• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.420-428
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• 2016

In this paper, we investigate the scheduling and power allocation for coordinated multi-point transmission in downlink long term evolution advanced (LTE-A) systems, where orthogonal frequency division multiple-access is used. The proposed scheme jointly optimizes user selection, power allocation, and modulation and coding scheme (MCS) selection to maximize the weighted sum throughput with fairness consideration. Considering practical constraints in LTE-A systems, the MCSs for the resource blocks assigned to the same user need to be the same. Since the optimization problem is a combinatorial and non-convex one with high complexity, a low-complexity algorithm is proposed by separating the user selection and power allocation into two subproblems. To further simplify the optimization problem for power allocation, the instantaneous signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) and the average SINR are adopted to allocate power in a single cell and multiple coordinated cells, respectively. Simulation results show that the proposed scheme can improve the average system throughput and the cell-edge user throughput significantly compared with the existing schemes with limited feedback.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권4호
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• pp.784-799
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• 2013

This paper presents an adaptive rate control scheme for streaming-based content sharing service. This scheme delivers multimedia contents from a user device to another device or seamlessly redirects streaming service across heterogeneous user devices. In the proposed scheme, a streaming server adjusts video quality level according to the network and client status. Our scheme is different from other rate control schemes, because the video quality at the server is decided not only based on the available bandwidth, but also based on the device characteristics and bandwidth requirement at the access network. We also propose a bandwidth estimation method to achieve more equitable bandwidth allocations among streaming flows competing for the same narrow link with different Round Trip Times (RTTs). Through the simulation, we prove that our scheme improves the network stability and the quality of streaming service by appropriately adjusting the quality of the video stream. The simulation results also demonstrate the ability of the proposed scheme in ensuring RTT-fairness while remaining throughput efficient.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권1호
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• pp.36-41
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• 2016

Visible Light Communication (VLC) using Light Emitting Diodes (LEDs) within the existing lighting infrastructure can reduce the implementation cost and may gain higher throughput than radio frequency (RF) or Infrared (IR) based wireless systems. Current indoor VLC systems may suffer from poor downlink resource allocation problems and small system throughput. To address these two issues, we propose an algorithm called a conflict graph scheduling (CGS) algorithm, including a conflict graph and a scheme that is based on the conflict graph. The conflict graph can ensure that users are able to transmit data without interference. The scheme considers the user fairness and system throughput, so that they both can get optimum values. Simulation results show that the proposed algorithm can guarantee significant improvement of system throughput under the premise of fairness.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.175-182
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• 2018

단말의 수가 증가하고 사물 인터넷 환경이 분산화 됨에 따라 랜덤 접속 기반의 무선전력 통신 네트워크에 관한 연구가 필요하다. 랜덤 접속 기반 무선전력 통신 네트워크에서 단말은 주어진 프레임 내에서 늦게 접속할수록 전송 전에 더 많은 에너지를 하베스팅하여 더 높은 파워로 송신할 수 있기 때문에 접속 성공시 더 높은 처리율을 얻을 수 있다. 이러한 특성에 기반하여 제안하는 랜덤 접속 제어 프로토콜은 채널 값에 따라 단말에게 우선순위를 부여하고 우선순위에 따라 랜덤 슬롯을 구분함으로써 접속점과의 근거리 단말이 원거리 단말보다 먼저 접속하게 만든다. 이를 통하여 근거리 단말의 처리율을 낮추고 원거리 단말의 처리율을 높이는 방식으로 이중 원근 문제를 완화시키고 사용자 공평성을 향상시킨다. 수학적 분석 및 모의실험 결과 제안 접속 제어 방식은 우선순위 레벨에 따라 채널 처리율 및 사용자 공평성 성능을 향상시킨다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권4호
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• pp.346-357
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• 2010

Opportunistic scheduling provides the capability of resource management in wireless networks by taking advantage of multiuser diversity and by allowing delay variation in delivering data packets. It generally aims to maximize system throughput or guarantee fairness and quality of service (QoS) requirements. In this paper, we develop an extended proportional fair (PF) scheduling policy that can statistically guarantee three kinds of QoS. The scheduling policy is derived by solving the optimization problems in an ideal system according to QoS constraints. We prove that the practical version of the scheduling policy is optimal in opportunistic scheduling systems. As each scheduling policy has some parameters, we also consider practical parameter adaptation algorithms that require low implementation complexity and show their convergences mathematically. Through simulations, we confirm that our proposed schedulers show good fairness performance in addition to guaranteeing each user's QoS requirements.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5328-5346
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• 2016

An optimal power control algorithm based on convex optimization is proposed for base stations in long term evolution networks. An objective function was formulated to maximize the proportional fairness of the networks. The optimal value of the objective function was obtained using convex optimization and distributed methods based on the path loss model between the base station and users. Field tests on live networks were conducted to evaluate the performance of the proposed algorithm. The experimental results verified that, in a multi-cell multi-user scenario, the proposed algorithm increases system throughputs, proportional fairness, and energy efficiency by 9, 1.31 and 20.2 %, respectively, compared to the conventional fixed power allocation method.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.8-14
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• 2017

