• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권6호
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• pp.755-763
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• 2003

전파(propagation) 오류가 빈번한 무선 이동 네트워크에서는 전송 성능을 향상하기 위해 FEC(Forward Error Correction)알고리즘을 채택한다. 그러나 정적인 FEC방식은 연속적으로 변화하는 전파 오류율에 알맞은 정정 코드(check code)를 적용하지 못해 성능이 저하된다. 본 논문에서는 변화하는 무선 채널의 전파 오류율에 따라 FEC의 정정도를 알맞게 결정하는 링크 계층용 적응적 FEC기법인 FECA(FEC-level Adaptation)를 제안한다. FECA는 오류율이 높고, 오류율이 천천히 변화하는 무선 환경에 알맞은 알고리즘이다. 일례로 전파 간섭이 있는 환경에서 센서(sensor) 네트워크는 평균 오류율이 $10^{-6}$이상이며 오류율이 평균 수백 밀리초 이상 지속되는 것으로 관찰되었다. FECA는 분석적인 무선채널 시뮬레이션과 패킷 트레이스 기반(trace-driven) 시뮬레이션에서 정적 FEC 알고리즘에 비해 최대 15%이상 성능을 향상하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제9C권4호
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• pp.563-572
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• 2002

무선 이동 네트워크에서 대부분의 패킷 손실은 네트워크 체증(congestion)보다는 전송(propagation) 오류에 의해 발생된다. 이러한 전송 오류에 의한 패킷 손실을 방지하여 전송 효율을 향상하기 위해 무선 네트워크에서는 FEC(Forward Error Correction)알고리즘을 채택하고 있다. 그러나 정적인 FEC방식은 연속적으로 변화하는 무선 채널의 전송 오류율에 알맞은 정정 코드(check code)를 채택하지 못해 도리어 전송 효율이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해서는 채널의 상태에 따라 FEC를 동적으로 변경하는 것이 필요하다. 본 논문은 무선 채널 특성의 이론적 분석과 저 출력 라디오파를 이용하는 센서(sensor) 네트워크상에서의 실험적 측정을 통해서, 적응적 FEC 기법이 무선 네트워크의 전송 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 보여준다. 또한 전송 에러률이 $10^{-3}$ 정도로 상당히 오류가 많은 무선 네트워크에서 적용할 수 있는 적응적 FEC 기법, FECA(FEC-level Adaption)기법을 제안한다. 마지막으로 FEC 알고리즘의 성능 비교를 위해 패킷 시뮬레이션에서 비트 레벨(bit-level) 오류를 시뮬레이션할 수 있는 통합 시뮬레이션 기법을 소개한다. 통합 시뮬레이션을 통해 FECA는 정적 FEC에 비해서 지속적으로 무선 채널 오류률에 알맞는 FEC 정정 코드를 채택하여 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권7호
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• pp.803-812
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• 2006

본 논문에서는 저속의 무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)에서 블록 FEC(Forward Error Correction) 알고리즘의 심볼 크기의 변화에 따른 802.11 MAC 프로토콜의 전송 효율과 전송 에너지를 해석적으로 분석한다. 블록 FEC 알고리즘은 심볼(symbol) 단위로 오류를 복원하므로, 주어진 무선 센서 채널에서 같은 FEC 체크 비트(check bit) 량을 사용하더라도 블록 FEC 알고리즘의 오류 패킷 복원률은 블록 FEC 심볼 크기에 의존적이다. 즉, 같은 양의 FEC 체크 비트를 사용하는 경우에, 연속된 군집 오류 길이는 작으면서 군집 오류가 자주 발생하는 채널에서는 작은 FEC 심볼이, 이에 반해 군집 오류의 길이는 크고 군집 오류 개수가 작은 군집적 분포를 보이는 채널에서 큰 FEC 심볼이 효율적이다. 심볼 크기의 영향을 평가하기 위해서 본 논문에서는 센서 노드 TIP50CM을 사용하는 WSN에서 수집한 패킷 트레이스를 기반으로 WSN 채널을 Gilbert 모델로 모델링하고, 심볼 크기가 다른 RS(Reed-Solomon) 코드를 생성하고 해석하기 위한 에너지를 측정하였다. 이러한 모델링된 채널과 각 RS 코드 생성과 해석 에너지를 이용하여 FEC 심볼 크기에 따른 RS FEC 코드를 채택한 802.11 MAC 프로토콜의 전송 효율과 전송 에너지를 계산하였다. 실제 측정 데이터와 해석적으로 계산한 데이터를 결합한 계산에 의하면 비슷한 FEC 체크 비트 량을 사용하더라도 FEC 심볼 크기에 따라 전송 효율은 최대 4.2%, 그리고 소요 에너지는 최대 35%의 차이가 발생한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (3)
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• pp.733-735
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• 2001

