• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권1호
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• pp.1-9
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• 2010

본 논문에서는 멀티미디어 트래픽에 대한 성능 향상을 목표로 ASR-DRR, ASD-DRR이라 명명한 IEEE 802.11e HCCA기반에서 서비스 품질 보장이 가능한 스케줄링 알고리즘을 제안하였다. 또한 IEEE 802.11e HCCA(Hybrid Coordination Function Controlled Channel Access) 스케줄러와 관련된 다수의 개선된 형태의 스케줄러들이 실제 큐 사이즈 정보를 실시간으로 HC(Hybrid Coodinator)에 전달하지 못하여 생기는 불필요한 지연시간에 대해 지적하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 현재 큐 상태를 최대한 실시간으로 전달할 수 있는 간단한 해결책을 제안하였으며, 이를 바탕으로 두 가지 구현방안을 제시하였다. 이를 RTS(Request to Send)/CTS(Clear to Send)를 활용한 적응형 스케줄러(ASR)와 Data/Ack를 활용한 적응형 스케줄러(ASD)라고 한다. 이들 구현 방안들은 유선환경에서의 DRR(Deficit Round Robin) 스케줄러를 모방하여 최적화되었다. 또한 제안하는 스케줄러의 성능을 알아보기 위해 NS-2 시뮬레이터를 활용하여 기존 스케줄러와 비교한 결과 훨씬 좋은 성능을 보임을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권9호
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• pp.4287-4306
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• 2016

Network resilience provides an effective way to overcome the problem of network failure and is crucial to Internet protocol (IP) network management. As one of the main challenges in network resilience, recovering from link failure is important to maintain the constancy of packets being transmitted. However, existing failure recovery approaches do not handle the traffic engineering problem (e.g., tuning the routing-protocol parameters to optimize the rerouting traffic flow), which may cause serious congestions. Moreover, as the lack of QoS (quality of service) restrictions may lead to invalid rerouting traffic, the QoS requirements (e.g., bandwidth and delay) should also be taken into account when recovering the failed links. In this paper, we first develop a probabilistically correlated failure model that can accurately reflect the correlation between link failures, with which we can choose reliable backup paths (BPs). Then we construct a mathematical model for the failure recovery problem, which takes maximum rerouting traffic as the optimizing objective and the QoS requirements as the constraints. Moreover, we propose a heuristic algorithm for link failure recovery, which adopts the improved k shortest path algorithm to splice the single BP and supplies more protection resources for the links with higher priority. We also prove the correctness of the proposed algorithm. Moreover, the time and space complexity are also analyzed. Simulation results under NS2 show that the proposed algorithm improves the link failure recovery rate and increases the QoS satisfaction rate significantly.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권3호
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• pp.281-290
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• 2010

위치 기반 라우팅 기법에서는 경로 유지를 위해 모바일 노드 정보를 습득해야 하며 이를 위해 고정된 주기로 비콘 메시지를 자신의 이웃노드에 전송하는 방법이 널리 사용된다. 하지만 비콘 주기가 길어질 경우 모바일 환경에서 이웃 노드 위치 에러 발생 확률이 높아지게 되고, 반면에 짧을 경우 네트워크 내에서 경로 유지를 위한 오버헤드가 커지는 문제가 있다. 이를 위해 비콘 전송 주기를 동적으로 변화시키는 방법이 제안되었으나 최적의 전송 주기를 찾는 것은 동적인 모바일 환경에서 아주 어려운 일이다. 따라서, 부적절한 비콘 전송 주기로 인해 포워딩 테이블 내에서 잘못된 이웃 노드 정보를 유지하는 불확실성 문제가 빈번하게 발생하게 되고 이로 인해 경로 신뢰성과 네트워크 전송률이 낮아지게 된다. 본 논문에서는 이러한 불확실성 문제를 극복하기 위해서 모바일 노드가 스스로 자신의 위치를 체크하는 능동적 포워딩 테이블 갱신기법을 가정하여 자가 적응형 위치 검증 기법을 제안한다. ns2를 이용한 시뮬레이션 결과는 다양한 모바일 환경에서 제안 기법이 기존 방법 보다 라우팅 오버헤드를 줄이면서 경로 신뢰성, 단대 단 전송률이 향상됨을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7B호
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• pp.711-721
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• 2004

