의 예측이 가능하다. 또한 모형의 이해를 도모하기 위하여 지능형 네트워크 트래픽 제어 및 중도 소실 패킷에 대한 다양한 처리 기능 등 최근 개발되는 스위치 네트워크의 부가기능을 배제하고 수식을 정리하였다. 그러나, 제안된 분석 모형은 이들 다양한 성능 향상 기술이 적용된 네트워크, 그리고 다양한 크기의 네트워크 성능분석에도 쉽게 적용이 가능하다. 제안한 수학적 성능 분석 연구의 실효성 검증을 위하여 병행된 시뮬레이션 결과는 상호 미세한 오차 범위 내에서 모형의 예측 데이타와 일치하는 결과를 보여 분석 모형의 타당성을 입증하였다.

• ETRI Journal
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• 제45권1호
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• pp.45-59
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• 2023

In this paper, to optimize the average delay and power allocation (PA) for system users, we propose a resource scheduling scheme for wireless networks based on Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing (CP-OFDM) according to the first fifth-generation standards. For delay minimization, we solve a throughput maximization problem that considers CPOFDM systems with carrier aggregation (CA). Regarding PA, we consider an approach that involves maximizing goodput using an effective signal-to-noise ratio. An algorithm for jointly solving delay minimization through computation of required user rates and optimizing the power allocated to users is proposed to compose the resource allocation approach. In wireless network simulations, we consider a scenario with the following capabilities: CA, 256-Quadrature Amplitude Modulation, millimeter waves above 6 GHz, and a radio frame structure with 120 KHz spacing between the subcarriers. The performance of the proposed resource allocation algorithm is evaluated and compared with those of other algorithms from the literature using computational simulations in terms of various Quality of Service parameters, such as the throughput, delay, fairness index, and loss rate.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.164-168
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• 2012

본 논문에서는 DVB-S2 표준안에서 권고되고 있는 irregular LDPC 부호의 고속화 방안에 대한 연구를 하였다. LDPC 복호기에서는 많은 반복횟수와 많은 연산량이 복호 속도 저하의 원인이 되고 있으며, 성능 저하 없이 반복횟수와 연산량을 감소하기 위해서 HSS 기반의 LDPC 복호 구조를 제시하였다. 결과 반복횟수를 성능 저하 없이 절반으로 줄일 수 있으며, 이를 효율적인 설계방안을 제시하였다. 결과 600Mbps급의 throughput을 갖는 LDPC 복호기를 구현 가능케 하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권3호
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• pp.124-129
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• 2009

Although the maximum sum-rate capacity of multiple-input multiple output(MIMO) broadcast channels(BCs) can be achieved by dirty-paper coding(DPC), the results were obtained without fairness considerations in uncorrelated MIMO channels. In this paper, we propose new multiuser scheduling algorithms, which find a best user set for approaching the maximum sum-rate capacity while maintaining fairness among users. We analyze the performance of the proposed algorithms using zero-forcing dirty paper coding(ZF-DPC) in the correlated MIMO BCs for throughput and delay fairness, respectively. Numerical results demonstrate that a large time window can reduce the average throughput difference between users, but it increases head-of-line(HOL) delay jitters in the case of delay fairness.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1493-1499
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• 2007

센서 네트워크 환경에서 실시간 응용이 원활하게 동작하기 위해서는 센싱 노드에서부터 싱크 노드까지의 실시간 전송이 요구된다. 기존의 혼잡 제어 기 법들은 센서 네트워크에서 혼잡 문제를 해결하기 위한 방법들을 제안하였으나 보고주기를 변경하거나 중간노드에서 전송을 억제하는 방식이므로 전송 지연 발생이 가능하여 실시간 센서네트워크 응용에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 실시간 데이터에 대해 전송 지연을 감소시키고 throughput을 증가시킬 수 있는 새로운 메커니즘을 제안하였다. 이 메커니즘에서는 데이터를 실시간성을 기준으로 분류하여 실시간성을 유지하고 있는 데이터를 우선 처리하고 실시간성을 잃은 데이터는 비실시간성 데이터와 함께 처리토록 하였다. 또한 본 논문에서 제안한 전송 지연 개선 기법을 IEEE 802.15.4 MAC 계층에 적용하기 위해 수정된 프레임 포맷도 함께 제안하였다. 또한 본 논문에서 제안한 기법을 적용하는 경우 전송지연 및 throughput 측면에서 어느 정도의 성능개선이 이루어지는지를 확인하기 위해 ns-2를 기반으로 시뮬레이션을 수행하였으며 본 논문에서 제안한 기법이 실시간성이 중요한 응용에 적용될 경우 기존의 기법에 비해 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.