본 논문에서는 Ad hoc 망에서 오류 발생률에 적응적인 LLC와 MAC 프로토콜은 설계하였다. 이 프로토콜은 무선 링크상에서 수신자의 피드백 정보에 의존한다. LLC 계층에서는 피드백 정보에 따라 적합한 FEC를 선택하여 부호화하고 MAC 계층에서는 이를 뒷받침하기 위해 오류 발생 패킷에 대한 새로운 재전송 메커니즘을 사용한다. 결과적으로 시간에 따라 변화하는 채널 환경에 적응하여 성공적으로 패킷을 전송함으로써 패킷 전달 지연시간을 단축시키고 제한된 채널의 대역폭을 효과적으로 사용한다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권2호
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• pp.122-127
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• 2017

OSI 네트워크 모델의 데이터 링크 계층에서는 노드와 노드 사이에 신뢰성 있는 통신을 목표로 하며, 오류 발생이 잦은 무선 센서 네트워크 환경에서는 FEC(forward error correction) 기법을 주로 사용한다. FEC 기법은 패리티의 길이에 따라 오류 정정률을 설정할 수 있는데 오류 정정률을 높게 설정할수록, 에너지 소모가 크다는 한계가 존재한다. 한편 태양 에너지 기반 센서 네트워크에서는 주기적으로 에너지가 충전되며, 이로 인해 노드가 기본적으로 동작하는 데 필요한 에너지보다 더 많은 양의 에너지가 존재할 가능성이 있다. 따라서 본 논문에서는 수집되는 에너지 중 여분의 에너지를 사용해 데이터 손실률을 감소시키는 에너지 적응형 Reed-Solomon 기법을 제안한다. 노드의 에너지 상태에 따라 FEC의 패리티 길이를 다르게 설정하여, 에너지와 데이터 손실률의 trade-off(이율배반) 관계를 이용하는 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 검증한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제31권1호
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• pp.1-10
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• 2004

본 연구는 erasure 코드를 이용한 응용계층 FEC 기법에 대해 설명한다 Erasure 코드는 디코딩 알고리즘이 간단하여 응용수준에서 패킷 단위 에러 복구에 효율적이다. 그러나 많은 양의 패리티 패킷을 보내는 것은 에러 복구율을 높일 수 있지만 네트웍 혼잡 상황을 악화시킬 수 있다. 따라서 네트웍 상태에 적응적으로 패리티 패킷의 양을 조절할 수 있는 부가정보조절 기법이 필요하다. 또한, 비디오 데이타와 같이 우선순위가 있는 데이타의 경우 마땅히 높은 우선순위의 데이타가 더 많은 부가정보를 가져야 한다 본 연구는 네트웍 상태(손실 정보와 혼잡 정보)와 데이타 중요도에 기반 한 패킷 손실 제어 기법을 제안하고 단순링크와 혼잡링크에서 그 성능을 평가한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.1173-1183
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• 1998