To provide the end-to-end service differentiation for assured services, the random early demotion and promotion (REDP) marker in the edge router at each domain boundary monitors the aggregate flow of the incoming in-profile packets and demotes in-profile packets or promotes the previously demoted in-profile packets at the aggregate flow level according to the negotiated interdomain service level agreement (SLA). The REDP marker achieves UDP fairness in demoting and promoting packets through random and early marking decisions on packets. But, TCP fairness of the REDP marker is not obvious as fur UDP sources. In this paper, to improve TCP fairness of the REDP marker, we combine a dropper with the REDP marker. To make packet transmission rates of TCP flows more fair, at the aggregate flow level the combined dropper drops incoming excessive in-profile packets randomly with a constant probability when the token level in the leaky bucket stays In demotion region without incoming demoted in-profile packets. It performs a dropping in the demotion at a domain boundary only if there is no prior demotion. The concatenate dropping at multiple domains is avoided to manifest the effect of a dropping at a domain boundary on TCP fairness. We experiment with the REDP marker with the combined dropper using ns2 simulator for TCP sources. The simulation results show that the REDP marker with the combined dropper improves TCP fairness in demoting and promoting packets by generating fair demoted in-profile traffic compared to the REDP marker. The effectiveness of the selected drop probability is also investigated with showing its impact on the performance of the REDP marker with the combined dropper.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.203-210
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• 2013

무선 애드혹 네트워크에서는 제한된 대역폭, 간섭, 높은 패킷 에러율로 인하여 영상과 같은 고속 데이터 전송 시 높은 전송 품질을 제공하기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 제약을 극복하고 고품질의 고속 멀티미디어 데이터 전송을 제공하기 위하여 패킷전송성공률 기반의 종단간 경로 품질과 각 중계노드에서의 잔여 대역폭 예측을 이용하는 PBBR (Path-Quality and Bandwidth-Estimation Based Routing) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜의 성능을 검증하기 위하여 NS2를 이용한 시뮬레이션이 수행되었으며, 시뮬레이션 결과는 제안되는 프로토콜이 기존의 라우팅 프로토콜에 비해 높은 Throughput을 획득할 수 있음을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권10호
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• pp.4754-4773
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• 2018

In sensor medium access control (SMAC) protocol, sensor nodes can only access the channel in the scheduling and listening period. However, this fixed working method may generate data latency and high conflict. To solve those problems, scheduling duty in the original SMAC protocol is divided into multiple small scheduling duties (micro duty MD). By applying different micro-dispersed contention channel, sensor nodes can reduce the collision probability of the data and thereby save energy. Based on the given micro-duty, this paper presents an adaptive duty cycle (DC) and back-off algorithm, aiming at detecting the fixed duty cycle in SMAC protocol. According to the given buffer queue length, sensor nodes dynamically change the duty cycle. In the context of low duty cycle and low flow, fair binary exponential back-off (F-BEB) algorithm is applied to reduce data latency. In the context of high duty cycle and high flow, capture avoidance binary exponential back-off (CA-BEB) algorithm is used to further reduce the conflict probability for saving energy consumption. Based on the above two contexts, we propose an improved SMAC protocol, micro duty adaptive SMAC protocol (MDA-SMAC). Comparing the performance between MDA-SMAC protocol and SMAC protocol on the NS-2 simulation platform, the results show that, MDA-SMAC protocol performs better in terms of energy consumption, latency and effective throughput than SMAC protocol, especially in the condition of more crowded network traffic and more sensor nodes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권6호
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• pp.1098-1115
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• 2010

An inseparable challenge associated with every random access network is the design of an efficient Collision Resolution Algorithm (CRA), since collisions cannot be completely avoided in such network. To maximize the collision resolution efficiency of a popular CRA, namely Binary Exponential Backoff (BEB), we propose a reactive backoff algorithm. The proposed backoff algorithm is reactive in the sense that it updates the contention window based on the previously selected backoff value in the failed contention stage to avoid a typical type of collision, referred as cross-collision. Cross-collision would occur if the contention slot pointed by the currently selected backoff value appeared to be present in the overlapped portion of the adjacent (the previous and the current) windows. The proposed reactive algorithm contributes to significant performance improvements in the network since it offers a supplementary feature of Cross Collision Exclusion (XCE) and also retains the legacy collision mitigation features. We formulate a Markovian model to emulate the characteristics of the proposed algorithm. Based on the solution of the model, we then estimate the throughput and delay performances of WLAN following the signaling mechanisms of the Distributed Coordination Function (DCF) considering IEEE 802.11b system parameters. We validate the accuracy of the analytical performance estimation framework by comparing the analytically obtained results with the results that we obtain from the simulation experiments performed in ns-2. Through the rigorous analysis, based on the validated model, we show that the proposed reactive cross collision exclusionary backoff algorithm significantly enhances the throughput and reduces the average packet delay in the network.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권12호
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• pp.6214-6242
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• 2019

