• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권6호
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• pp.514-524
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• 2007

무선랜의 보편화와 속도증가로 인해 시스템 성능향상을 위한 기회적 스케줄링 기법의 중요성이 증대되고 있다. Voice-over-IP, peer-to-peer와 같은 새로운 응용 프로그램의 증가와 함께 무선랜 트래픽은 점점 더 상하링크 대칭이 되어가고 있으며, 그에 따라 무선랜 하향링크에 편중된 기회적 스케줄링 기법만으로는 공유된 한 개의 무선 채널의 효율을 높일 수 없게 되었다. 그러나, 무선랜의 채널 특성은 시간에 따른 변화가 크며 또한 상하대칭적이지도 않기 때문에, 무선랜 상향링크에서의 기회적 스케줄링은 결코 쉬운 문제가 아니다. 각 전송 클라이언트는 access point에게 채널상황을 보고해야 하며, 스케줄링 결정은 모든 클라이언트들의 동의를 얻어야만 한다. 본 논문에서는 무선랜 환경에서 협동 상향/하향 링크 기회적 스케줄링 기법 JUDS(joint uplink/downlink opportunistic scheduling for WLANs)을 제안한다. JUDS는 상향과 하향링크 스케줄링을 결합함으로써 채널의 상이점을 최대화하며 오버헤드를 최소화한다. JUDS는 또한 상향과 하향링크 사이에 균등한 채널 공유를 하도록 한다. Qualnet 시뮬레이션을 통해, JUDS는 최대 127%의 성능향상을 보이며, 상향/하향 링크 사이 완벽에 가까운 균등한 채널 공유를 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.2259-2266
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• 2016

최근 꾸준히 증가하는 무선랜 셀 및 단말의 증가로 제한된 공간 내에 매우 많은 무선랜 접속이 발생하는 밀집 무선랜 환경이 도래하고 있다. 본 논문은 이러한 밀집 무선랜 환경에서 수많은 단말의 접속으로 인한 기존 매체접속제어 프로토콜의 성능 저하를 막기 위하여 새로운 분산 매체접속제어 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 하나의 collision detection (CD) 단계만을 사용하는 기존 carrier sense multiple access with collision resolution (CSMA/CR) 프로토콜을 확장하여 여러 개의 CD 단계를 사용하여 높은 확률로 충돌을 해소한다. 각 CD 단계마다 충돌 검출 여부를 확인하는데 충돌이 검출되지 않은 CD 단계가 연속적으로 발생하여 임계치를 넘으면 CD 단계를 멈추는 방식으로 동작한다. 따라서 제안 방안은 접속하는 단말 수에 따라 적응적으로 CD 단계의 개수를 조절하여 다수의 CD 단계의 사용에 의한 전송 오버헤드를 줄이면서 충돌 해결 확률을 높일 수 있다. 모의실험 결과 제안하는 적응형 CSMA/CR 프로토콜은 단말 수에 따라 가변적으로 CD 단계를 운영하며 고정 개수의 CD 단계를 사용하는 기존 CSMA/CR 프로토콜보다 향상된 처리율을 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권2호
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• pp.99-111
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• 2008

최근 무선 랜은 SOHO (Small Office Home Office) 및 Hot Spot과 같은 환경에서 공간의 제약에 구애받지 않고, 인터넷에 접속할 수 있는 기술로서 사용자의 요구가 크게 증가하였다. 하지만, 무선 랜 환경에서의 통신은 유선망과 달리 불안정한 무선 채널의 특성으로 인해 연집적인 패킷 손실이 발생하여 통신상의 제약이 많은 특징을 가진다. 연집적인 패킷 손실은 AP(Access Point) 와 무선 단말의 거리가 증가하거나, AP와 무선 단말사이에 장애물 등이 일시적으로 지나갈 때 주로 발생하는 현상이다 결국, 현재 인터넷상에서 가장 광범위하게 사용되고 있는 무선 랜 기술인 IEEE 802.11은 이러한 특성으로 인해 사용자의 요구에 만족할만한 전송 성능을 나타내지 못하며, 특히 전송 계층에 TCP가 사용될 경우 불필요한 혼잡 제어 기법을 사용하게 함으로써 심각한 성능저하를 야기한다. 이러한 무선 랜 환경의 문제점을 해결하기 위해 MAC-layer LDA(Loss Differentiation Algorithm)가 제안되었다. MAC-layer LDA는 MAC 계풍의 Retry limit을 기반으로 CRD(Consecutive Retry Duration)를 무선 구간의 연집된 패킷손실 기간 이상 증가시켜, TCP의 불필요한 Timeout 발생 이전에 손실된 패킷을 효율적으로 복구하는 기법이다. 하지만, MAC-layer LDA 기법은 한정된 Retry limit의 증가로 인해 CRD가 연집된 패킷 손실 구간 보다 적은 경우가 발생하여 심각한 전송성능 저하를 가져온다. 또한, CRD의 증가는 무선 구간의 패킷 처리 시간을 증가시켜 대역폭과 무선 단말의 한정된 에너지 자원을 불필요하게 낭비하는 문제를 초래한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 Cross-layer 기법을 적용한 재전송 기법인 BLD(Burst Loss Detection) 모듈을 제안한다. BLD 모듈의 알고리즘은 현재 무선 랜 환경에서 가장 널리 사용되는 IEEE 802.11 MAC 프로토콜 기반의 재전송 기법으로서, MAC 계층과 TCP에서 사용되는 재전송 기법의 효율적인 연동을 통해 손실된 패킷을 복구한다. ns-2(Network Simulator) 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 BLD 모듈은 무선 구간의 연집적인 패킷 손실에 대해 효율적인 보상을 수행하여 전송 성능과 에너지 효율성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권2A호
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• pp.152-161
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• 2007

IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks (WLANs)는 광대역 무선 인터넷 접속기술로 널리 이용되고 있으며 WLAN을 기반으로 하는 음성 서비스(VoWLAN)와 같은 새로운 응용들이 등장하고 있다. VoWLAN서비스들은 휴대형 장치를 통해 서비스가 되며 베터리 전력을 이용해서 동작하는 휴대형 장치들을 위해 사용 전력을 최소화하여 대기시간을 최대화하는 기술이 필수적이다. 그러나 IEEE 802.11 WLAN 규격은 VoWLAN 서비스와 관련하여 사용 전력을 최적으로 이용하는 동작을 지원하지 않는다. 본 논문에서 페이징, idle 핸드오프 및 지연 핸드오프로 구성되는 새로운 Idle Mode operation을 제안한다. Idle mode operation를 기반으로 동작하는 모바일 호스트는 미리 정의되어 있는 페이징 영역내에서는 핸드오프를 하지 않는다. 모바일 호스트가 새로운 페이징 영역으로 진입할 때에만 최소한의 호처리 신호를 발생시키는 idle 핸드오프를 수행한다. 기존의 IEEE 802.11 WLAN은 idle mode를 지원하지 않기 때문에 Power Saving Mode (PSM)과 IP paging 기법을 동시에 이용해 왔으나 전력소비 효율이 좋지 못하였다. 본 논문은 구현을 통하여 새롭게 제안한 방식인 idle mode operation이 실현가능 함을 증명하고 기존의 방식과 비교하여 전력소비 효율이 더 뛰어남을 보인다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제1권1호
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• pp.35-46
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• 2012

무선 통신 시스템의 개발에 의해 한 지역에서 3G 네트워크와 WLAN, 무선 광대역 네트워크와 같은 여러 무선 네트워크 접속 기술들이 사용 가능하게 되었다. 이러한 기술의 발달로 사용자는 저속 또는 고속으로 이동하는 환경과 AP(Access Point)간 거리 변화에 따른 다양한 환경에서 차량용 모바일 네트워크 환경을 경험하고 있다. 본 논문에서는 다양한 환경 변화에 따른 네트워크 성능 문제를 다루고 있다. 전송 시간이나 전송 비용을 최소화하는데 중점을 두고, 퍼지 로직을 적용해 주변환경 요소에 따른 성능 평가를 한다. 먼저 WLAN과 고정 거리간 AP를 가지는 3G 네트워크로 구성된 환경과 WLAN과 무작위 거리에 있는 AP(Access Points)를 가지는 3G 네트워크로 구성된 환경, 그리고 위 두 환경에서 차량용 Ad hoc 네트워크를 사용한 환경에서의 성능을 분석한다. 이는 V2I(Vehicle to Infrastructure) / V2V(Vehicle to Vehicle) 환경을 가정한 상황이다. 퍼지 로직을 적용한 연구 결과를 바탕으로 차량의 이동 속도와 APs간의 거리에 따른 차량용 네트워크의 최적화 방향이 되는 환경을 제안한다. 제안된 알고리즘을 적용하였을 경우, V2I와 V2V환경에서 네트워크 성능은 각각 21%/ 13%가 향상되는 결과를 보였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권6호
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• pp.568-581
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• 2015

