• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권5호
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• pp.363-373
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• 2010

비디오 스트리밍을 위한 QoS 메커니즘은 다양한 사용자 환경과 스트리밍 응용 프로그램의 특성에 대한 고려가 부족하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 비디오 부호화의 공간적, 시간적, 품질적 확장성을 제공하는 SVC(Scalable Video Coding)를 이용한 비디오 스트리밍 프로토콜에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 이러한 프로토콜들은 혼잡 제어 메커니즘을 가지고 있지 않아 네트워크 혼잡 상황을 심화 시키며, 다른 트래픽과의 공정성(Fairness)을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 또한 SVC 기반의 스트리밍 프로토콜은 단순히 네트워크의 가용대역폭 내에서 최대의 비트율을 가지는 비트스트림을 선택하여 전송함으로써 SVC로 인코딩된 영상의 특성을 간과하는 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 네트워크 상태와 SVC 비트스트림의 특성을 모두 고려한 T-NASS(TCP-Friendly Network Adaptive SVC Streaming) 프로토콜을 제안하였다. T-NASS 프로토콜은 TCP 친화적인 전송률을 계산하고, 패킷 손실률과 ECN(Explicit Congestion Notification) 패킷의 수신율을 근거로 네트워크 상태를 인지하여 최적의 SVC 비트스트림을 선택한다. T-NASS 프로토콜의 성능 평가를 위해 ns-2(Network Simulator) 시뮬레이터를 이용하여 TCP 친화적인 전송 특성과 네트워크 상태를 인지하여 최적의 비트스트립을 선택하는 것을 확인하였고 이를 통해 전송된 비디오 영상의 품질이 향상되었음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권10호
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• pp.29-39
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• 2008

위치 기반의 라우팅 기법을 사용하는 센서 네트워크에서는 구현이 간단한 그리디(greedy) 라우팅이 흔히 사용된다. 그리디 라우팅은 센서 노드의 밀도가 높은 곳에는 잘 동작하지만 그렇지 않은 곳에서는 라우팅이 실패할 가능성이 크다. 그리디 라우팅 실패 시에는 패킷을 보이드(void)로부터 빠져나오게 하는 별도의 회복(recovery) 알고리즘이 필요하고 이러한 추가적인 알고리즘은 패킷의 송수신 양과 센서의 에너지 소비량을 증가시키는 문제를 발생시킨다. 여기서 언급한 보이드란 전송할 패킷을 가진 노드가 자신보다 목적지 노드에 더 가까운 이웃 노드를 찾지 못하여 그리디 포워딩으로 더 이상 패킷을 전송하지 못하는 지역을 의미한다. 따라서 본 논문은 보이드로 인한 라우팅 문제점들을 개선하기 위해 VODUA(Virtually Ordered Distance Upgrade Algorithm)라는 효율적인 라우팅 알고리즘을 제안한다. VODUA에서는 연결 정보를 나타내는 라우팅 그래프를 노드끼리 서로 교환하고, 패킷 전송이 불가능한 노드인 stuck 노드가 발생하면 거리 비용(DC)을 사용하여 네트워크 내의 stuck 노드를 제거한다. 본 논문에서는 거리 비용을 증가시켜 stuck 노드의 패킷이 보이드를 회피하여 원하는 목적지 노드까지 성공적으로 전송할 수 있도록 하는 새로운 방식의 라우팅 알고리즘을 설명한다. 또한 회복 알고리즘과 같은 추가적인 알고리즘 없이도 패킷이 전송 가능 한 경로를 가질 수 있도록 설계하여 기존의 라우팅 기법보다 더 빠르고 적은 에너지 소모를 통해 라우팅한다. 그리고 VODUA에서는 각각의 노드들이 네트워크 전체가 아닌 한 홉(hop) 이내에서 라우팅하고 토폴로지 상태정보를 사용하지 않기 때문에 노드의 실패(failure)나 토폴로지 변화에 적응이 빠르다. 시뮬레이션 결과는 VODUA가 짧은 전송 지연 시간을 통하여 신속하게 패킷을 전송할 수 있음을 보인다. 또한 GPSR과 DUA에 대해 더 적은 홉 수를 가지는 경로로 패킷이 전송 가능함을 보인다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.692-697
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• 2003

