최근 들어 무선 센서망은 저렴한 가격과 망 구성의 용이함 덕분에 많은 관심을 끌고 있다. 특히, 사람들이 직접 센서를 설치할 수 없는 재난 지역이나 위험 지역에 공중에서 센서를 뿌리는 것만으로도 망을 구성할 수 있다는 것은 상당히 중요한 장점이다. 하지만, 공중에서 센서를 흩뿌려 망을 설치하는 경우 센서들이 최적의 장소에 설치될 수가 없는데, 이는 최적의 위치에 설치된 센서망에 비해 더 많은 에너지의 사용, 그에 따른 수명의 단축 등 상당한 성능 저하를 감수해야 한다. 게다가 센서들이 계획적으로 설치된 망과는 달리 임의로 설치된 경우에는 센서들의 감지 영역에 포함되지 못하는 부분들이 생길 수 있다. 이 논문에서는 감지 영역을 벗어난 지역으로 이동 가능한 센서들을 움직여 전체 망의 감지 능력을 향상시키는 센서 재배치 방법을 제안한다. 실험 결과, 이 논문의 제안 방법이 기존 방법들에 비해 넓은 감지 능력과 센서망의 수명 향상을 가져오는 것으로 확인되었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권11호
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pp.5264-5281
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2017
Multihop relay-based cellular networks are attracting much interest because of their throughput enhancement, coverage extension, and low infrastructure cost. In these networks, relay stations (RSs) between a base station (BS) and mobile stations (MSs) drastically increase the overall spectral efficiency, with improved channel quality for MSs located at the cell edge or in shadow areas, and enhanced throughput of MSs in hot spots. These relay-based networks require an advanced radio resource management scheme because the optimal amount of radio resource for a BS-to-RS link should be allocated according to the MS channel quality and distribution, considering the interference among RSs and neighbor BSs. In this paper, we propose optimal resource planning algorithms that maximize the overall utility of relay-based networks under a proportional fair scheduling policy. In the first phase, we determine an optimal scheduling policy for distributing BS-to-RS link resources to RSs. In the second phase, we determine the optimal amount of the BS-to-RS link resources using the results of the first phase. The proposed algorithms efficiently calculate the optimal amount of resource without exhaustive searches, and their accuracy is verified by comparison with simulation results, in which the algorithms show a perfect match with simulations.
최근의 이동통신 시스템에서 오류 정정 부호화 방식으로 사용되는 Turbo Code의 성능은 부호기에 내재되어 부호의 자유 거리 결정에 큰 영향을 미치는 인터리버와 복호기에서 수행되는 반복 복호에 의한 것이다. 하지만 우수한 성능을 얻기 위해 수신과정에서 많은 지연시간이 요구되는데 이는 주로 인터리버의 크기에 의존하게 된다 또한 Turbo Code는 페이딩 채널 상에서도 신뢰성 있는 강력한 코딩 기법으로 알려져, 최근 ITU 둥에서 IMT-2000과 같은 차세대 이동 통신에서 채널 코드의 표준으로 채택되었다. 따라서 본 논문에서는 복잡도는 2배로 증가하나 성능을 개선시킨 터보 복호기를 제안하고, 차세대 무선 멀티미디어 통신에서 실시간 음성 덴 비디오 서비스를 제공시 복호 지연시간을 단축시키기 위해 가변 복호 방법을 이용하여 AWCN과 페이딩 채널 환경에서의 컴퓨터 모의 실험을 통해 성능 분석을 하였다.
