• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권5호
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• pp.1790-1806
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• 2015

Utility-based routing is a special type of routing approach using a composite utility metric when making routing decisions in ad hoc and sensor networks. Previous studies on the utility-based routing all use fixed retry limit and a very simple distance related energy model, which makes the utility maximization less efficient and the implementation separated from practice. In this paper, we refine the basic utility model by capturing the correlation of the transmit power, the retry limit, the link reliability and the energy cost. A routing algorithm based on the refined utility model with adaptive transmit power and retry limit allocation is proposed. With this algorithm, packets with different priorities will automatically receive utility-optimal delivery. The design of this algorithm is based on the observation that for a given benefit, there exists a utility-maximum route with optimal transmit power and retry limit allocated to intermediate forwarding nodes. Delivery along the utility-optimal route makes a good balance between the energy cost and the reliability according to the value of the packets. Both centralized algorithm and distributed implementations are discussed. Simulations prove the satisfying performance of the proposed algorithm.

• 한국경영과학회지
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• 제36권2호
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• pp.1-14
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• 2011

In this paper, we deal with an access network design problem of fiber-to-the-home passive optical network (FTTH-PON). The FTTH-PON network design problem seeks to minimize the total cost of optical splitters and cables that provide optical connectivity between central office and subscribers. We develop a flow-based mixed integer programming (MIP) model with nonlinear link cost. By developing valid inequalities and preprocessing rules, we enhance the strength of the proposed MIP model in generating tight lower bounds for the problem. We develop an effective Tabu Search (TS) heuristic algorithm that provides good quality feasible solutions to the problem. Computational results demonstrate that the valid inequalities and preprocessing rules are effective for improving the LP-relaxation lower bound and TS algorithm finds good quality solutions within reasonable time bounds.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권3호
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• pp.250-256
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• 2011

A two-way relaying (TWR) system is analyzed, where two source terminals with unequal numbers of antennas exchange data via an amplify-and-forward relay terminal with a single antenna. In the system considered herein, the link quality between the sources and relay can generally be asymmetric due to the nonidentical antenna configuration, power allocation, and relay location. In such a general setup, accurate bounds on the average sum rate (ASR) are derived when beamforming or orthogonal space time block coding is employed at the sources. We show that the proposed bounds are almost indistinguishable from the exact ASR under various system configurations. It is also observed that the ASR performance of the TWR system with unequal numbers of source antennas is more sensitive to the relay location than to the power allocation.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권5호
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• pp.2346-2361
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• 2017

A major challenge in cloud infrastructure is the efficient allocation of virtual network elements on top of substrate network elements. Path algebra is a mathematical framework which allows the validation and convergence analysis of the mono-constraint or multi-constraint routing problems independently of the network topology or size. The present study proposes a new heuristic approach based on mathematical framework "paths algebra" to map virtual nodes and links to substrate nodes and paths in cloud. In this approach, we define a measure criterion to rank the substrate nodes, and map the virtual nodes to substrate nodes according to their ranks by using a greedy algorithm. In addition, considering multi-constraint routing in virtual link mapping stage, the used paths algebra framework allows a more flexible and extendable embedding. Obtained results of simulations show appropriate improvement in acceptance ratio of virtual networks and cost incurred by the infrastructure networks.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권1A호
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• pp.34-43
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• 2007

In the IEEE 802.15.3 Medium Access Control (MAC) protocol, Simultaneously Operating Piconets (SOPs) are linked by the parent/child (P/C) or parent/neighbor (P/N) configuration, which work on a Time Division Multiple Access (TDMA) basis. This provides interference mitigation but the overall throughput is limited because the SOPs share the channel time exclusively. The protocol is not efficient for SOPs if we focus on the combination of interference mitigation and high throughput maintenance. In this paper Public Channel Time Allocation (Public CTA) is proposed, which is able to greatly reduce the inter-piconet interference (IPI) and achieve greater throughput without much loss of link success probability (LSP) in the SOPs. The simulation results based on the SOPs of Direct Sequence Ultra Wideband (DS-UWB) system demonstrate that the proposed scheme effectively supports the coexistence of SOPs, and it can not only significantly improve the overall throughput of SOPs but also maintain high LSP.

• ETRI Journal
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• 제44권6호
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• pp.925-935
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• 2022

In this study, we propose a limited feedback-based frequency divided group beamforming with sparse space-frequency transmit diversity coded orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system for ultrareliable low latency communication (URLLC) scenario. The proposed scheme has several advantages over the traditional hybrid beamforming approach, including not requiring downlink channel state information for baseband precoding, supporting distributed multipoint transmission structures for diversity, and reducing beam sweeping latency with little uplink overhead. These are all positive aspects of physical layer characteristics intended for URLLC. It is suggested in the system to manage the multipoint transmission structure realized by distributed panels using a power allocation method based on cooperative game theory. Link-level simulations demonstrate that the proposed scheme offers reliability by achieving both higher diversity order and array gain in a nonline-of-sight channel of selectivity and limited spatial scattering.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.17-23
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• 2016

