• Journal of Information Processing Systems
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• 제9권3호
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• pp.365-378
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• 2013

In Wireless Mesh Networks (WMNs), we usually deploy multiple Internet Gateways (IGWs) to improve the capacity of WMNs. As most of the traffic is oriented towards the Internet and may not be distributed evenly among different IGWs, some IGWs may suffer from bottleneck problem. To solve the IGW bottleneck problem, we propose an efficient scheme to balance the load among different IGWs within a WMN. Our proposed load-balancing scheme consists of two parts: a traffic load calculation module and a traffic load migration algorithm. The IGW can judge whether the congestion has occurred or will occur by using a linear smoothing forecasting method. When the IGW detects that the congestion has occurred or will occur, it will firstly select another available IGW that has the lightest traffic load as the secondary IGW and then inform some mesh routers (MPs) which have been selected by using the Knapsack Algorithm to change to the secondary IGW. The MPs can return to their primary IGW by using a regression algorithm. Our Qualnet 5.0 experiment results show that our proposed scheme gives up to 18% end-to-end delay improvement compared with the existing schemes.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권1호
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• pp.67-73
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• 2010

Current on-demand ad-hoc routing protocols are not appropriate for wireless mesh networks (WMNs), because flooding-based route discovery is both redundant and expensive in terms of control message overhead. In this paper, we propose an efficient on-demand routing approach with directional flooding (DF), which is suitable for the WMNs with limited mobility. In the route discovery process to reach a gateway, our DF scheme can reduce the number of route request (RREQ) packets broadcast by using a restricted directional flooding technique. Simulation results show that ad hoc on-demand distance vector (AODV) with DF (AODV-DF) can significantly reduce routing overhead by RREQ packets and enhance overall performance compared with the original AODV.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권2호
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• pp.344-358
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• 2011

Wireless tactical network (WTN) is the most important present-day technology enabling modern network centric warfare. It inherits many features from WMNs, since the WTN is based on existing wireless mesh networks (WMNs). However, it also has distinctive characteristics, such as hierarchical structures and tight QoS (Quality-of-Service) requirements. Little research has been conducted on hierarchical protocols to support various QoS in WMN. We require new protocols specifically optimized for WTNs. Control packets are generally required to find paths and reserve resources for QoS requirements, so data throughput is not degraded due to overhead. The fundamental solution is to adopt topology aggregation, in which a low tier node aggregates and simplifies the topology information and delivers it to a high tier node. The overhead from control packet exchange can be reduced greatly due to decreased information size. Although topology aggregation is effective for low overhead, it also causes the inaccuracy of topology information; thus, incurring low QoS support capability. Therefore, we need a new topology aggregation algorithm to achieve high accuracy. In this paper, we propose a new aggregation algorithm based on star topology. Noting the hierarchical characteristics in military and hierarchical networks, star topology aggregation can be used effectively. Our algorithm uses a limited number of bypasses to increase the exactness of the star topology aggregation. It adjusts topology parameters whenever it adds a bypass. Consequently, the result is highly accurate and has low computational complexity.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.418-420
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• 2013

Issues on design of routing scheme and routing metric for multicast in multi-channel multi-radio (MCMR) wireless mesh networks (WMNs) are discussed. Emphasis is placed on channel-diversity oriented routing metrics. From case study the conclusion to be drawn is that the key for design of channel-diversity oriented routing metrics is how to construct an optimization function to quantify interdependence between channel assignment and multicast routing throughput.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권9호
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• pp.976-985
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• 2017

낮은 비용으로 무선 네트워킹 인프라를 구축할 수 있는 무선 메쉬 네트워크에서는 제한된 무선 자원을 효율적으로 이용하기 위해 패킷 전송(특히, 불필요하게 중복되는 패킷 전송)을 신중하게 처리해야 한다. 본 논문에서는 컨트롤러를 통한 중앙 집중식의 관리가 가능한 소프트웨어 정의 네트워킹 기반의 무선 메쉬 네트워크에서 불필요하게 중복 전송되는 데이터의 양을 감소시키기 위해 경량화된 중복 제거기법을 제안한다. 제안하는 중복 제거 기법은 감소되는 트래픽 양을 극대화하기 위해 컨트롤러가 1) 기계학습 기반의 정보 요청, 2) ID기반의 소스 라우팅, 3) 인기도 기반의 캐쉬 업데이트를 통해 중복 제거 효과를 극대화시킬 수 있는 최적의 경로를 결정한다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 기법을 통해 전체 트래픽 부하를 18.34%-48.89% 만큼 감소시킬 수 있음을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.53-59
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• 2009

무선 애드록 네트워크의 특수한 형태인 무선 메쉬 네트워크는 최근 새로운 연구과제의 초석으로 주목받고 있다. WMN의 제한적인 동작 환경으로 인하여 효과적인 연결 Dominating set 구성은 브로드캐스팅, 라우팅, 혹은 가상 백본을 구성을 위한 방법 중 하나로 중요한 관심 대상이다. 본 논문에서 분산적인 방법을 토대로 네트워크에서 최소지연과 효율적인 대역폭 사용을 통하여 성능 향상을 시키기 위하여 Interference와 Bandwidth을 Dominating set 구성 파라미터로 사용한 연결 Dominating set 구성 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 알고리즘은 최대의 주파수 대역폭을 가진 링크와 연결된 최소의 연결 Dominating set이 구성됨으로써 네트워크 전체 성능이 향상됨을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.829-836
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• 2013