무선 센서 네트워크에서 구조대나 군 소대와 같은 이동 싱크 그룹을 위한 통신은 군집 이동 특성에 의해 이동성 지원 측면에서 새로운 도전 과제를 야기한다. 최근에 그룹 영역 기반의 이동성 지원 접근법이 제안되었지만, 접근법에서 제시하는 3 단계(싱크 그룹 영역 발견, 영역 정보 통지, 데이터 전달)의 과정은 과도한 플러딩(flooding)을 요구한다. 따라서 많은 에너지 소모와 혼잡 및 간섭으로 인한 데이터 전달 실패를 야기한다. 더욱이, 이는 개별 싱크 단위의 이동성을 지원하기 때문에 앞의 문제를 심화시킨다. 따라서, 본 논문은 가상 격자 구조를 활용한 에너지 효율적이고 신뢰성있는 이동 싱크 그룹 통신 방안(Energy-efficient and Reliable Mobile Group communication protocol, ERMG)을 제안한다. ERMG는 그룹 영역의 발견과 영역 정보 통지, 데이터 전달을 위해 오직 싱크 그룹을 관리하는 격자 셀의 대표(cell heads)와의 통신만을 요구한다. 또한, ERMG는 효율적인 이동성 지원을 위해 격자 단위의 이동성 지원 방안을 사용한다. 시율레이션 결과는 ERMG가 기존 방안들에 비해 에너지 소모량이 평균 30% 감소하였고, 전달 요구 시간 내 성공률이 평균 6% 증가하였음을 보인다.
FHMIPv6에서 이동단말은 핸드오버시에 지연시간과 자원소비를 줄이기 위한 HMIPV6 프로토콜과 패킷 손실을 줄이기 위한 fast 핸드오버 알고리즘의 장점을 동시에 갖는다. Fast핸드오버 알고리즘은 핸드오버시에 이전 라우터로 전송되는 패킷을 터널링을 통해 새로운 라우터로 전송해 줌으로써 패킷 손실을 줄일 수 있다. 반면 송신측에서 이전 라우터를 경유하여 새로운 라우터로 터널링되어 전송되는 패킷과 새로운 라우터로 직접 전송되는 패킷의 순서가 뒤바뀌어 혼잡제어를 발생시킴으로써 TCP 성능을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 데이터 세그먼트의 순서 어긋남 현상을 해결하기 위해서 홀딩 타이머를 이용하는 방법과 snoop 프로토콜을 탑재한 라우터에 새로운 알고리즘을 추가하는 방법의 두 가지 재정렬 알고리즘을 제안하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안된 재정렬 알고리즘과 기존의 FHMIPv6 프로토콜과 성능을 비교 분석하였고, 제안된 재정렬 알고리즘을 적용한 fast 핸드오버 알고리즘이 데이터 세그먼트의 순서 어긋남 현상을 해결하여 혼잡제어를 방지함으로써 TCP 성능을 향상시킴을 보였다.
최근 모바일 컴퓨팅 환경은 사회 전반으로 보편화가 진행되고 있다. 이러한 경향은 모바일 플랫폼 상에서 무선 네트워트를 통한 유선 네트워크 상의 데이터베이스 시스템의 접근 필요성을 부각시킨다. 그러나 모바일 컴퓨팅 환경은 전통적인 컴퓨팅 환경과는 본질적으로 다른 특성으로 인하여 데이터베이스 접근 방식을 그대로 적용하기 어렵다. 이 논문은 새로운 에이전트 기반 모바일 데이터베이스 접근 모델을 제시하고, 데이터 비축을 위한 캐시 교체와 일관성 유지 과정에서 대상 데이터를 선정하는 두 가지 데이터 중요도 함수를 제안한다. 이 함수들은 데이터의 접근 기간, 접근 빈도, 접근 경향, 갱신 빈도, 갱신 경향, 데이터 크기 분포 등을 종합적으로 반영한다. 모의실험에 의하면, 제안하는 함수를 사용한 정책은 LRU 정책, LIX 정책, SAIU 정책에 비하여 접근 지연 시간 감소, 캐시 바이트 적중률 향상, 캐시 바이트 오염률 감소 측면에서 경쟁력이 있음을 보인다.