지난 몇 년 동안 인터넷기반 원격제어 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 인터넷기반 원격 제어시스템을 구현한다. 로봇의 주변환경 및 제어 정보를 강인하게 전송하기 위하여 데이터를 패킷 형태로 만든다. 또한 매우 큰 용량을 갖는 영상 데이터를 전송하기 위하여 JPEG 압축 알고리즘을 이용한다. 인터넷 기반 원격제어의 주된 문제점은 데이터 전송 지연 또는 데이터 손실이다. 이러한 특수한 문제를 해결하기 위하여 2-layer fuzzy controller를 장착한 자율이동로봇을 소개한다. 그리고, 컬러 인식 시스템을 구현하여 로봇을 물체를 인지할 수 있도록 하였다. 다양한 입력 센서가 장착된 로봇에 2-layer fuzzy controller를 적용하여 그 효율성을 입증한다. 2-layer fuzzy controller는 다양한 입력과 출력을 갖는 로봇을 강인하게 제어할 수 있고 제어 비용도 낮기 때문에 그것이 다양한 분야에 적용되어 질 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권6호
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• pp.435-445
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• 2007

Snoop 프로토콜은 유 무선 혼합망에서 무선 링크에서 발생하는 TCP 패킷 손실을 효과적으로 보상하여 TCP 전송률을 향상시킬 수 있는 효율적인 프로토콜이다. 하지만, 무선 링크에서 연집한 패킷 손실이 발생하는 경우에는 지역 재전송을 효과적으로 수행하지 못하여 전송 효율이 떨어진다는 문제점이 있다. 이러한 Snoop 프로토콜의 문제점을 개선하기위해 무선 구간에서 TCP-SACK의 장점을 활용한 SACK-Aware-Snoop, SNACK 메커니즘 등이 제안되었다. SACK-Aware-Snoop, SNACK 메커니즘은 연집한 패킷손실 환경에서도 Snoop 프로토콜보다 높은 전송률을 보장하지만 전송 계층의 ACK 패킷을 기반으로 재전송을 수행한다는 점은 ACK 패킷의 손실에 심각한 전송 성능 저하를 가져오며, 무선 구간에서 SACK 옵션의 사용은 무선망의 대역폭과 이동 단말의 한정된 에너지 자원을 불필요하게 낭비하는 문제를 초래하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 Cross-layer 기법을 적용한 지역 재전송 기법인 C-Snoop(Cross-layer Snoop) 프로토콜을 제안한다. C-Snoop 프로토콜은 현재 유 무선 혼합망에서 가장 널리 사용되는 IEEE 802.11 MAC 프로토콜 기반의 지역 재전송 메커니즘으로서, MAC 계층의 ACK 패킷과 새로이 제안된 지역 재전송 타이머에 의해 효율적인 지역 재전송을 수행한다. ns-2 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 C-Snoop의 지역 재전송 기법은 무선 구간의 연집적인 패킷 손실에 대해 효율적인 보상을 수행하며, 이동 단말의 에너지 효율성을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권10호
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• pp.1254-1267
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• 2015

최근 무분별한 액세스 포인트 설치로 인해 무선랜 간섭이 많이 발생하고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 기법이 제안되었다. 액세스 포인트 집단화 기법은 특정 액세스 포인트로 스테이션의 연결을 이동시켜 전송을 수행하는 액세스 포인트를 줄이는 방식이다. 이 방식은 스테이션의 연결을 강제로 이동시키므로 특정 스테이션의 전송 성능 저하가 발생할 수 있다. 액세스 포인트 전송 파워 조절 기법의 경우 연결이 끊어지는 스테이션이 발생하거나 특정 값 이하로 파워를 조절할 경우 전체적인 전송 성능 감소가 일어날 수 있다. 두 기법을 결합하면 집단화를 통해 전송을 수행하는 액세스 포인트가 줄어 간섭이 줄어들고 세부적인 전송 파워 조절을 통해 간섭 범위를 더 줄일 수 있다. 그러나 두 기법을 단순 결합하면 집단화 수행 후에 파워 조절이 가능한 경우의 수가 적어지거나 파워 조절 시 연결이 끊어지는 스테이션이 늘어나 성능 향상이 단일 기법보다 미미한 상황이 발생할 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 OpenFlow 기반 무선랜 환경에서 액세스 포인트 집단화 기법, 파워 조절 기법을 결합하여 각 기법의 단점을 보완하고 집단화를 수행할 때 다음 단계 전송 파워 조절 수행 시 파워 조절 가능한 경우의 수가 많아지도록 고려하여 간섭을 효율적으로 완화하는 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 각 기법을 비교한 결과 제안 기법의 평균 전송 지연 시간은 집단화 기법에 비해 최대 12.8%, 파워 조절 기법에 비해 최대 18.1% 감소하고, 간섭에 의한 패킷 손실률은 제안 기법이 집단화 기법에 비해 최대 24.9%, 파워 조절 기법에 비해 최대 46.7% 감소하였다. 또한 집단화 기법과 파워 조절 기법은 특정 스테이션의 데이터 처리율이 감소하는 부작용이 발생하는 반면 제안 기법은 특정 스테이션의 처리율 감소 없이 전체 데이터 처리율을 증가시킴을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권6호
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• pp.466-474
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• 2007

