• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1424-1441
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• 2014

Two-tier femtocell networks, consisting of a conventional cellular network underlaid with femtocell hotspots, play an important role in the indoor coverage and capacity of cellular networks. However, the cross- and co-tier interference will cause an unacceptable quality of service (QoS) for users with universal frequency reuse. In this paper, we propose a novel downlink interference mitigation strategy for spectrum-shared two-tier femtocell networks. The proposed solution is composed of three parts. The first is femtocells clustering, which maximizes the distance between femtocells using the same slot resource to mitigate co-tier interference. The second is to assign macrocell users (MUEs) to clusters by max-min criterion, by which each MUE can avoid using the same resource as the nearest femtocell. The third is a novel adaptive power control scheme with femtocells downlink transmit power adjusted adaptively based on the signal to interference plus noise ratio (SINR) level of neighboring users. Simulation results show that the proposed scheme can effectively increase the successful transmission ratio and ergodic capacity of femtocells, while guaranteeing QoS of the macrocell.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권4호
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• pp.329-339
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• 2022

Small cells, particularly femtocells, are regarded a promising solution for limited resources required to handle the increasing data demand. They usually boost wireless network capacity. While widespread usage of femtocells increases network gain, it also raises several challenges. Interference is one of such concerns. Interference management is also seen as a main obstacle in the adoption of two-tier networks. For example, placing femtocells in a traditional macrocell's geographic area. Interference comes in two forms: cross-tier and co-tier. There have been previous studies conducted on the topic of interference management. This study investigates the principle of categorization of interference management systems. Many methods exist in the literature to reduce or eliminate the impacts of co-tier, cross-tier, or a combination of the two forms of interference. Following are some of the ways provided to manage interference: FFR, Cognitive Femtocell and Cooperative Resource Scheduling, Beamforming Strategy, Transmission Power Control, and Clustering/Graph-Based. Approaches, which were proposed to solve the interference problem, had been presented for each category in this work.

• 한국항만경제학회지
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• 제30권1호
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• pp.23-55
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• 2014

본 논문에서는 아시아 컨테이너항만들 간의 클러스터링 추세를 분석하기 위해서 자기조직화지도 신경망 모형과 Tier모형에 대해서 이론적으로 설명하고, 아시아 38개 컨테이너항만들의 11 년간 자료를 4개의 투입요소(선석길이, 수심, 총면적, 크레인 수), 1개의 산출요소(컨테이너화물처리량)를 이용하여 국내항만(부산, 인천, 광양항)들이 어떤 항만들과 클러스터링 해야만 하는지에 대한 측정방법을 실증적으로 보여 주고 분석하였다. 실증분석의 주요한 결과는 다음과 같다. 첫째, 자기조직화지도 신경망모형에 의한 클러스터링 추세분석에서 국내항만들은 클러스터링을 통해서 효율성을 증대[부산항(26.5%), 인천항(13.05%), 광양항(22.95%)]시 킬 수 있는 것으로 나타났다. 둘째, Tier모형을 이용한 클러스터링분석에서는 부산항(홍콩, 상해, 마닐라, 싱가포르항), 인천항(아덴, 닝보, 다바오, 방콕항), 광양항(아덴, 닝보, 방콕, 하이파, 두바이, 광저우항)과 각각 클러스터링을 해야만 하는 것으로 나타났다. 셋째, 자기조직화지도 신경망 모형에 Tier모형을 접목시킨 모형에서는 (1) 부산항은 인천항과 광양항에 비해서 효율성이 더 개선되었다. (2) 인천항은 2001년부터 2007년까지는 효율성이 더디게 개선되었으나, 2008년 이후에는 더욱 개선되었다. (3) 광양항은 2001년부터 2003년까지는 개선도가 높았으나, 2004년 이후 부터는 지속적으로 개선도가 하락하였다. 본 논문이 갖는 정책적인 함의는 첫째, 항만정책입안자들이 본 연구에서 사용한 두 가지 모형과 접목시킨 모형을 항만의 클러스터링 정책에 도입하여 해당항만이 발전할 수 있는 전략을 수립하고 이행해 나가야만 한다는 점이다. 둘째, 본 논문의 실증분석결과 국내항만들의 참조항만, 클러스터링항만들로서 나타난 아시아항만들에 대하여, 그들 항만들의 항만개발, 운영에 대한 내용을 정밀하게 분석하고 도입하여 실시하는 것이 필요하다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권6호
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• pp.664-677
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• 2011