본 논문에서는 패킷 라디오 망에서 음성/데이타 집적 서비스를 위한 SS-PRMA 프로토콜을 제안하고 해석적 방법을 이용하여 이에 대한 성능을 분석했다. 제안된 프로토콜에서 상향 논리 채널은 프레임을 구성하는 타임 슬롯과 각 슬롯별 확산 코드 채널에 의해서 제공되며, 음성 트래픽은 채널 예약 방식을 사용하는 반면, 데이타 트래픽은 매 패킷이 발생할 때마다 임의의 빈 채널을 선택하여 전송하는 슬롯 ALOHA 방식을 사용한다. 성능 분석의 결과, 채널 예약 방식을 사용하는 음성 트래픽인 경우 단지 몇개의 슬롯별 확산 코드 채널만으로도 충분한 시스템 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 반면, 데이타 트래픽인 경우 매 패킷마다 경쟁 방식을 사용하므로 채널의 수에 상당히 민감한 성능을 나타냈다. 또한 무선 채널의 높은 비트 오류율을 고려하여 데이타 링크 계층에서 FEC기법을 적용한 경우, 데이타 트래픽의 성능이 상당히 개선됨을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권4A호
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• pp.451-463
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• 2000

본 논문에서는 CDMA ATM 이동망에서 음성, 비디오 고속 데이터 등의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 QoS 보장형의 데이터링크 프로토콜을 설계하고 그 성능을 분석하였다. 이동 멀티미디어 트래픽을 지원하기 위해 요구되는 QoS 파라메터 및 특성을 분석하고, CDMA 무선망과 ATM망간의 접속을 위한 무선접속 프로토콜의 스택구조 및 계층별 기능을 제시한 후, QoS를 지원하기 위한 무선 데이터링크 프로토콜을 설계한다. 음성과 데이터 트래픽을 동시에 지원하는 시스템을 가정하여 데이터링크 프로토콜을 분석한다. 데이터 트랙픽의 경우 SREJ ARQ방식과 Type-1 Hybrid ARQ방식을 지연 및 처라량 관점에서 비교 분석하고, 음성 트래픽의 경우 BCH 코딩을 사용하여 데이터 트래픽 부하변화에 따른 음성 패킷으 에러율을 분석하다. 분석 결과로서 구현상의 복잡도는 높아질 수 있으나 QoS를 만족시키는 적응적 ARQ와 에러율 요구를 만족시키는 적응적 FEC 코딩을 이용하는 방식이 효율적임을 알 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제31권4호
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• pp.375-383
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• 2004

최근에 사용 편이성으로 인해 다양한 무선 이동 네트워크들이 널리 보급되면서, 무선 네트워크성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 무선 네트워크에서의 패킷 손실은 유선 네트워크의 혼잡이 아닌, 전파 오류로 인해 빈번히 발생되기 때문에, 시뮬레이션에서 무선 네트워크의 성능을 정확히 평가하기 위해서는 알맞은 무선 채널 모델을 채택해야 한다. 적합한 채널 모델은 사용 주파수 영역, 신호출력, 방해물 존재 유무, 평가하는 프로토콜의 비트 오류에 대한 민감성 둥 여러 가지 변수를 고려하여 선택해야 한다. 본 논문에서는 센서(Sensor) 채널의 고 전파 오류 특성을 분석하고, 센서 채널에 알맞은 채널 모델을 결정한다. 또한 센서 네트워크에서 수집한 비트 오류 데이타와 다양한 이론적 무선 채널 모델링 방식을 이용하여 링크계층 FEC(Forward Error Correction) 알고리즘과 TCP 성능 변화를 평가한다. 10일간의 센서 채널 트레이스와의 비교 분석에 의하면, CM(Chaotic Map) 모델은 센서 채널의 BER 편차와 PER(Packet Error Rate) 같을 각각 3배와 10배 이내의 오차 범위에서, 다른 모델은 수십 배 이상 오차범위에서 예측한다. FEC 알고리즘과 세가지 TCP (Tahoe, Reno, 그리고 Vegas) 시뮬레이션 실험에서도 CM 모델은 트레이스와 유사한 성능 변화를, 다른 모델은 최대 10배 이상의 오차를 보인다.