• 제목/요약/키워드: optimization algorithm

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Virtual Network Embedding through Security Risk Awareness and Optimization

  • Gong, Shuiqing;Chen, Jing;Huang, Conghui;Zhu, Qingchao;Zhao, Siyi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권7호
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    • pp.2892-2913
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    • 2016
  • Network virtualization promises to play a dominant role in shaping the future Internet by overcoming the Internet ossification problem. However, due to the injecting of additional virtualization layers into the network architecture, several new security risks are introduced by the network virtualization. Although traditional protection mechanisms can help in virtualized environment, they are not guaranteed to be successful and may incur high security overheads. By performing the virtual network (VN) embedding in a security-aware way, the risks exposed to both the virtual and substrate networks can be minimized, and the additional techniques adopted to enhance the security of the networks can be reduced. Unfortunately, existing embedding algorithms largely ignore the widespread security risks, making their applicability in a realistic environment rather doubtful. In this paper, we attempt to address the security risks by integrating the security factors into the VN embedding. We first abstract the security requirements and the protection mechanisms as numerical concept of security demands and security levels, and the corresponding security constraints are introduced into the VN embedding. Based on the abstraction, we develop three security-risky modes to model various levels of risky conditions in the virtualized environment, aiming at enabling a more flexible VN embedding. Then, we present a mixed integer linear programming formulation for the VN embedding problem in different security-risky modes. Moreover, we design three heuristic embedding algorithms to solve this problem, which are all based on the same proposed node-ranking approach to quantify the embedding potential of each substrate node and adopt the k-shortest path algorithm to map virtual links. Simulation results demonstrate the effectiveness and efficiency of our algorithms.

지역간 철도의 노선계획 최적화 모형 (Line Planning Optimization Model for Intercity Railway)

  • 오동규;고승영;강승모
    • 대한교통학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.80-89
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    • 2013
  • 본 연구는 지역간 여객 철도의 노선계획을 최적화하는 방법에 관한 연구이다. 본 연구의 노선계획 모형은 다양한 차종이 운용되는 철도노선에서 이용자비용(이용자의 총 통행시간)과 운영자비용(열차 운행비용, 유지 보수비용, 차량 구입비용)의 합을 최소화하고자 하는 혼합정수계획 수리모형으로 구축되었고, 모형의 해법으로 분기한정법이 사용되었다. 수요의 변화, 열차 속도의 변화, 정차스케줄 수의 변화 등에 대한 민감도 분석 결과도 제시하였고, 국내 경부선의 사례연구를 통하여 각 열차차종의 차종별 수요 분할 뿐만 아니라 최적 정차스케줄과 운행빈도를 동시에 산출할 수 있음을 보여주었다. 본 연구의 모형과 결과는 열차 운영 전략을 수립하거나 새로운 철도 시스템의 효율성을 분석하거나 이용자 운영자의 사회적 비용을 산정하는 경우 등에 적용될 수 있다.

공유형 광 지연 선로 버퍼를 갖는 광 패킷 스위치에서 튜닝 가능한 파장 변환기와 내부 파장 개수의 최적화에 의한 스위치 비용 감소 (Reduction of Switch Cost by Optimization of Tunable Wavelength Converters and Internal Wavelengths in the Optical Packet Switch with Shared FDL Buffer)

  • 황일선;임헌국;유기성;정진욱
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.113-121
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    • 2006
  • 스위치 비용을 감소시킬 연구의 일환으로 공유형 광 지연 선로 버퍼를 갖는 광 패킷 스위치에서 인터넷 트래픽과 같은 비동기 가변길이 패킷들의 경합 해결을 위해 요구 되어지는 최적화된 튜닝 가능한 파장 변환기의 개수와 내부 파장 개수가 도출 되어 진다. 광 패킷 스위치 디자인 비용에 관련된 튜닝 가능한 파장 변환기의 개수와 내부 파장 개수를 도출하기 위해 스위치 내부에 한정된 수의 파장 변환기와 내부 파장을 고려해 주는 새로운 형태의 스케줄링 알고리즘을 제안하였다. 세 가지 튜닝 가능한 파장 변환기 구조들에 대해서 최소의 패킷 로스를 보장해 주는 최적화된 파장 변환기의 개수와 내부의 파장 개수가 자원 낭비를 예방해 주기 위해 평가되어졌다. 하나의 주어진 로드 하에서 파장 변환기 개수와 내부의 파장 개수가 의미 신장하게 감소되어 질 수 있었으며 또한 파장 변환기의 수와 내부 파장의 수를 완전히 갖는 광 패킷 스위치의 성능과 같은 패킷 손실 확률을 보장해 주었다.