무선 메쉬 네트워크는 멀티홉으로 구성된 무선 백본 네트워크 기술이다. 이러한 네트워크에서 단말에게 서비스를 제공하기 위해서는 단말 위치관리는 필수적이다. IEEE 802.11s 표준에서는 두 가지 방법의 위치관리 기법을 제시하고 있다. 하지만 제시하고 있는 기법은 불필요한 제어 메시지 발생, 비효율적인 위치정보 유지, 추가적인 지연시간 발생 등의 단점을 지니고 있다. 본 논문은 일반 트래픽의 6-Address 구조에 담겨 있는 위치정보를 사용하여 On-demand 형태로 작동하는 이동단말의 위치정보 관리기법을 제안한다. 제안방법을 실제 구현을 통해 검증하였으며, 시뮬레이션을 통해 성능을 비교 해보았다. 분석과 실험 결과를 통해 위치정보 갱신을 위해 발생한 제어 메시지의 감소, 전송을 위한 지연시간 단축 등의 결과를 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권12A호
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• pp.1152-1159
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• 2010

무선 메쉬 네트워크는 무선 링크를 통해 백본 네트워크를 형성하여 사용자에게 인터넷 접근을 제공한다. WMN의 주요 이슈는 네트워크 용량이다. 이를 위해 IEEE 802.11 의 멀티 채널과 멀티 레이트를 활용할 수 있다. 채널은 채널 할당에 따라 노드 연결성 (node connectivity)과 채널 다양성 (channel diversity)을 결정한다. 또한, IEEE 802.11 멀티 레이트 네트워크에서는 RA (Rate Anomaly) 문제가 발생하는데, 이는 낮은 레이트 링크들이 높은 레이트 링크의 성능을 심각히 저하시키는 현상이다. 본 논문에서는 노드 연결성과 채널 다양성을 향상시키고 RA문제를 완화하는 레이트 분할 멀티 채널 (Rate Separating Multi-Channel, RSMC) 프로토콜을 제안한다. RSMC는 트리 기반 WMN를 형성하여 채널 다양성을 증가시키고, 다른 레이트를 사용하는 트리 위의 링크들을 채널로 분리시켜 RA를 줄인다. 또한, 노드 연결성을 증가하기 NC (Network Connectivity) 알고리즘을 사용한다. 시뮬레이션을 통해 RSMC이 기존 멀티 채널 프로토콜보다 총 처리율, 노드 연결성, 채널 다양성 측면에서 향상된 성능을 보임을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권10B호
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• pp.964-972
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• 2009

무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network, WMN)는 다중 인터페이스와 다중 채널을 지원함으로써 기존의 무선 네트워크에서 발생되는 여러 문제점을 해결할 수 있는 핵심적인 미래기술로 대두되고 있다. WMN에서 다중 채널의 사용은 무선 네트워크 노드들이 사용하는 대역폭을 본질적으로 증가시켜준다. 그러나 이러한 대역폭을 충분히 사용하기 위해서는 다중 채널 환경에서 발생할 수 있는 채널 간 간섭을 최소화하는 채널 할당 기법이 요구된다. 본 논문에서는 WMN의 성능 향상을 위하여 클러스터링 기반의 최소 간섭 채널 할당(Minimum Interference Channel Assignment, MI-CA) 알고리즘을 제안한다. MI-CA 알고리즘은 클러스터 간의 Inter-Cluster 채널 할당과 클러스터 내부의 Intra-Cluster 채널 할당으로 구성된다. Inter-Cluster 채널 할당에서는 전체 WMN을 위한 베어본 채널을 MST(Minimum Spanning Tree) 기반으로 클러스터 헤더와 보더 노드에 할당하고, Intra-Cluster 채널 할당에서는 클러스터 멤버들 간에 직교채널을 재 할당함으로써 간섭을 최소화 한다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안한 MI-CA 알고리즘이 채널 간섭을 최소화함으로써 WMNs의 성능을 향상시킬 수 있음을 입증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권6호
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• pp.85-94
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• 2015

본 논문에서는 무선 메쉬네트워크(WMN)를 위한 동적 이동성 트래픽 환경에 적응하는 향상된 QoS 멀티캐스트 라우팅 스케줄링 기법을 제안한다. 이는 멀티미디어 응용에 대한 지연의 제약 조건을 제어함으로써 네트워크 QoS 문제를 처리하도록 한다. 멀티캐스트 그룹의 크기는 현재 네트워크 상태 및 QoS 요구사항 등에 따라 결정되며, 멀티캐스트 트리의 동적 재구성은 부분적 멀티캐스트 라우팅 방식 및 트래픽 예측 기법을 사용하는 전처리과정을 통해 이루어진다. 제안된 방법의 성능 평가는 적합한 지연시간 제한과 관련된 최적의 값을 선택함으로써, 임의로 생성된 가상 무선메쉬 네트워크 그래프에서 수행된다. 시뮬레이션 결과로 부터 제안된 QoS 멀티캐스트 라우팅 기법의 성능이 향상됨을 확인하였다.