• 제목/요약/키워드: cross-layer design

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Adaptive ARQ Method for Enhancements of LTE MAC Protocol

  • Jung, Yonghak;Kwon, Youngmi
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.1992-1999
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    • 2016
  • In layered communication architecture, each layer is designed to service its own functions to higher layer while getting serviced by lower layer. Usually layered architectures are not optimized in a total view of whole services and functions. So cross layer design pursues performance enhancements by optimizing in various ways. In LTE, MAC layer uses HARQ mechanism and RLC layer uses ARQ mechanism for retransmission. According to the 3GPP 36.331 specification, two layers' cooperation may not happen in an optimized way. This paper suggests an adaptive MAC layer approach which RLC layer's function might be initiated in MAC layer in advance to utilize MAC layer's idling wasting time for RLC layer's next decision. This adaptive ARQ method in MAC layer speeds up the next retransmission and reduces the overall transmission time. Emulation shows the improved performance in total retransmission time and retransmission success ratio. In wireless shadow area, the retransmission occurs frequently. Our approach has strong points in this poor wireless condition.

The Scheduling Problem in Wireless Networks

  • Pantelidou, Anna;Ephremides, Anthony
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제11권5호
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    • pp.489-499
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    • 2009
  • We describe the fundamental issue of scheduling the allocation of wireless network resources and provide several formulations of the associated problems. The emphasis is on scheduling transmission attempts. We place this problem in the context of existing approaches, like information theoretic and traditional network theoretic ones, as well as novel avenues that open up the possibility of addressing this issue for non-stationary and non-ergodic environments. We summarize concrete recent results for specific special cases that include unicast and multicast traffic, different objective functions, and reduced complexity versions of the problem. We conclude with some thoughts for future work. We identify and single out the cross-layer nature of the problem and include a simple physical-layer criterion in what is mostly a medium access control (MAC) problem.

무선 센서 네트워크에서 크로스 레이어 기반의 에너지 효율적인 클러스터링 프로토콜 (An Energy-Efficient Clustering Protocol Based on The Cross-Layer Design in Wireless Sensor Networks)

  • 김태곤;이형근
    • 전기전자학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.165-170
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    • 2007
  • 무선 센서 네트워크에서 클러스터링 프로토콜의 목적은 각 센서 노드의 에너지 소모를 최소화하여 네트워크의 생존 시간을 최대화 하는 것이다. 그러나 기존의 클러스터링 프로토콜은 센서 노드, 클러스터 헤드와 싱크 노드 사이의 통신방법을 제외하고 주로 클러스터를 구성하는 것에만 초점을 맞추고 있다. 본 논문에서는 기존의 클러스터링 프로토콜에 다중경로 라우팅 알고리즘을 적용하고, MAC 계층과 네트워크 계층 간의 cross-layer 설계를 이용하여 에너지 효율적인 클러스터링 프로토콜을 제안한다. 여기에서 다중경로 정보는 싱크로부터의 경로 요구 패킷을 네트워크에 전파시킴으로서 설정되며 또한 다중경로에 대한 정보는 무선채널의 브로드캐스팅 특징과 결합하여 데이터의 전송 확률을 증가시킨다. 실험 결과에 의하면 제안한 프로토콜이 클러스터 헤드의 부하를 낮춤으로써 무선 센서 네트워크의 생존 시간을 늘려주고, 네트워크 크기의 증가에 따라 에너지 소비의 증가율이 다소 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

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무선 메쉬 네트워크의 최대 전송 성능을 위한 라우팅과 스케쥴링의 계층 교차적 설계 및 성능 분석 (Cross-layer Design and its Performance Evaluation of Joint Routing and Scheduling for Maximizing Network Capacity of Wireless Mesh Networks)

  • 민석홍;김병철;이재용
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권12호
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    • pp.30-45
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    • 2014
  • 최근 유비쿼터스 컴퓨팅 환경과 광대역 접속 환경을 필요로 하는 멀티미디어 어플리케이션 사용자가 급속히 증가하고 있으며, 이들에게 효율적인 네트워크 서비스를 제공할 수 있는 차세대 무선 네트워킹을 위한 핵심기술로서 무선 메쉬 네트워크가 주목받고 있다. 다수의 네트워크의 플로우들이 동시에 전송되는 경우, 각 플로우들의 경로 설정을 위한 경로 탐색과 각 플로우들의 전송을 위한 링크의 자원 할당은 네트워크의 효율성에 직접적으로 영향을 주는 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 STDMA 기반의 무선 메쉬 네트워크에서 수리적 모델링을 사용하여 경로 탐색과 링크의 자원할당 문제를 동시에 고려하여 주어진 각 플로우들의 전송률을 최대로 수용할 수 있는 계층간 최적화 설계 기법을 이용한 알고리즘을 제안한다. 그리고, 성능 분석을 통하여 제안한 알고리즘이 다중 홉 무선 메쉬 네트워크를 경유하는 플로우들의 수가 늘어날 때 주어진 대역폭 자원을 최대로 활용하여 전송 성능을 향상 시킬 수 있음을 보였다.

무선 센서네트워크에서 교차계층 설계 기반의 에너지 효율적인 데이터 전송 기법 (An Energy Efficient Data Delivery Scheme based on Cross-Layer Design in Wireless Sensor Networks)

  • 신종회;김재현;김석규
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.177-184
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    • 2008
  • 무선 센서네트워크(WSN: Wireless Sensor Networks)의 에너지 제약과 제한된 자원 특성으로 인하여 WSN 프로토콜 설계의 주목적은 주로 에너지 효율성에 두고 있다. 본 논문에서는 네트워크 수명시간을 극대화하기 위하여 기존의 MAC 계층에서 사용되던 센서노드 동기화 패킷(SYNC)을 활용하는 교차계층 설계 기반의 에너지 인식 트리 데이터 전송 기법(EATD: Energy-Aware Tree based Delivery scheme)을 제안한다. 제안된 EATD 기법은 시뮬레이션 분석을 통해 무선 센서네트워크환경에서 기존의 MAC과 라우팅 프로토콜기반의 데이터 전송 방식 보다 에너지 절감 및 데이터 전송지연 개선효과가 있다는 것을 확인하였다.