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Secure Transmission Scheme Based on the Artificial Noise in D2D-Enabled Full-Duplex Cellular Networks

  • Chen, Yajun;Yi, Ming;Zhong, Zhou;Ma, Keming;Huang, Kaizhi;Ji, Xinsheng
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권10호
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    • pp.4923-4939
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    • 2019
  • In this paper, a secure transmission scheme based on the artificial noise is proposed for D2D communications underlaying the full-duplex cellular network, and a secure power allocation scheme to maximize the overall secrecy rate of both the cellular user and D2D transmitter node is presented. Firstly, the full-duplex base station transmits the artificial noise to guarantee the secure communications when it receives signals of cellular uplinks. Under this secure framework, it is found that improving the transmission power of the cellular user or the D2D transmitter node will degrade the secrecy rate of the other, although will improve itself secrecy rate obviously. Hence, a secure power allocation scheme to maximize the overall secrecy rate is presented subject to the security requirement of the cellular user. However, the original power optimization problem is non-convex. To efficiently solve it, we recast the original problem into a convex program problem by utilizing the proper relaxation and the successive convex approximation algorithm. Simulation results evaluate the effectiveness of the proposed scheme.

Cooperative spectrum leasing using parallel communication of secondary users

  • Xie, Ping;Li, Lihua;Zhu, Junlong;Jin, Jin;Liu, Yijing
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권8호
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    • pp.1770-1785
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    • 2013
  • In this paper, a multi-hop transmission protocol based on parallel communication of secondary users (SUs) is proposed. The primary multi-hop network coexists with a set of SUs by cooperative spectrum sharing. The main optimization target of our protocol is the overall performance of the secondary system with the guarantee of the primary outage performance. The energy consumption of the primary system is reduced by the cooperation of SUs. The aim of the primary source is to communicate with the primary destination via a number of primary relays. SUs may serve as extra decode-and-forward relays for the primary network. When an SU acts as a relay for a primary user (PU), some other SUs that satisfy the condition for parallel communication are selected to simultaneously access the primary spectrum for secondary transmissions. For the proposed protocol, two opportunistic routing strategies are proposed, and a search algorithm to select the SUs for parallel communication is described. The throughput of the SUs and the PU is illustrated. Numerical results demonstrate that the average throughput of the SUs is greatly improved, and the end-to-end throughput of the PU is slightly increased in the proposed protocol when there are more than seven SUs.

추상구문트리를 이용한 어스팩트 마이닝 프로세스 설계 (Aspect Mining Process Design Using Abstract Syntax Tree)

  • 이승형;송영재
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.75-83
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    • 2011
  • 어스팩트 지향 프로그래밍은 시스템에서 크로스커팅 개념을 추출하고 소프트웨어 모듈화를 통하여 기능의 분산과 코드의 혼란을 해결하기 위한 패러다임이다. 현존하는 어스팩트 개발 방법은 크로스커팅 대상 영역을 추출에 어려움이 있기 때문에, 어스팩트 마이닝을 적용하기가 쉽지 않다. 어스팩트 마이닝에서는 기존 프로그램의 리팩토링 요소를 크로스커팅 영역으로 변환하는 기술이 필수적이다. 본 논문에서는 리팩토링에 적합한 크로스커팅 영역 자동 추출을 위한 시스템에서 크로스커팅 개념을 추출하기 위한 어스팩트 마이닝 방법을 제안한다. 소스 모듈의 추상 구문구조 명세를 이용하여, 모듈의 구조적 중복 관계 요소를 추출한다. Apriori 알고리즘을 통하여 중복 구문트리를 생성하고, 크로스커팅 영역 대상인 중복된 소스 모듈을 자동 생성, 최적화 할 수 있다. Berkeley Yacc의 berbose.c 모듈을 제안하는 마이닝 프로세스에 적용해 본 결과, 원본 대비 9.47%의 길이와 부피의 감소하였고, CCFinder 대비 4.92%의 길이 감소, 5.11%의 부피 감소 효과를 확인하였다.

피에조 콘 시험을 이용정회원, 한국과학기술원 토목공학과 부교수, 정회원, 한국과학기술원 토목공학과 박사 후 과정한 망일계수 결정시 최적화 기법의 적용 (Application of Optimum Design Technique in Determining the Coefficient of Consolidation Using Piezocone Test)

  • 김영상;이승래;김윤태
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제13권4호
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    • pp.95-108
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    • 1997
  • 피에조 콘의 소산시험을 이용한 정규 압밀 지반의 압밀계수 추정은 그간 많은 연구자들에 의하여 연구되어 왔으나 각 연구자들의 가정 사항과 해석 방법에 따라 특정한 압밀도에 대해서도 매우 넓은 범위의 이론적인 해들이 제시되어 왔다. 본 연구에서는 보다 현실적이면서 전 범위의 압밀도에 걸쳐서 일관성 있는 압밀계수를 구할 수 있도록 최적화 기법을 적용하였다. 콘 관입효과를 고려하기 위해 연속적인 구형 공동확장을 적용하므로써 이론적으로 얻어지는 간극수압의 분포와 관입 간극수압으로부터 초기 과잉간극수압의 분포를 결정하였으며 축대칭 선형비혼합 압밀이론을 사용하여 유발된 과잉간극수압의 소산효과를 모사하였다. 이와 같이 계산된 소산곡 선과 실제 계측된 소산곡선의 차이를 최소화시키기 위하여 비구속 최적화 알고리듬인 BFGS가 사용되었고 golden section 일차원 탐색법이 사용되었다. 검증 예제를 통하여 적용된 최적화 기법의 안정된 수렴성을 확인하였고 실제 예제에 적용함으로써 제안된 방법이 넓은 범위의 압밀도 범위에서 계측된 소산곡선과 잘 일치하는 압밀계수를 산정함으로써 매우 효과적임을 확인 할 수 있었다.

