최근에 무선 메쉬 네트워크는 기존의 무선 네트워크의 단점을 해결하기 위한 차세대 네트워크 기술로서 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, mobile WiMAX 기반의 무선 메쉬 네트워크는 여러 가지 측면에서 많은 장점을 가지고 있어 더욱 주목받고 있다. 이 논문에서 우리는 mobile WiMAX 기반의 무선 메쉬 네트워크를 위한 2계층 핸드오버 방안을 제안한다. Mobile WiMAX의 2계층 핸드오버 방안은 무선 메쉬 네트워크의 특성을 고려하지 않기 때문에, mobile WiMAX 기반의 무선 메쉬 네트워크에서 많은 핸드오버 실패를 유발한다. 제안하는 핸드오버 방안은 기존의 핸드오버 방안보다 핸드오버 시에 더 적은 지연시간을 달성하면서 데이터 손실이 발생하지 않는다. 시뮬레이션을 통해서 제안한 핸드오버 방안이 핸드오버 시에 발생할 수 있는 핸드오버 지연 문제와 데이터 손실 문제를 개선할 수 있음을 보였다.
무선 센서 네트워크에서의 혼잡은 데이터 손실 비율을 증가시키고, 전송 지연이 길어지는 문제점을 야기한다. 기존의 무선 센서 네트워크를 위한 혼잡 제어 방법들은 혼잡을 판단하고, 혼잡에 연관된 센서노드들을 선택하여 샘플링 주기를 조절함으로써 전송량을 줄이는 방법을 사용한다. 그러나 샘플링 주기 조절 기법은 시간적 데이터 손실에 민감한 응용에 사용하기 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 무선 센서 네트워크에서의 혼잡을 해결하는 새로운 혼잡 제어 기법인 ACT를 제안한다. 제안하는 ACT기법에서는 큐 감시를 통해 다중 큐 임계값을 사용하여 네트워크의 상태를 판단한다. ACT는 혼잡 발생시 패킷 전송 간격을 조절하는 적응적 흐름 제어 기법을 통해 네트워크의 효율성을 높이며 패킷판단 기법을 통하여 노드간의 공평성을 보장한다. 또한 압축을 이용하여 센서노드 간 전송량을 조절하도록 하여 이용가능한 데이터양을 증가시킨다. 실험을 통하여 제안된 ACT기법이 기존 프로토콜에 비해 네트워크의 패킷 전송 효율성을 향상시키며 센서노드들에게 공평성있는 데이터전송을 제공함을 보인다.
EAP-AKA를 표준인증 메커니즘으로 사용하는 3G-WLAN 상호연동 망에서는 핸드오버 수행 시 마다 인증백터 생성 및 조회 등의 많은 지연시간을 초래하게 된다. 따라서 핸드오버가 자주 발생하는 네트워크 환경에 적합하도록 상호 인증시간을 최소화하고 끊김없는 서비스를 제공하기 위한 효율적인 인증기법이 요구되고 있다. 제안하는 선인증 기법은 WLAN에서 단말기가 수평 핸드오버할 때 연결계층의 빠른 채널 스위칭을 이용하여 다음 액세스포인트와 직접 EAP 인증을 수행토록 함으로써 인증 지연시간을 최소화하는 기법이다. 핸드오버 이전에 인증을 완료하여 인증 지연시간을 최소화하였으며, 전원 절약모드를 사용하여 패킷 손실을 방지하였다. 또한 사용자 단말기의 디바이스 드라이버 수정만 필요함으로써 실제 적용이 용이하다. 제안하는 기법의 성능 분석 및 평가로써 표준 인증기법을 선정하여 패킷 손실 및 인증지연 시간 등을 비교하였으며, 기존 기법보다 약 10 배 정도의 패킷 손실 방지 효율을 보였고, 인증에 소요되는 평균 지연시간을 0.16 msec으로 최소화하는 효과를 기대할 수 있었다.