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통신망 QoS를 위한 라우팅과 용량 증설의 계층간 최적화 기법 (Cross-layer Design of Routing and Link Capacity Extension for QoS in Communication Networks)

  • 신봉석;이현관;박정민;김동민;김성륜;이상일;안명길
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권12B호
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    • pp.1749-1757
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    • 2010
  • 본 논문에서는 사용자의 QoS (Quality of Service) 만족을 위해 할당하는 통신 자원에 대한 비용을 최소화하는 기법을 제안한다. 전송 지연이나 손실과 같이 사용자의 QoS를 결정짓는 요소들은 링크 사용률에 의존하게 되므로 링크 사용률에 따른 비용함수를 정의한다. 우선 네트워크 효용 최대화 (Network Utility Maximization) 문제로부터 기본적인 용량 계획 문제를 만들고, 하나의 토폴로지를 예로 들어 기본적인 용량 계획 문제의 해법이 최적의 해법을 제시하지 못한다는 것을 증명한다. 기본적인 용량 계획 문제의 해법을 초기 값으로 설정하고 라우팅과 용량 증설의 계층간 최적화 기법을 통하여 최적의 용량 계획 방법을 제시한다. 이 용량 계획 방법은 점차 증가하고 있는 평균 트래픽 양을 고려했을 때, 어떤 링크에 얼마만큼의 추가 자원이 필요할지에 대한 효과적인 해법을 제시할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해, 제시한 토폴로지에서 최소 비용으로 수렴하는 것을 확인한 후에 좀 더 복잡하고 일반적인 네트워크에서도 수렴함을 보인다.

Optimum topology design of geometrically nonlinear suspended domes using ECBO

  • Kaveh, A.;Rezaei, M.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제56권4호
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    • pp.667-694
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    • 2015
  • The suspended dome system is a new structural form that has become popular in the construction of long-span roof structures. Suspended dome is a kind of new pre-stressed space grid structure that has complex mechanical characteristics. In this paper, an optimum topology design algorithm is performed using the enhanced colliding bodies optimization (ECBO) method. The length of the strut, the cable initial strain, the cross-sectional area of the cables and the cross-sectional size of steel elements are adopted as design variables and the minimum volume of each dome is taken as the objective function. The topology optimization on lamella dome is performed by considering the type of the joint connections to determine the optimum number of rings, the optimum number of joints in each ring, the optimum height of crown and tubular sections of these domes. A simple procedure is provided to determine the configuration of the dome. This procedure includes calculating the joint coordinates and steel elements and cables constructions. The design constraints are implemented according to the provision of LRFD-AISC (Load and Resistance Factor Design-American Institute of Steel Constitution). This paper explores the efficiency of lamella dome with pin-joint and rigid-joint connections and compares them to investigate the performance of these domes under wind (according to the ASCE 7-05), dead and snow loading conditions. Then, a suspended dome with pin-joint single-layer reticulated shell and a suspended dome with rigid-joint single-layer reticulated shell are discussed. Optimization is performed via ECBO algorithm to demonstrate the effectiveness and robustness of the ECBO in creating optimal design for suspended domes.

FDM 3D Printer의 층간 충진율에 따른 강도변화 (Strength Variation with Inter-Layer Fill Factor of FDM 3D Printer)

  • 강용구;권현규;신근식
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.66-73
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    • 2019
  • Recently, FDM-type 3D printer technology has been developed, and efforts have been made to improve the output formability and characteristics further. Through this, 3D printers are used in various fields, and printer technologies are suggested according to usage, such as FDM, SLA, DLP, and SLM. In particular, the FDM method is the most widely used, and the FDM method technology is being developed further. The characteristics of the output are produced by the FDM-type 3D printer, which is determined by various factors, and particularly the perspective of the Inter-Layer Fill Factor, which is the volume ratio of the laminated material that exerts a direct influence. In this study, the Inter-Layer Fill Factor is theoretically obtained by presenting the internal space between each layer according to the laminate thickness as a cross-sectional shape model, and the cross section of the actual laminated sample is compared with the theoretical model through experiments. Then, the equation for the theoretical model is defined, and the strength change according to each condition (tensile strength of material, reduction slope, strength reduction rate, and output strength) is confirmed. In addition, we investigated the influence on the correlation and strength between laminate thickness and the Inter-Layer Fill Factor.

듀티사이클 무선센서네트워크에서 저전력과 저지연을 위한 다중경로 라우팅 프로토콜의 설계 (Design of a multipath routing protocol for energy-efficiency and low-delay in duty-cycled wireless sensor networks)

  • 이형근
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.326-332
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    • 2020
  • 본 논문은 듀티사이클 기반의 무선센서네트워크에서 에너지 효율성을 높이고 시간 지연을 줄일 수 있는 경로설정을 위해 새로운 라우팅 메트릭을 고안하고 이를 활용한 라우팅 프로토콜을 제안한다. 듀티사이클을 고려한 새로운 라우팅 메트릭인 EDW 메트릭을 사용함으로써 에너지 효율적이며 저지연의 경로를 설정할 수 있다. 본 논문에서는 새로운 라우팅 메트릭을 적용하는 크로스레이어 기반의 다중경로 라우팅 프로토콜을 제안하고 실험을 통해 낮은 전송 지연시간과 적은 에너지소비를 확인하였다.