A new dynamic channel assignment (DCA) algorithm with rearrangement for cellular mobile communication systems is suggested. Our DCA algorithm is both traffic and interference adaptive, which is based on the mathematical formulation of the maximum packing under a realistic propagation model. In developing the algorithm, we adopt the Lagrangean relaxation technique that has been successfully used in the area of mathematical programming. Computational experiments of the algorithm reveal quite encouraging results. Although our algorithm primarily focuses on microcellular systems, it can be effectively applied to conventional cellular systems under highly nonuniform traffic distributions and interference conditions.
본 논문은 작은 fanout에 대한 불공정성과 hot-spot의 문제를 해결하기 위해 공정하게 입력포트에 접근하여 복사망으로 들어갈 수 있는 멀티캐스트 스위치를 제안하고자 한다. 제안된 스위치는 큰 fanout에 대한 작은 fanout을 가진 입력포트에 도착한 패킷의 불공정한 대우를 해결하여 시스템 전체 지연시간을 줄여 산출량을 극대화할 수 있다.
본 논문에서는 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing: WDM) 기법을 이용한 링 구조의 고속 광전송망에서 망 구성 비용의 주요 요소인 SONET ADM의 수를 줄이기 위한 효율적인 트래픽 그루밍 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 송신지와 수신지간의 연결을 조합하여 최대의 완전 연결-링을 구성하는 연결-링 구성 알고리즘과 하나의 파장에 되도록 많은 노드를 수용할 수 있도록 그룹화하는 연결-링 그루밍 알고리즘으로 구성되었다. 이들 알고리즘은 불규칙하고 다양한 트래픽 및 망 상황을 고려하여 단방향과 양방향 링 모두에 적용될 수 있도록 하였으며, 연결-링 구성 단계에서는 절단 기법을 이용하여 공백을 최소활할 수 있도록 하였다. 또한 양방향 WDM 링에서는 트랙픽에 방향성이 존재하기 때문에 이를 고려한 방향 전환을 고려함으로써 w보다 효율적인 완전 연결-링 구성이 가능하였다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위하여 다양한 망 상황 및 트래픽 요구사항에 대하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 알고리즘이 다양한 트래픽 상황에서 기존의 알고리즘보다 SONET ADM 수를 줄일 수 있음을 보였다.
In vertically overlaid cellular systems, a temporary traffic concentration can occur in a hot-spot area, and this adversely affects overall system capacity. In this paper, we develop an adaptive hot-spot operating scheme (AHOS) to mitigate the negative effects from the nonuniform distribution of user location and the variation in the mixture of QoS requirements in orthogonal frequency division multiple access downlink systems. Here, the base station in a macrocell can control the operation of picocells within the cell, and turns them on or off according to the system overload estimation function. In order to determine whether the set of picocells is turned on or off, we define an AHOS gain index that describes the number of subcarriers saved to the macrocell by turning a specific picocell on. For initiating the picocell OFF procedure, we utilize the changes in traffic concentration and co-channel interference to the neighboring cells. According to computer simulation, the AHOS has been proved to have maximize system throughput while maintaining a very low QoS outage probability under various system scenarios in both a single-cell and multi-cell environments.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권5호
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pp.1618-1637
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2014
Clustering wireless sensor network is an efficient way to reduce the energy consumption of individual nodes in a cluster. In clustering, multihop routing techniques increase the load of the Cluster head near the sink. This unbalanced load on the Cluster head increases its energy consumption, thereby Cluster heads die faster and create an energy hole problem. In this paper, we propose an Energy Balancing Cluster Head (EBCH) in wireless sensor network. At First, we balance the intra cluster load among the cluster heads, which results in nonuniform distribution of nodes over an unequal cluster size. The load received by the Cluster head in the cluster distributes their traffic towards direct and multihop transmission based on the load distribution ratio. Also, we balance the energy consumption among the cluster heads to design an optimum load distribution ratio. Simulation result shows that this approach guarantees to increase the network lifetime, thereby balancing cluster head energy.
본 논문에서는 WDM(wavelength division multiplexing) 수동 성형망(passive star network) 환경에서 TDM(time d division multiplexing) 방법을 기반으로 한 타임슬롯 스케률링시의 최적파장수와 파장조정시간{tuning time)과의 관계에 대해 분석한다. 여기서는 각 노드들이 한 개 씩의 파장조정 송신기(tunable transmitter)와 파장고정 수신기(fixed receiver)를 갖추고 있고, 전송 트래픽은 비균등(nonuniform)이며, 각 노드들은 자신을 제외한 나머지 모든 노드들로 패킷을 전솜함을 가정한다. 기존의 스케률링 방법[7, 8, etc.]에서는 주어진 파장수를 전부 이용하였으나, 본 논문에 서는 부하균형(load balancing)을 포함한 순서 스케줄링(list scheduing) 사용시 프레임 길이를 최소로 하는 '최적 파 장수'가 이용 가능한 파장수 이하의 범위에서 존재함을 실험을 통해 보이고, 파장조정시간과의 관계를 분석한다. 또한 각 노드의 송신기(transmitter)와 수신기(receiver) 수의 증가에 의한 프레임 길이 단축 가능성에 대해 분석한다.