상향링크와 하향링크의 대역폭 차이가 은 비대칭 망 환경에서 범용 TCP를 사용하는 경우, 상향링크의 혼잡으로 인해 TCP의 성능이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 하향 링크 상의 데이타 세그먼트를 망 환경에 최적화된 크기로 전송함으로써 수신단에서 생성되는 응답 패킷의 수를 감소시켜 상향링크의 혼잡을 완화시키는 동적 세그먼트 조정 기법을 제안한다. 이 기법은 범용 TCP의 단대단 의미구조를 유지하고 송수신단의 TCP 수정 없이 망 환경에 따라 세그먼트의 크기를 최적으로 조정함으로써 상향링크의 혼잡을 완화시킨다. 제안된 기법은 송수신단 사이에 위치한 게이트웨이에 적용되어 상향링크의 혼잡을 감지하고 동적으로 망의 비대칭율과 패킷 손실율을 측정한다. 그리하여 게이트웨이는 상향링크 혼잡 발생 시 시뮬레이션을 통하여 미리 도출되어진 세그먼트 조정계수 값을 참조하고 패킷을 재조립한 후 수신단으로 전송한다. 즉, 망의 비대칭율이 큰 경우 송신단에서 전송되어지는 세그먼트의 크기를 조절하여 응답패킷의 수를 감소시킴으로써 상향링크의 혼잡을 완화시킨다. 또한 조정된 크기를 갖는 세그먼트에서 전송 도중 에러가 발생한 경우에는 빠른 복구를 위해 SACK를 사용하고 혼잡 제어 구간에서는 제안된 기법을 적용하지 않도록 하여 줄어든 응답 패킷의 수로 인한 성능 저하를 방지한다. 이를 통해 제안된 기법을 비대칭 망의 한 종류인 GEO 위성망 환경에 적용하여 상향링크의 혼잡 발생 시 성능저하의 방지를 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권8A호
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• pp.745-751
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• 2006

OFDM 시스템에 적응전송방식을 적용하기 위해서 송신단은 사용자의 정확한 채널 정보를 획득하여야 하지만, 고속의 이동성을 가지는 실외 환경의 경우, 실제 채널과 적응 전송시 고려하는 채널이 달라지기 때문에 시스템 성능열화가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위하여 채널예측 기법을 적응전송방식에 적용하는 연구가 시작되고 있다. 그러나 대부분의 채널 예측 기법은 정해진 시간동안, 예를 들면 한 슬롯동안 채널의 변화가 없다는 가정에서 제안되었다. 따라서 이러한 기술들은 한 슬롯 내에서 빠르게 변하는 채널에 기인하여 발생하는 Packet Error Rate 성능 열화 문제를 해결할 수 없다. 본 논문에서는 빠른 시변채널에서 적응전송방식을 적용하기 위한 새로운 OFDM/FDD 시스템 기반 채널 예측 기법을 제안한다. 제안하는 채널 예측 기법은 한 슬롯 내에서 변하는 채널의 시변 특성을 고려하여 채널을 예측하는 특징을 가진다. 시뮬레이션 결과에 의하면 ITU-R Veh A 30km/h 채널에서 제안하는 채널 예측 기법을 이용하여 적응 변조 및 코딩을 수행하는 OFDM/FDD 시스템은 기존의 일반적인 채널예측 방식을 이용하는 경우에 비하여 시스템 Throughput의 손실이 없이 Target PER 1%를 보장할 수 있다.