이동통신 환경에서 송신 다이버시티를 이용하는 STBC-OFDW(Space Time Block Code-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 성능은 두 심볼을 전송하는 시간 동안 채널 특성이 변하지 않을 경우, MRRC (Maximal Ratio Receiver Combining)의 다이버시티 이득을 얻는다. 그러나 채널 특성이 변하게 되면 수신단에서 수신 심볼간에 서로 간섭영향을 주기 때문에 MRRC의 다이버시티 이득이 발생하지 않는다. 따라서 이동통신환경에서 송신 다이버시티를 적용한 이동체가 고속으로 이동할 경우 이러한 간섭영향에 의한 성능 감소의 영향을 줄일 수 있는 방안이 필요하다. 본 논문에서는 이동통신 환경에서 개선된 송신 다이버시티를 이용하여 STBC-OFDM 시스템의 성능을 개선시킬 수 있는 수신기 구조를 제안하였다. 제안하는 구조는 수신단에 ZF(Zero Forcing) 알고리즘을 이용한 간섭제거기를 사용하여 전송대역폭의 변화 없이 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 시뮬레이션 결과 도플러 주파수가 클수록 성능 개선 정도가 커지는 특징을 갖는다.
인접 기지국의 송신 신호는 단말기에서 볼 때 간섭 신호로 작용한다. 이러한 간섭 신호로 인하여 순방향 링크 용량이 줄어든다. 인접 기지국의 파일럿 간섭 신호를 제거함으로써 BER 성능을 개선할 수 있으며 순방향 링크 용량을 개선할 수 있다. 본 논문에서는 순방향 링크 용량을 개선할 수 있도록 인접 기지국에서 송신하는 파일럿 간섭 신호를 제거할 수 있는 복조기 구조를 제안하였다. 모의 실험 결과 인접 기지국의 파일럿 간섭 신호를 제거할 때 BER = 10-2를 얻기 위한 Eb/No 값이 간섭신호를 제거하지 않을 때에 비하여 3㏈ 감소하였다.
IP 네트워크에서 이동시스템에 대한 원활한 이동성 제공은 무선인터넷의 주요한 이슈이다. IETF에 의해 표준화된 IP 이동성 지원은 홈 에이전트로부터 방문 에이전트까지 IP 패킷의 터널링을 지원하며, 방문에이전트에서 홈에 이전트로 역방향 터널링을 지원한다. 이 논문에서 진입필터링 라우터 환경에서 IP 단말의 이동으로 인해 발생하는 패킷의 트라이앵글 라우팅의 문제점을 해결하고, 핸드오프 지연으로 인한 패킷손실 발생을 최소화하는 방법을 제안한다. 각 경계 라우터에 모바일 라우팅 테이블을 유지한 라우팅 에이전트의 동작을 통해, 핸드오프 발생시 각 노드의 처리 메시지의 부하를 줄이고, MN에서 CN으로의 역방향 메시지 전송에 대하여 FA에서 HA를 경유하여 메시지를 전달하지 않고 직접 CN의 라우터로 전달하는 직접 라우팅을 통해 메시지 전달 경로를 줄였으며, 이를 통해 패킷 손실을 줄이는 방법을 제안하였다. 표준 MIP, 라우팅 최적화 MIP, Wu의 방법과 제안 알고리즘의 비교를 통해 실험 결과를 제시하였으며 마지막으로 결론을 제시하였다.
본 논문에서는 선형 등간격 어레이를 갖는 이동 릴레이를 위한 셀 탐색 및 입사각 추정 기법을 제안한다. 제안된 기법은 이동 릴레이에 수신되는 각 기지국 신호간에 심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에 심볼 타이밍 옵셋의 영향을 제거하여 셀 탐색 및 입사각 추정 성능을 향상시킨다. 또한 제안된 기법은 이동 릴레이가 이동함에 따라 발생하는 도플러 주파수 천이가 존재하는 경우에 입사각 추정 성능을 크게 향상시킬 수 있다. Mobile WiMAX 환경 하에서 제안된 기법의 셀 탐색 및 입사각 추정 성능과 복잡도를 모의실험을 통해 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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