In order to control interference and improve spectrum efficiency in the femtocell and macrocell overlaid system (FMOS), we propose a joint frequency bandwidth dynamic division, clustering and power control algorithm (JFCPA) for orthogonal-frequency-division-multiple access-based downlink FMOS. The overall system bandwidth is divided into three bands, and the macro-cellular coverage is divided into two areas according to the intensity of the interference from the macro base station to the femtocells, which are dynamically determined by using the JFCPA. A cluster is taken as the unit for frequency reuse among femtocells. We map the problem of clustering to the MAX k-CUT problem with the aim of eliminating the inter-femtocell collision interference, which is solved by a graph-based heuristic algorithm. Frequency bandwidth sharing or splitting between the femtocell tier and the macrocell tier is determined by a step-migration-algorithm-based power control. Simulations conducted to demonstrate the effectiveness of our proposed algorithm showed the frequency-reuse probability of the FMOS reuse band above 97.6% and at least 70% of the frequency bandwidth available for the macrocell tier, which means that the co-tier and the cross-tier interference were effectively controlled. Thus, high spectrum efficiency was achieved. The simulation results also clarified that the planning of frequency resource allocation in FMOS should take into account both the spatial density of femtocells and the interference suffered by them. Statistical results from our simulations also provide guidelines for actual FMOS planning.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.853-856
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• 2008

최근 모바일 기기 사용자의 수가 증가함에 따라 모바일 기기 사용자의 위치정보를 관리하기 위한 기법들이 활발히 연구되고 있다. 기존의 모바일 시스템에서 위치정보를 관리하기 위한 방법으로 two-tier 방식과 two-tier 방식을 개선한 구조적 기법이 제시되었다. 구조적 기법에서는 어떻게 위치 데이터베이스를 군집화시키는 것이 매우 중요하다. 왜냐하면 데이터베이스를 군집하는 방법에 따라 업데이트 비용의 차이가 크기 때문이다. 구조적 기법을 위한 이전 연구는 set-cover 알고리즘을 기반한 bottom-up 방식의 시스템 이다. 본 논문에서는 구조적 기법의 데이터베이스 군집화를 위해 K-means clustering 알고리즘을 기반한 top-down 방식의 시스템을 사용하였고, 실험을 통해 본 논문에서 제시된 방식의 시스템이 기존 방식의 시스템보다 데이터베이스 업데이트측면에서 13.67%의 성능이 향상되었음을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.9-16
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• 2016

무선 센서 네트워크는 센서 노드와 기지국으로 구성되며, 사람이 직접적으로 접근하기 어려운 장소에 노드들이 광범위하게 배치되어 화재나 특정 상황의 정보를 수신하고, 수신된 정보를 기지국까지 전달하여 실시간 감시나 유통, 의료 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 또한 최근에는 이러한 무선 센서 네트워크에 이동성을 추가하여 야생동물의 실태조사, 해양생태계 모니터링 등의 응용으로 확대한 모바일 무선 센서 네트워크의 유용성이 증가하는 추세이다. 모바일 무선 센서 네트워크에서 중요한 고려 사항은 이동성과 에너지 소모량이다. 각 센서 노드는 제한된 에너지를 보유하기 때문에 데이터 송신에 소모되는 에너지가 클 경우, 전체 네트워크 수명에 많은 영향을 준다. 따라서 센서 노드에서 센싱된 정보를 기지국으로 전송하는 효율적인 방법이 요구된다. 본 논문에서는 모바일 센서 네트워크에서 2계층 클러스터링을 이용한 에너지 소비 모델을 제안한다. 제안하는 방법은 클러스터를 2계층으로 구분하여 이동성을 고려하고 에너지 소모를 줄인다. 또한 에너지 소모량 모델을 제시하여 이제까지 제안된 여러 클러스터링 기법의 에너지 소모량을 비교 분석한다. 실험을 통해 이전의 모바일 센서 네트워크 클러스터링 기법보다 네트워크 에너지 효율성이 향상됨을 입증한다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제10D권4호
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• pp.639-646
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• 2003