일반적으로 V2X 통신은 차량의 고속이동에 따라 물리계층 채널 임펄스 응답의 진폭과 위상정보가 시간 및 주파수에서 빠르게 변화하기 때문에, 수신단에서 이러한 채널을 정확하게 추정하는 것이 매우 어려운 일이다. 이러한 문제를 효과적으로 극복하기 위해 최근 패킷 내부에 주기적으로 미드앰블을 삽입하는 미드앰블 기반 채널추정 방식이 고려되고 있다. 하지만 단순히 미드앰블을 삽입하는 방법은 미드앰블의 수가 증가할수록 성능 이득 대비 주파수 효율이 빠르게 감소하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 데이터 파일럿 기반 채널추정방법과 미드앰블 방법을 결합한 새로운 양방향 평균화 채널추정기법을 제안한다. 제안하는 기법은 이러한 평균화 과정과 미드앰블의 위치 최적화를 통해 보다 적은 수의 미드앰블로 채널 추정의 정확도를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 마지막으로 미드앰블의 수에 따른 패킷오류율 시뮬레이션을 통해 주파수 효율 관점에서 제안하는 기법의 우수성을 입증한다.
무선메쉬망에서 트래픽은 인터넷 게이트웨이로 동작하는 MPP로 집중되기 때문에 이들 간에 부하가 균등하게 분담되지 않으면 망 내 트래픽 양이 망의 전체 용량보다 작더라도 망의 전체 효율은 낮아진다. 따라서 본 논문에서는 망 내 MPP의 부하 정보를 이용하여 MP(Mesh Point)들이 접속할 MPP를 확률적으로 결정하는 확률적 트래픽 부하 균등 기법을 제안한다. 제안 기법의 성능 평가를 위해 ns-2를 이용한 모의실험을 통해 제안 기법과 큐 길이 기반 기법을 망 안정화 시간과 패킷 손실율 측면에서 비교하였다. 제안 기법은 혼잡한 MPP의 부하를 다수의 MPP에 분담시킬 수 있기 때문에 새로운 접속 MPP(serving MPP)로 트래픽이 급증하는 것을 방지한다. 따라서 제안기법은 동일한 망 환경에서 망 혼잡 발생 후 이를 해결하기 위한 망 안정화 시간이 큐 길이 기반 기법보다 최대 34초 빠르며 이로 인해 망의 패킷 손실율도 최대 7.6% 낮출 수 있었다. 즉, 제안기법은 망 자원의 효율적 이용으로 망 혼잡을 빠르게 해소하여 무선메쉬망의 안정적 운용에 기여한다.
최근 운전자의 안전과 원활한 교통을 위하여 VANET 환경에서 차량들을 클러스터로 구축하고 안전 메시지를 배포하는 연구들이 진행되고 있다. 본 논문에서 제안하는 기법은 차량의 밀도와 이동성이 높은 VANET 환경에서 V2V 통신과 V2I 통신을 통해 안전 메시지 배포를 배포하기 위한 클러스터 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 메시지 수 감소와 수신율을 높이기 위해 수신 품질, 차량이 보유한 전체 데이터 수, 이동속도, 연결된 차량 수 등을 고려한 클러스터 헤드(CH) 선출과 기존 클러스터 안전 메시지 배포 환경에서 고려하지 못했던 클러스터의 잦은 이탈과 가입을 고려하여 메시지 배포의 주체인 클러스터 헤드 후보를 유지함으로써 패킷 손실을 감소시킨다. 또한, 제안하는 기법은 RSU(Road Side Unit)와 협업하여 동작함으로써 클러스터를 활용하여 중복 메시지를 추가적으로 감소시킨다. 제안한 기법의 우수성을 입증하기 위해 메시지 패킷 손실과 RSU 처리 요청 수 관점에서 다양한 성능평가를 수행한다. 성능평가 결과 본 논문에서 제안한 클러스터 관리 기법이 기존 기법보다 우수한 성능을 보인다.