• 대한공업교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.287-299
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• 2008

HTTP는 월드 와이드 웹에서 가장 널리 사용되는 프로토콜의 하나로 신뢰성을 제공하기 위해 전송 계층 프로토콜로 TCP를 사용한다. HTTP는 개별적인 파일 요청에 대해 분리된 TCP 연결을 사용하기 때문에 파일 수신에 있어서 불필요한 오버헤드인 헤드-오브-라인 (head-of-line) 블로킹을 유발시킨다. 웹 응용은 일반적으로 전송되는 크기가 작기 때문에 무선 환경에서는 TCP로 인한 핸드오버의 지연이 증가한다. 이에 비해 최근에 제안된 SCTP(stream control transmission protocol)는 멀티-스트리밍과 멀티-호밍과 같은 매력적인 기능을 갖고 있다. SCTP의 이러한 기능들은 TCP의 헤드-오브-라인 블로킹을 제거하고, 무선 환경에서 TCP의 핸드오버 지연을 줄이는 것으로 기대되고 있다. 평균 응답 시간은 대부분의 웹 응용에 있어서 중요한 측정 요소이다. 본 논문에서는 NS-2 시뮬레이터를 이용하여 유무선 인터넷 환경에서 SCTP와 TCP의 평균 응답 시간을 비교하였다. 이를 위해, 유선 환경에서는 패킷 손실률, 대역폭, RTT(Round Trip Time) 및 웹 객체의 개수의 변화에 따른 평균 응답 시간이 비교되었고, 무선 환경에서는 이동속도 및 반경의 크기에 따른 평균 응답 시간과 패킷 손실률이 비교되었다. 시뮬레이션 결과는 SCTP가 TCP의 평균 응답 시간을 감소시키는 것으로 나타났다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제29권4호
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• pp.375-385
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• 2002

IETF에서는 높은 대역폭과 낮은 지연시간을 요구하는 음성 및 영상 스트림을 포함한 새로운 종류의 응용 서비스의 QoS를 지원하기 위한 Intserv와 RSVP를 정의하고 있다. 그러나, 현재의 Intserv 모델에서는 각 노드가 각 flow의 상태를 유지해야 하므로, 망의 규모가 커질수록 노드의 구조가 복잡해지고 패킷의 처리 속도도 저하되는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 이러한 stateful 망 구조의 확장성 문제를 극복하기 위해, core 노드에서 각 flow 상태를 유지하지 않고 edge 노드에서만 각 flow 상태를 유지하도록 제안된 SCORE(Scalable Core) 네트워크 구조를 Intserv 의 각 서비스 QoS를 만족시킬 수 있도록 확장하였으며, 이를 위한 수락제어, 대역폭 할당 방식 및 노드 구조를 제안하였다. 또한, 각 flow에 대한 대역폭 할당. 패킷 지연 및 지연시간의 변이를 성능 변수로 하여, 제안 방식에 대한 성능 실험을 ns-2 시뮬레이터를 이용하여 수행하였으며, 이를 통해 제안 방식이 Intserv에서 제시한 각 서비스의 서비스 품질 요구 사항을 충분히 만족시키면서 Intserv 모델의 단점인 확장성을 문제를 해결할 수 있는 좋은 방안임을 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.47-55
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• 2003

멀티캐스트 기술을 인터넷과 같은 거대한 네트워크에 적용하기 위해서는 멀티캐스트 데이터그램을 수신자 그룹에게 효율적이고 신뢰성있게 전달하는 것이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 IETF를 중심으로 연구중인 RMT프로토콜의 취약점을 제시하고 망의 혼잡으로 인해 재전송이 발생하는 경우 이를 개선하기 위해 구성요소의 기능을 재 설계함으로써 라우터에서 복구 및 재전송 처리를 할 수 있는 신뢰적 멀티캐스트 프로토콜을 설계하고 구현 및 평가하였다. 손실을 겪은 수신자가 보낸 재전송 요청을 지역으로 제한하고 멀티캐스트 라우터를 통해 손실을 복구하도록 하여 NACK신호와 재전송이 전역 멀티캐스트 그룹으로 폭주하는 것을 방지하였다. 멀티캐스트 라우터에 버퍼링 기능을 가지도록 하여 재전송 요청시 이를 포워딩함으로써 재전송에 따른 지연 시간을 기존의 복구 방식보다 감소시킬 수 있도록 하였다. 이와 같은 기능에 적합한 신뢰적 멀티캐스트 프로토콜의 메시지와 동작절차를 설계하였으며, 이를 토대로 제안한 멀티캐스트 프로토콜을 유닉스 환경에서 C 언어를 사용하여 구현하고 시험하여 기존의 방식보다 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.