인터넷의 성장은 다양한 분야에서 정보통신 기술의 활용한 새로운 서비스를 창출하고 있지만, 인터넷의 구조적인 문제로 인하여 다양한 네트워크 구조와 서비스의 발전을 저해하고 있다. 네트워크 가상화는 현재 인터넷의 구조적 문제를 극복할 수 있는 대안으로 연구되고 있으며, 많은 연구 분야 중에서도 가상 네트워크 자원 할당 방안이 중요 연구 분야중의 하나이다. 본 논문에서는 가상 네트워크의 신뢰성을 향상시켜 네트워크상에서의 단일 링크 장애를 복구할 수 있는 방안을 제안한다. 다수의 가상 네트워크가 하나의 공유 백업 대역폭을 이용하여 다중 경로를 지원함으로 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 가상 네트워크들이 백업자원을 공유함으로 한정된 물리 자원의 효율성을 향상시키고, 사전에 할당된 백업 자원을 이용하여 빠른 장애 복구가 가능하다는 장점이 있다. 실험을 통하여 제안된 알고리즘의 다중 경로 생성 소요 시간이 기존 연구보다 약 50% 정도 성능 향상되었음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권6B호
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• pp.508-516
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• 2006

무선 네트워크 사용자가 폭발적으로 증가하구 서비스 종류들이 다양해짐에 따라 고 전송률 및 사용자의 QoS(Quality of Service) 보장에 대한 요구가 강화되고 있는 현실이다. 본 논문에서는 이를 위한 해결 방안으로 직교 주파수 분할 다원 접속 시스템 상에서 사용자 QoS 요구사항의 만족을 고려한 주파수 자원 할당 기법을 제안한다. 즉, 본 논문에서는 시간 분할 다원 접속 시스템에서 지연에 민감한 사용자의 QoS 만족을 위하여 송신 기지국과 각각의 사용자들 사이의 통계적인 채널 특성과 더불어 사용자마다의 실시간 큐잉 분석을 고려한 M-LWDF(Modified-Largest Weighted Delay First)를 기반 한 자원할당 기반의 RR(Round Robin) 및 K&H(Knopp&Humblet) 결합 스케줄링을 제안하며, 이를 통해 전체적인 시스템의 전송률 향상과 지연에 민감한 서비스를 요구하는 사용자의 QoS를 만족시킬 수 있다는 점을 확인한다. 또한 제안한 기법을 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에 적용하여 최적의 부 캐리어 할당을 통한 사용자 스케쥴링을 수행한다. 본 논문에서 제안된 기법의 성능을 분석하기 위하여 물리계층의 채널 특성으로부터 구해진 실효 링크 계층 용량을 고려하여 모의실험을 수행하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권11A호
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• pp.1120-1127
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• 2007

셀룰라 기반의 멀티홉 시스템에서 각 홉이 필요로 하는 자원의 양에 따라 동적으로 자원을 할당하는 GPS-DRA(Generalized Processor Sharing-Dynamic Resource Allocation) 기법을 제안하였다. 논문에서 가정한 하이브리드 분산식 시스템에서는 네트워크에 연결되어있는 중앙의 controller가 각 홉에 자원을 적절히 할당해 주어야 한다. 하지만 전송환경이 시간에 따라 수시로 변하기 때문에 홉 별로 필요한 자원의 양에 맞게 자원을 할당하기가 쉽지 않다. GPS-DRA 기법은 홉 별로 이전에 사용한 자원의 양을 근거로 하여 홉 별로 필요한 자원의 양에 맞게 동적으로 자원을 할당한다. 본 기법을 사용하면 중앙의 controller에서 자원할당에 필요한 링크 정보를 모두 수집할 필요가 없으므로, 이 기법을 적용하기 위하여 추가적으로 필요한 control overhead의 증가량을 매우 적게 할 수 있다. 제안한 기법을 적용하여 모의실험을 수행한 결과, 고정 자원할당 방식에 비해 채널사용효율이 약 16% 증가하고 셀 용량이 최대 약 65% 커지게 되는 것을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권1호
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• pp.82-91
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• 2009

기지국과 이동 단말 간의 경로 설정, 즉 라우팅은 멀티홉 셀룰러 시스템의 핵심 기술 중 하나이다. 또한, 멀티홉 셀룰러 시스템에서 기지국과 중계기들이 각 셀의 자원을 공유하므로, 전체 시스템의 가용 무선 자원을 최대한 이용할 수 있는 자원 할당 기법이 필요하다. 본 논문에서는 OFDMA 기반 멀티홉 셀룰러 시스템을 위한 통합 자원할당-라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전체 시스템의 하향 링크 처리율을 최대화하기 위한 통합 자원 할당-라우팅 문제를 MMKP 기반 휴리스틱 알고리즘을 이용하여 근사 해를 구한다. 실험 결과는 제안하는 기법이 시스템의 하향 링크 처리율 측면에서 링크 품질 기반 라우팅 기법보다 높은 성능을 나타내며, 최적 해를 도출하는 기법에 근접한 성능을 나타냄을 보인다.