• 한국통신학회논문지
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• 제42권2호
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• pp.389-392
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• 2017

멀티홉 무선망에서 플로우가 교차하는 노드의 네트워크 코딩 가능 여부를 검사하기 위한 조건인 PCC와 RFCC가 기존에 제안되었다. PCC의 경우 교차 노드가 하나인 경우에만 정확하게 동작한다. 이 문제를 해결하기 위해 RFCC는 중간 노드의 디코딩 가능성을 고려한 네트워크 코딩 조건을 정의했다. 그러나 중간 노드의 디코딩 가능성 검사와 디코딩으로 인한 코딩 연산 횟수가 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 이 오버헤드를 줄이기 위해서 목적지 노드에서만 디코딩이 가능하도록 하고, 이를 위한 네트워크 코딩 조건인 DCC를 정의한다. DCC의 성능을 시뮬레이션 수행을 통해 분석한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.39-45
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• 2010

실제 네트워크에서 압도적인 비중을 차지하는 TCP 트래픽의 성능은 네트워크 코딩 기법에서도 고려해야 할 중요한 요소이다. 그러나 무선 메쉬 네트워크에서의 네트워크 코딩 기법이 새로이 제안될 때 이를 위한 성능 평가는 대개의 경우 전송 계층에서의 프로토콜로서 TCP가 아닌 다른 프로토콜을 사용하여 이루어져 왔다. 이는 네트워크 코딩의 패킷 전송 형태에 대한 영향이 TCP 성능에 부정적인 요소로 작용하기 때문이다. 네트워크 코딩을 기반으로 하는 대부분의 무선 메쉬 네트워크 패킷 전송 방식에서는 패킷들을 받은 노드들 중 어느 노드가 네트워크 코딩을 하여 전달할 것인가를 정한다. 본 논문에서는 이 전달자 노드들이 TCP 성능에 미치는 영향에 대해 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권11호
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• pp.1014-1021
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• 2012

본 논문에서는 네트워크 코딩을 IEEE 802.11s기반 무선 메쉬 네트워크에 적용을 위한 고려사항에 대하여 분석해 본다. 네트워크 코딩을 무선 네트워크에 적용하기 위한 동작과정을 살펴보고, 이론적인 네트워크 코딩의 이득을 감소시킬 수 있는 중요 요소를 제시한다. 네트워크 성능 평가를 통하여, 네트워크 코딩은 네트워크 처리량 같은 네트워크 성능을 향상할 수는 있지만 전력 소모량 측면에서는 오히려 더 안 좋은 성능이 나타나는 것을 살펴볼 수 있었다. 또한 네트워크 코딩이 적용되기 부적절한 환경에서는 네트워크 코딩 성능이 크게 저하되는 것을 살펴 볼 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권9호
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• pp.2134-2153
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• 2013

A network-coding-based scheme is proposed to improve the energy efficiency of distributed storage systems in WSNs (Wireless Sensor Networks). We mainly focus on two problems: firstly, consideration is given to effective distributed storage technology; secondly, we address how to effectively repair the data in failed storage nodes. For the first problem, we propose a method to obtain a sparse generator matrix to construct network codes, and this sparse generator matrix is proven to be the sparsest. Benefiting from this matrix, the energy consumption required to implement distributed storage is reduced. For the second problem, we designed a network-coding-based iterative repair method, which adequately utilizes the idea of re-encoding at intermediate nodes from network coding theory. Benefiting from the re-encoding, the energy consumption required by data repair is significantly reduced. Moreover, we provide an explicit lower bound of field size required by this scheme, which implies that it can work over a small field and the required computation overhead is very low. The simulation result verifies that the proposed scheme not only reduces the total energy consumption required to implement distributed storage system in WSNs, but also balances energy consumption of the networks.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권4호
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• pp.396-402
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• 2008

The use of network coding in wireless networks has been proposed in the literature for energy efficient broadcast. However, the decoding complexity of existing algorithms is too high for low-complexity devices. In this work we formalize the all-to-all information exchange problem and shows how to optimize the transmission scheme in terms of energy efficiency. Furthermore, we prove by construction that there exists O(1) -complexity network coding algorithms for grid networks which can achieve such optimality. We also present low-complexity heuristics for random. topology networks. Simulation results show that network coding algorithms outperforms forwarding algorithms in most cases.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.797-804
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• 2011