국내 무선 네트워크 환경은 사용자의 서비스 요구 수용과 시장 성장으로 인해 빠르게 변화하고 있다. 이에 따라 무선 구간에서 TCP(transmission control protocol)를 이용한 신뢰성 있는 데이터 전송도 늘어날 전망이다. TCP는 유선 네트워크에서 사용함을 가정으로 만들어졌기 때문에 무선에서 발생할 수 있는 비 혼잡 손실에 의해 많은 성능 저하를 겪을 수 있다. 특히 RTO(retransmission timeout)은 TCP의 성능에 많은 영향을 미친다. 본 논문에서는 송신단에서 fast recovery과정 중에 발생한 패킷 손실을 빠르게 감지하여 RTO없이 복구함으로써 성능저하를 줄일 수 있는 DAC$^{+}$(Duplicate Acknowledgement Counting)와 EFR(Extended Fast Recovery)을 제안한다. 제안 알고리듬을 TCP NewReno와 비교했을 때 정상 상태에서 fast recovery 확률이 높고, 이에 따른 RTO 감소로 인해 response time이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
In this paper, a fuzzy logic implementation of the random early detection (RED) mechanism [1] is presented. The main objective of the proposed fuzzy controller is to reduce the loss probability of the RED mechanism without any change in channel utilization. Based on previous studies, it is clear that the performance of RED algorithm is extremely related to the traffic load as well as to its parameters setting. Using fuzzy logic capabilities, we try to dynamically tune the loss probability of the RED gateway. To achieve this goal, a two-input-single-output fuzzy controller is used. To achieve a low packet loss probability, the proposed fuzzy controller is responsible to control the $max_{p}$ parameter of the RED gateway. The inputs of the proposed fuzzy controller are 1) the difference between average queue size and a target point, and 2) the difference between the estimated value of incoming data rate and the target link capacity. To evaluate the performance of the proposed fuzzy mechanism, several trials with file transfer protocol (FTP) and burst traffic were performed. In this study, the ns-2 simulator [2] has been used to generate the experimental data. All simulation results indicate that the proposed fuzzy mechanism out performs remarkably both the traditional RED and Adaptive RED (ARED) mechanisms [3]-[5].
본 논문에서는 유무선 이종망의 네트워크에서 혼잡손실과 무선손실을 구별하지 못하고 전송률을 감소시키는 TFRC(TCP Friendly Rate Control)의 성능을 개선하기 위해서 최소 전송률을 보장하는 TFRC를 제안한다. 이 TFRC기법은 기존 TFRC기법의 패킷손실률에 따른 손실이벤트 비율(loss event rate)을 제한하고 피드백 타임아웃에 따른 전송률 감소를 제한함으로써 비디오의 최소전송률을 보장 한다. TCP와 기존의 TFRC, TCP와 제안하는 TFRC를 각각 같은 네트워크 망에서 경쟁하는 환경으로 실험 했을 때 기존의 TFRC와 비교해서 제안하는 TFRC의 전송률이 보장되어 더 좋은 성능을 보였다. 결과적으로 제안하는 TFRC기법이 최소전송률을 보장함으로써 비디오 스트리밍 서비스의 품질을 보장할 수 있다는 것 을 알 수 있다.
본 논문에서는 센서 네트워크의 원활한 전송을 위해 SOFM을 이용한 센서 네트워크의 지능적인 배치를 제안한다. 제안한 방법은 무선 채널 분석을 통해서 센서 노드 사이의 통신이 가능한 거리를 구하고, 신경회로망의 SOFM(Self-Organizing Feature Map)방식을 이용하여 지능적으로 최적의 센서 노드의 개수와 센서 노드가 배치할 최적 위치를 결정한다. Log-normal path loss 모델을 이용하여 거리에 따른 PRR(Packet Reception Rate)을 구하고, 이것으로부터 센서 노드의 통신 범위를 결정한다. 제안한 방식의 유용성을 확인하기 위하여 센서 노드의 지능적인 위치 탐색과 센서 네트워크의 연결 상태에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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