본 논문에서는 고속 광통신망에서 충돌 회피를 위한 효율적인 WDMA 프로토콜을 제안하였다. 제안된 프로토콜에서는 각 노드에 채널 예약을 위한 송신측 큐와 정보 관리를 위한 루팅 정보 테이블을 두어, 데이타 패킷의 전송이 이루어질 채널을 사전에 예약할 수 있도록 한다. 이 때 망내에서 발생 가능한 송/수신측 충돌 회피 알고리즘과 채널의 효율적 공유를 위한 스케줄링 기법을 적용하여 채널의 이용률을 높이고, 평균 전송 지연 시간 측면에서 이득을 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 프로토콜은 충돌 발생으로 인한 재전송이 일어나지 않으므로 전파 지연 시간이 데이타 패킷 전송 시간에 비해 비교적 긴 고속망에서 효율적으로 적용될 수 있다. 또한 불균형한 트래픽 특성을 갖는 망에서도 기존의 프로토콜에 비해 좋은 성능을 기대할 수 있다. 본 논문에서 제안한 프로토콜의 성능 평가를 위하여 다양한 시뮬레이션을 실시하여 기존 프로토콜들의 성능과 비교분석하므로써 본 프로토콜의 타당성을 검증하였다.
패킷교환식 다단계 상호 연결 망은 디지털 교환시스템과 슈퍼 컴퓨터분야에서 널리 이용되어 왔다. 본 논문에서 교환 요소내부의 여러 개의 패킷이 한 네트워크 주기동안 그 주기의 대역폭을 충분히 사용함으로써 다음 단계의 교환 요소로 전송되어 질 수 있음을 보인다. 기존의 상호 연결 망에서는 보통 하나의 패킷 전송을 가정했다. 다중 패킷 전송방식이 도입된 다단계 상호 연결 망의 분석적 모델이 소개되고, 컴퓨터 시뮬레이션에 의하여 그 모델의 타당성을 입증한다. 단일 패킷 전송방식을 이용한 전형적인 다단계 상호 연결 망과의 비교는 실용적인 크기의 연결 망에 대하여 처리율이 약 30% 정도까지 증가함을 보여준다. 비슷한 결과가 지연시간에 있어서도 얻어진다. 네트워크 전송량이 불균등한 분포를 나타내는 경우의 성능 향상은 더욱 중요하다.
본 논문에서는 클러스터 지향 다단계 상호 연결 망(Cluster Oriented Multistage Interconnection Network)인 COMR을 소개한다. COMR은 통신이 빈번하게 발생되는 프로세서-메모리 클러스터에 보다 짧은 경로를 제공하여 지역화 된 통신 형태를 갖는 병렬 응용 분야에 적합하도록 구성할 수 있다. COMR에 대한 성능 분석은 네트워크에서의 경로 설정 성공 확률(probability of acceptance), 대역폭(bandwidth), 지역 참조성의 변화에 따른 평균 거리(weighted average distance) 및 비용-효율성(cost-effectiveness)에 대해 평가하였다. 성능 평가에 대한 분석 결과에 따르면, COMR은 지역화의 정도가 높은 통신 형태에서 동일한 네트워크 크기를 갖는 MIN보다 높은 성능을 나타내었다. 최악의 경우(worst case)에서의 N×N COMR의 직경(diameter)은 n+1로서 이것은 동일한 네트워크 크기의 MIN과 비교했을 때 단지 1개의 스테이지만을 더 가지고 있는 것이다. 따라서 COMR은 공유 메모리 다중 프로세서 시스템(shared memory multiprocessor system)에서 지역화 된 통신 분포뿐만 아니라 균등 분포 통신를 갖는 병렬 응용 분야에 적합한 MIN으로 활용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는, 고성능 결함 감내 셀 스위치인, 사이클릭 벤얀 망의 셀 순서의 무결성 문제를 해결하기 위한 셀 재배열 버퍼를 제시한다. 사이클릭 벤얀 스위치는, 편향 자기 경로제어를 사용하여, 입력 정합과 출력 정합 사이에 다중 경로들을 제공함으로써, 높은 신뢰성을 제공하고, 스위치의 내부 링크들의 혼잡 문제를 해결한다. 그런데, 이러한 다중 경로들은 길이가 서로 다를 수 있다 따라서 셀들이 입력 정합에 도착한 순서와 다르게 출력 정합에 도달할 수 있다. 제안된 셀 재배열 버퍼는 이러한 셀 순서의 무결성 문제를 해결하는 일종의 하드웨어 슬라이딩 윈도우 메커니즘이다. 본 장치 구성의 주요 비용은 슬라이딩 윈도우를 구성하는 하드웨어 비용이다. 따라서 필요한 슬라이딩 윈도우의 크기를 계산하기 위해서, 비균일 주소 분포를 가진 트래픽 부하 하에서 스위치를 시뮬레이션하여, 셀들이 스위치를 통과할 때 발생하는 지연 분포를 분석을 하였다. 이 분석을 통하여, 적은 양의 범용 메모리와 제어 논리를 사용하여, 셀 순서의 무결성 문제를 해결하는 셀 재배열 버퍼를 만들 수 있다는 사실을 밝혔다. 본 논문에서 제시한 셀 재배열 버퍼는 다른 다중 경로 스위칭 망들을 위해서도 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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