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HCCA의 CF-Poll 피기백 알고리즘의 성능평가 (A Performance Evaluation of CF-Poll Piggyback Algorithm for HCCA)

  • 이현진;김재현;조성현
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권9B호
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    • pp.785-791
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    • 2006
  • HCCA에서 채널 예약 정보를 가진 CF-Poll 프레임을 QoS-Data 프레임에 피기백하여 채널 효율성을 향상시키도록 하였다. 그러나 망 내의 하나의 QSTA라도 물리계층 전송속도가 감소할 경우 CF-Poll 프레임을 피기백한 QoS-Data 프레임은 가장 낮은 물리계층 전송속도를 가진 QSTA에 맞추어 전송해야 한다. 따라서 물리계층 전송 속도가 낮을 때 CF-Poll을 피기백하는 것은 지연을 증가시킬 뿐만 아니라 전체 망 성능을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 현상을 QSTA의 채널전송속도 저하에 의한 피기백 문제라고 정의하였으며, 이러한 문제에 의한 성능 감소를 평가하였다. 시뮬레이션 결과로 CF-Poll을 피기백했을 때 임의의 QSTA의 물리계층 전송속도가 낮으면 지연이 최대 25% 증가하였다. 반면 물리계층 전송속도가 높을 경우 지연이 최대 7.8% 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 지연의 측면에서 서비스 트래픽 부하에 따라 전체 QSTA의 최저물리계층 전송속도가 24에서 36Mbps 이상일 때 CF-Poll 피기백의 이득이 발생하는 것을 발견하였다.

다중 안테나 포트를 장착한 분산 안테나 시스템에서의 안테나 설계 방법 (Antenna Placement Designs for Distributed Antenna Systems with Multiple-Antenna Ports)

  • 이창희;박은성;이인규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권10호
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    • pp.865-875
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    • 2012
  • 본 논문은 포트 당 일정 파워 제약을 전제한 상황에서, 다중 안테나를 장착한 분산 안테나 (distributed antenna: DA) 포트를 갖는 분산 안테나 시스템 (distributed antenna system: DAS)의 안테나 위치 설계 방법을 분석한다. 안테나 위치의 설계를 위해 복잡하게 셀 당 평균 ergodic sum rate를 최대화하는 대신, 본 논문에서는 단일 셀 상황에서는 signal-to-noise ratio (SNR) 기댓값의 lower bound에, 그리고 이중 셀 상황에서는 signal-to-leakage ratio (SLR) 기댓값의 lower bound에 각각 초점을 맞춘다. 단일 셀 상황의 경우, 기존의 반복적 알고리즘에 비해 SNR criterion의 최적화 문제는 닫힌 형태 (closed-form)의 솔루션을 제공한다. 또한, 이중 셀 상황에선 gradient ascent 방법을 이용한 알고리즘을 제안하여 SLR criterion의 최적화 솔루션을 도출한다.

전력망 연계형 마이크로그리드 최적운영을 위한 분산에너지자원 에너지관리시스템 (DER Energy Management System for Optimal Management of Grid-Connected Microgrids)

  • 최종우;신영미;이일우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제42권4호
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    • pp.932-938
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    • 2017
  • 본 논문에서는 전력망 연계형 마이크로그리드의 분산에너지자원을 위한 에너지관리시스템의 구조에 대해 서술한다. 전력망 연계형 마이크로그리드의 분산에너지자원 에너지관리시스템은 분산에너지자원들의 상태나 시간대별 차등요금제와 같은 마이크로그리드 내외의 각종 정보들을 다양한 프로토콜들을 통해 수집한다. 에너지관리시스템은 수집한 정보들을 바탕으로 예측과 최적화 계산을 수행하고, 전기요금 절감이라는 마이크로그리드 최적운영 목표를 달성할 수 있도록 분산에너지자원들의 운전 스케줄을 도출한다. 최적운영 달성을 위하여 에너지관리시스템은 내부적으로 효과적 스케줄 도출을 위한 알고리즘을 포함하고 있어야하며, 도출한 스케줄을 외부의 분산에너지자원에 전달할 수 있는 프로토콜을 갖추어야 한다. 예측 과정에서 발생하는 실제와의 오차를 줄이기 위하여 에너지관리시스템은 rolling horizon controller로 작동한다. 도출된 운전 스케줄은 국제표준프로토콜을 통하여 실시간으로 분산에너지자원에 전달되어 마이크로그리드 최적운영을 가능하도록 한다.