Routing in mobile ad hoc networks is performed in a distributed fashion where each node acts as host and router, such that it forwards incoming packets for others without relying on a dedicated router. Nodes are mostly resource constraint and the users are usually inclined to conserve their resources and exhibit selfish behaviour by not contributing in the routing process. The trust and reputation models have been proposed to motivate selfish nodes for cooperation in the packet forwarding process. Nodes having bad trust or reputation are detected and secluded from the network, eventually. However, due to the lack of proper identity management and use of non-persistent identities in ad hoc networks, malicious nodes can pose various threats to these methods. For example, a malicious node can discard the bad reputed identity and enter into the system with another identity afresh, called whitewashing. Similarly, a malicious node may create more than one identity, called Sybil attack, for self-promotion, defame other nodes, and broadcast fake recommendations in the network. These identity-based attacks disrupt the overall detection of the reputation systems. In this paper, we propose a reputation-based scheme that detects selfish nodes and deters identity attacks. We address the issue in such a way that, for normal selfish nodes, it will become no longer advantageous to carry out a whitewash. Sybil attackers are also discouraged (i.e., on a single battery, they may create fewer identities). We design and analyse our rationale via game theory and evaluate our proposed reputation system using NS-2 simulator. The results obtained from the simulation demonstrate that our proposed technique considerably diminishes the throughput and utility of selfish nodes with a single identity and selfish nodes with multiple identities when compared to the benchmark scheme.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권1호
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• pp.64-76
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• 2017

MANET (Mobile Ad hoc Network)에서 라우팅은 네트워크 토폴로지의 동적인 변화에 큰 영향을 받는다. AntHocNet은 집단 개미가 최적 경로를 통해 먹이를 찾아가는 원리를 모방한 집단생태 특성 기반 MANET 라우팅 프로토콜이다. 하지만, AntHocNet은 다른 MANET 라우팅 프로토콜과 달리 단방향 경로만을 지원하여 양방향 통신이 요구되는 다양한 응용 환경에서 사용하기에 많은 제약이 따른다. 또한, AntHocNet은 다중 경로를 통한 확률적 라우팅으로 인해 루핑 문제 (looping problems)를 빈번히 발생시킨다. 본 논문에서는 AntHocNet에서 양방향 경로 수립을 위한 향상된 경로 수립 방안을 제안한다. 또한, 다양한 시나리오별 루핑 문제의 발생 원인을 분석하고 루프 방지를 위한 해결 방안을 제시한다. NS-2 시뮬레이션을 통해 기존 AntHocNet과의 성능을 비교하였으며, 제안 방안이 라우팅 오버헤드, 종단간 지연 시간, 패킷 전달률 측면에서 기존 방안에 비해 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.121-129
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• 2011

센서 네트워크에서 에너지 소비를 최소화하는 것은 가장 중요한 이슈 중 하나이다. 클러스터링 방법 중 LEACH 프로토콜은 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 다수의 클러스터 영역을 분할하는 계층적 방법으로 동작된다. 그러나 LEACH 프로토콜은 매 라운드마다 새로운 클러스터를 구성하기 때문에 클러스터를 구성 할 때마다 소비되는 에너지는 전체 네트워크 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다. 따라서 이 논문에서는 센서네트워크 환경에서 초기 라운드에 클러스터를 형성하고 클러스터헤더 후보노드를 선정하여 에너지 낭비를 해결하였다. 제안 모델은 초기 라운드에는 기존 LEACH보다 26% 에너지 소모가 증가한다. 그러나 라운드가 지속될수록 제안 방법은 최대 35%까지 전체 에너지소비가 감소됨을 네트워크 시뮬레이션 툴(NS-2)를 이용해 증명하였다.