일반적인 2 계층을 기본으로 하는 데이터베이스 시스템은 병행 클라이언트가 많을 경우 성능면에서 그 한계를 가진다. 이 문제를 해결하기 위하여, 사용자들의 자료 이용의 유사성을 이용한 3 계층 데이터베이스 시스템이 제안되었다. 이 시스템에서 클라이언트들은 오프라인 형식의 클러스터들로 나뉘어지며, 가능한 경우 자료객체 요구는 서버와의 상호작용 없이 클러스터 내부에서 처리되게 된다. 이러한 구조는 서버와 클라이언트들 사이에 새로운 계층을 도입함으로써 가능해진다. 이 논문에서는 자료이용 유형이 변화하는 환경에서 클라이언트의 배치문제를 제시하고, 그 해결책으로 온라인 클라이언트 클러스터링을 제안한다. 이 방법은 환경 변화에 적응할 수 있는 시스템 재구성과 클라이언트의 재배치에 대한 필요성을 부각시킨다. 마지막으로 온라인 클라이언트 클러스터링의 유효성을 예시하고, 온라인 시스템의 재구성의 구현 가능성과 기술적 완성도를 검증한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.73-82
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• 2007

본 논문에서는 연속질의에 대한 집계연산을 수행할 때, 센서 네트워크의 수명을 길게 하기 위해 각 센서 및 클러스터 헤드에서의 데이터 전송량을 줄이기 위한 방법을 제안한다. 센서의 에너지 소모를 줄이는 가장 중요한 요소는 전승되는 메시지 수를 줄이는 것이다. 본 논문에서 제안하는 방법은 기본적으로 클러스터링, 네트워크 내 집계 및 계층적 필터링을 결합한 것이다. 계층적 필터링이란 센서 네트워크를 두 계층으로 나누어 필터링하는 것이다. 1계층 필터링은 클러스터 멤버에서 클러스터 헤드로 데이터를 전송시 필터링을 수행하고, 2계층 필터링은 클러스터 헤드에서 기지국으로 데이터를 전송시 필터링을 수행한다. 이 방법은 기존의 데이터 필터링 방법보다 더 효율적이고 효과적인 방법이다. 다양한 실험을 통해서, 제안한 방법이 다른 방법들보다 더 많은 메시지를 줄이고. 네트워크의 생존기간이 더 증가하였음을 보여준다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권1호
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• pp.103-112
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• 2006

센서 네트워크에서 센서 노드는 제한된 배터리 용량을 가지기 때문에 에너지 효율적인 라우팅을 통한 네트워크 수명의 최대화가 매우 중요하다. 따라서 많은 라우팅 프로토콜들이 개발되었으며 이는 크게 평면 라우팅과 계층적 라우팅으로 분류된다. 최근 계층적 라우팅 방안에 초점을 맞추고 많은 연구가 이루어지고 있으며 대표적인 방안으로 LEACH가 있다. 본 논문에서는 LEACH의 문제점을 분석하고 이를 보완하기 위한 새로운 라우팅 방안으로 ENTER (ENergy efficient Two-tiEr Routing protocol)를 제안한다. ENTER는 LEACH에서 사용된 분산 알고리즘을 통해 클러스터를 형성하며 클러스터 헤드간에 경로를 형성하여 싱크 노드로 통합된 데이터를 전송함으로써 에너지 손실을 줄이고 네트워크 수명을 증가시킨다. 시뮬레이션을 통해 LEACH와 ENTER의 성능을 비교하였으며, 제안된 ENTER가 더 효율적으로 에너지를 이용함으로써 네트워크 수명이 증가함을 알 수 있었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제3권4호
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• pp.13-17
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• 2004

As the usage of wireless LAN becomes common in working environment, the number of database systems that support both wired and wireless users increases rapidly. The characteristics of wireless LAN that its speed is slow relatively comparing to wired network and the users in its environment connects to different communication points as they moves creates another challenge to be resolved in database systems. In the environment of hybrid communication systems, wired and wireless for voluminous data amount and a number of users, the two layer architecture of the conventional client-server database systems has limitation in the system performance. This is due to that server is the only point of data service in client-server database systems. In this paper, we discuss a new extended database system architecture that data services are distributed among servers and clients based on user database access patterns in order to improve system performance. We analyze the expected system performance by using simulation technique and prove the practical utilization of the system by demonstrating experimental results.