Predicting locations of users with portable devices such as IP phones, smart-phones, iPads and iPods in public wireless local area networks (WLANs) plays a crucial role in location management and network resource allocation. Many techniques in machine learning and data mining, such as sequential pattern mining and clustering, have been widely used. However, these approaches have two deficiencies. First, because they are based on profiles of individual mobility behaviors, a sequential pattern technique may fail to predict new users or users with movement on novel paths. Second, using similar mobility behaviors in a cluster for predicting the movement of users may cause significant degradation in accuracy owing to indistinguishable regular movement and random movement. In this paper, we propose a novel fusion technique that utilizes mobility rules discovered from multiple similar users by combining clustering and sequential pattern mining. The proposed technique with two algorithms, named the clustering-based-sequential-pattern-mining (CSPM) and sequential-pattern-mining-based-clustering (SPMC), can deal with the lack of information in a personal profile and avoid some noise due to random movements by users. Experimental results show that our approach outperforms existing approaches in terms of efficiency and prediction accuracy.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권10B호
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• pp.638-643
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• 2007

본 논문에서는 이질적 무선망 중에서 3G 셀룰러 망에서 WLAN으로 넘어가는 하향식 핸드오버에 초점을 맞추고 단말의 이동성에 따른 TCP 전송 프로토콜의 성능을 향상시키기 위한 기법을 제안한다. 하향식 핸드오버를 전후로 한 링크의 특성은 급격히 변화하게 되는데 특히 사용 가능한 대역폭이 급격하게 증가하고 RTT (Round-Trip-Time)는 감소하게 된다. 이 때 핸드오버 전후로 전송되는 패킷의 순서는 뒤바뀌게 되어 TCP는 false fast retransmission을 함으로써 TCP의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 리오더링 (reordering) 기법을 제안하여 핸드오버로 인한 TCP성능 저하 현상을 막고자 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.31-40
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• 2013

본 논문에서는 실내 근거리 무선 통신에 적합하고 대역폭 효율을 향상시키는 공간 변조(spatial modulation) 다중 안테나 시스템을 제안한다. 기존의 공간 변조 다중 안테나 시스템은 다중 송신 안테나 중 하나의 안테나를 사용하여 채널 간에 간섭을 피할 수 있어서 다중 경로가 많은 실내 환경에서 적합하다. 그러나 심벌 전송 구간마다 한 개의 안테나만을 선택하여 전송하므로 다중 안테나의 최대 부호 이득을 얻을 수 없다. 이를 극복하기 위하여 시공간블록부호화 방식을 적용한 공간 변조 다중 안테나 시스템은 두 개의 안테나를 사용하여 수신 성능을 향상시키지만 대역폭 효율이 향상되지 않는 단점이 있다. 본 논문에서는 골든 부호(Golden code)를 적용한 공간 변조를 제안하여 공간 변조 다중 안테나 시스템의 수신 성능과 대역폭 효율을 개선한다. 그리고 컴퓨터 모의실험을 통하여 기존 시스템과 제안하는 시스템의 성능을 비교 평가한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.653-660
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• 2013

This paper deals with the problem of unfairness among uplink TCP (Transmission Control Protocol) flows associated with frame aggregation employed in IEEE 802.11n WLANs (Wireless Local Area Networks). When multiple stations have uplink TCP flows and transmit TCP data packets to an AP (Access Point), the AP has to compete for channel access with stations for the transmission of TCP ACK (acknowledgement) packets to the stations. Due to this contention-based channel access, TCP ACKs tend to be accumulated in the AP's downlink buffer. We show that the frame aggregation in the MAC (Medium Access Control) layer increases TCP ACK losses in the AP and leads to the serious unfair operation of TCP congestion control. To resolve this problem, we propose the TAC (TCP ACK Compression) mechanism operating at the top of the AP's interface queue. By exploiting the properties of cumulative TCP ACK and frame aggregation, TAC serves only the representative TCP ACK without serving redundant TCP ACKs. Therefore, TAC reduces queue occupancy and prevents ACK losses due to buffer overflow, which significantly contributes to fairness among uplink TCP flows. Also, TAC enhances the channel efficiency by not transmitting unnecessary TCP ACKs. The simulation results show that TAC tightly assures fairness under various network conditions while increasing the aggregate throughput, compared to the existing schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권7호
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• pp.1276-1285
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• 2015

최근 들어, 자기 간섭 제어 기술의 발달로 인하여 PHY 계층에서는 full-duplex 통신이 가능한 수준에 도달하였다. 이러한 full-duplex 통신을 지원하기 위한 다양한 MAC 계층의 기술들이 활발히 연구 중이다. 본 논문에서는 무선랜 (WLAN) 시스템에서 full-duplex 통신의 특징과 이로 인하여 발생하는 문제점들을 알아보고, 이 문제를 해결하기 위하여 제안된 다양한 MAC 프로토콜을 살펴본다. 그리고 현재 초기 단계에 있는 무선랜 시스템에서의 full-duplex 통신과 관련된 MAC 계층의 향후 연구 과제를 논의한다.