무선 애드 혹(ad hoc) 네트워크에서 전송 효율을 향상시킬 수 있는 방법으로 네트워크 코딩(network coding)이 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 무선 랜에 네트워크 코딩을 적용하였을 때, 수율(throughput) 성능을 예측할 수 있는 분석 모델을 제안하고자 한다. 이 모델에서는 모든 무선 노드들이 선형 토폴로지(topology)로 네트워크를 구성하고 있고, 양단에 위치한 두 개의 소스 노드들이 패킷을 발생시키고, 중간 노드들은 네트워크 코딩을 수행하면서 패킷을 전달하는 역할을 하게 된다. 제안하는 분석 모델은 궁극적으로 각 노드별수율의 비선형 방정식 형태로 귀결되며, 이 방정식의 해를 통해서 단대단(end-to-end) 수율을 계산하게 된다. 본 논문에서 제안한 분석 모델의 정확성을 검증하기 위하여, 다양한 모의 실험을 수행하였으며, 분석 모델을 통한 수율 예측치가 시뮬레이션 결과와 상당히 일치함을 확인할 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제37권2호
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• pp.380-386
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• 2015

Guaranteeing quality of service over a multihop wireless network is difficult because end-to-end (ETE) delay is accumulated at each hop in a multihop flow. Recently, research has been conducted on network coding (NC) schemes as an alternative mechanism to significantly increase the utilization of valuable resources in multihop wireless networks. This paper proposes a new section-based joint NC and scheduling scheme that can reduce ETE delay and enhance resource efficiency in a multihop wireless network. Next, this paper derives the average ETE delay of the proposed scheme and simulates a TDMA network where the proposed scheme is deployed. Finally, this paper compares the performance of the proposed scheme with that of the conventional sequential scheduling scheme. From the performance analysis and simulation results, the proposed scheme gives more delay-and energy-efficient slot assignments even if the NC operation is applied, resulting in a use of fewer network resources and a reduction in ETE delay.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.3841-3861
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• 2017

Virtualized small cell network is a promising architecture which can realize efficient utilization of the network resource. However, conventional full duplex self-backhauls lead to residual self-interference, which limits the network performance. To handle this issue, this paper proposes a virtual resource allocation, in which the residual self-interference is fully exploited by employing a physical-layer network coding (PNC) aided self-backhaul scheme. We formulate the features of PNC as time slot and information rate constraints, and based on that, the virtual resource allocation is formulated as a mixed combinatorial optimization problem. To solve the problem efficiently, it is decomposed into two sub problems, and a two-phase iteration algorithm is developed accordingly. In the algorithm, the first sub problem is approximated and transferred into a convex problem by utilizing the upper bound of the PNC rate constraint. On the basis of that, the convexity of the second sub problem is also proved. Simulation results show the advantages of the proposed scheme over conventional solution in both the profits of self-backhauls and utility of the network resource.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6B호
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• pp.464-473
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• 2012

본 논문에서는 무선 네트워크에서 네트워크 코딩을 재전송에 사용했을 때 얻을 수 있는 이득을 계산했다. 먼저 무선 네트워크에서 네트워크 코딩을 재전송에 활용했을 때 얻을 수 있는 전송 실패 확률을 수학적으로 구했고 이에 따른 다이버시티 차수를 노드 숫자와 수신 확률에 따라 변함을 보였다. 전송 실패 확률을 이용하여 전송실패 확률 ${\epsilon}$을 만족시키는 ${\epsilon}$-용량 (${\epsilon}$-outage capacity) 을 구하였고, 네트워크 코딩을 사용했을 때와 안 했을 때의 ${\epsilon}$-용량의 비율을 네트워크 코딩 이득이라 정의하였다. 그리고 네트워크 코딩 이득이 다이버시티 차수의 함수로 표현됨을 보였다. 노드 숫자가 무한하게 많아지게 되면 네트워크 코딩 이득이 점근적으로 $0.25{\epsilon}^{-1}$을 달성할 수 있음을 보였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제19권6호
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• pp.817-829
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• 2023

Variable wireless channel is a big challenge for real-time video applications, and the rate adaptation of realtime video streaming becomes a hot topic. Intra-video coding is important for high-quality video communication and industrial video applications. In this paper, we proposed a novel adaptive scheme for real-time video transmission with intra-only coding over a wireless network. The key idea of this scheme is to estimate the instantaneous remaining capacity of the network to adjust the quality of the next several video frames, which not only can keep low queuing delay and ensure video quality, but also can respond to bandwidth changes quickly. We compare our scheme with three different schemes in the video transmission system. The experimental results show that our scheme has higher bandwidth utilization and faster bandwidth change response, while maintaining low queuing delay.