4G 이동통신에서는 본격적으로 데이터 중심의 이동통신 서비스를 제공하기 시작했다. 이에 따라 최근 무선 트래픽에서 인터넷, 동영상을 포함한 멀티미디어 등의 서비스가 주된 콘텐츠로 자리 잡게 되었다. 이런 서비스 이용 패턴 변화에 대응하기 위해 현재 더 빠른 전송 속도를 가진 5G 이동통신에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 5G 이동통신은 기존 단말과의 호환성을 위해 4G를 기반으로 구성될 것으로 예상된다. 따라서 본 논문의 시뮬레이션 또한 4G를 기반으로 구성하였으며 시스템의 성능을 높이기 위해 Max throughput 스케줄링 알고리즘을 기반으로 새로운 사용자 스케줄링 기법을 제안한다. 본 논문은 기존의 사용자 스케줄링 알고리즘과 제안한 사용자 스케줄링 알고리즘을 비교하기 위해 주파수 효율과 공정성을 도출한다. 시뮬레이션 결과 모든 상황에서 Max throughput에 비해 향상된 성능을 보였다. 본 논문이 5G 이동통신 기술의 시스템 성능향상을 위한 연구의 참고자료로서 활용되며, 현재도 진행 중인 표준화 작업에 대해 일부 도움이 되기를 기대한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제29권5호
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• pp.524-532
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• 2002

인터넷이 급속하게 발달함에 따라 네트워크 사용자는 텍스트 기반의 서비스에서 멀티미디어 서비스 사용을 위한 고속의 네트워크를 요구하고 있다. 또한 네트워크 사용자는 인터넷 IP 주소 부족을 해결하기 위한 네트워크 변환 기술(NAT)이나 외부 망으로부터 내부 망을 보호하기 위한 방화벽(Firewall)과 같은 Layer 3에서의 라우팅 기술을 요구하고 있다. 그러나 현재 라우터 기반의 알고리즘에서는 멀티미디어 서비스를 지원하거나 사용자의 요구조건을 충족시키면서 혼잡상황 및 불공정성을 해결하기 위한 방법을 가지고 있지 않다. 본 논문에서는 Layer 3의 라우팅 기술인 네트워크 변환 기술을 이용하여 혼잡상황을 효과적으로 해결하는 MFRED(Multiple Fairness RED) 알고리즘을 제안하였다. MFRED 알고리즘은 비반응 플로우(unresponsive flow)와 TCP와 같은 플로우(TCP-like flow) 사이에 불공정성 문제를 해결하였다. 그리고, 이 알고리즘은 혼잡 상황에 덜 민감하고 혼잡 상황의 원인이 되는 플로우로부터 혼잡상황에 민감한 플로우를 공정하게 잘 보호하도록 동작한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권9A호
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• pp.888-897
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• 2007

본 논문에서는 802.16e OFDMA/TDD 셀룰러 시스템에서 Sector Throughput과 Fairness를 향상시키기 위한 상향링크 동적자원할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘을 설명하기에 앞서 상하향링크 채널 정보의 차이를 언급하고, Round-robin 알고리즘에 사용자의 위치에 따라 할당 받을 수 있는 부채널 수를 제한하는 기존의 FLR 알고리즘과 전송전력 최소화 또는 전송률 최대화 Inner Closed-loop Power Control 알고리즘을 적용함으로서 10% 정도의 Throughput과 공평성 측면에서 높은 성능 향상을 볼 수 있다. 또한 상향링크 채널 사운딩을 통한 상향링크 채널 정보를 이용하여 FASA 알고리즘을 수행함으로써 FLR 을 적용한 Round-robin에 비하여 31.8%의 Sector Throughput이 향상되었다. User Selection, 부채널 할당 알고리즘, 전력할당 알고리즘과 Simulation Methodology 등은 Part I 논문에서 이미 언급한 바와 같다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권5호
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• pp.2233-2252
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• 2018

For the problem of cross-layer joint resource allocation (JRA) in the Long-Term Evolution (LTE)-Advanced standard using carrier aggregation (CA) technology, it is difficult to obtain the optimal resource allocation scheme. This paper proposes a joint resource allocation algorithm based on the weights of user's average quality of experience (JRA-WQOE). In contrast to prevalent algorithms, the proposed method can satisfy the carrier aggregation abilities of different users and consider user fairness. An optimization model is established by considering the user quality of experience (QoE) with the aim of maximizing the total user rate. In this model, user QoE is quantified by the mean opinion score (MOS) model, where the average MOS value of users is defined as the weight factor of the optimization model. The JRA-WQOE algorithm consists of the iteration of two algorithms, a component carrier (CC) and resource block (RB) allocation algorithm called DABC-CCRBA and a subgradient power allocation algorithm called SPA. The former is used to dynamically allocate CC and RB for users with different carrier aggregation capacities, and the latter, which is based on the Lagrangian dual method, is used to optimize the power allocation process. Simulation results showed that the proposed JRA-WQOE algorithm has low computational complexity and fast convergence. Compared with existing algorithms, it affords obvious advantages such as improving the average throughput and fairness to users. With varying numbers of users and signal-to-noise ratios (SNRs), the proposed algorithm achieved higher average QoE values than prevalent algorithms.