• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권2호
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• pp.43-50
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• 2022

모바일 데이터의 사용이 늘어나면서 특히 비디오 콘텐츠가 차지하는 비중이 가파르게 증가하고 있다. 모바일 사용자가 지리적으로 원거리에 위치한 클라우드 서버를 통해 데이터를 전달받으면서 발생하는 문제들을 해결하기 위해 사용자와 지리적으로 가까운 엣지 서버에 미리 데이터를 캐싱하는 방법이 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 셀룰러 네트워크 환경에서 지연 오프로딩 스킴(delayed offloading scheme)을 적용해 모바일 사용자에게 효과적으로 콘텐츠 파일을 제공하기 위한 SBS 캐싱 기법을 제안하였다. 지연 오프로딩 스킴에서 Macro Base Station(MBS)보다 Small Cell Base Station(SBS)으로부터 데이터를 다운받는 경우 더 적은 비용을 요구하기 때문에 MBS로부터 전송받는 데이터 크기를 최소화하는 것을 목표로 하였다. 모바일 사용자의 이동 경로 확률과 콘텐츠 파일의 인기도를 사용해 SBS에 캐싱할 콘텐츠 파일과 그 크기를 결정하고 SBS의 서비스 범위가 중복되는 것을 고려해 콘텐츠 파일을 재배치하는 캐싱 기법을 제안하였다. 또한 실험을 통해 다른 알고리즘보다 MBS로부터 다운받는 데이터 크기를 줄일 수 있다는 것을 증명하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권2호
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• pp.47-52
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• 2023

최근 스마트 디바이스 및 스트리밍 서비스의 수요 증가에 따른 네트워크 트래픽을 효과적으로 관리하기 위한 방법으로 Mobile Edge Computing(MEC)기술이 주목받고 있다. MEC는 Base Station(BS)과 같은 네트워크 엣지에 캐시를 설치함으로써 사용자에게 보다 가까운 곳에서 서비스를 제공하므로 낮은 지연시간을 제공하고, 네트워크 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 엣지 네트워크에서 사용자는 가장 가까운 BS와 연결되는 것보다 요청된 콘텐츠가 캐싱되어 있는 BS와 연결하는 것이 서비스 지연시간 감소에 유리하다. 따라서 본 논문에서는 캐시 적중률 향상을 위한 이동성 기반 캐싱 및 사용자 연결(user association)알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 체류시간과 콘텐츠 요청 유사도를 토대로 사용자 연결을 결정하고 콘텐츠를 캐싱한다. 시뮬레이션을 통해 기존 연구 대비 제안 알고리즘의 향상된 캐시 적중률과 감소된 지연시간을 확인한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1511-1517
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• 2018

모바일 Device-to-Device(D2D) 캐싱 네트워크는 다수의 모바일 사용자들 사이에서 인기 있는 멀티미디어 콘텐츠들을 사전에 캐싱 서버 단말 (CSD: Caching Server Device)들에 분산 저장한 후 네트워크 인프라를 거치지 않고 사용자들에게 직접 데이터를 전송할 수 있다. 이를 통해서 유선 트래픽과 서비스 지연 시간을 획기적으로 줄일 수 있다. 본 논문에서는 이러한 모바일 D2D 캐싱 네트워크에서 모바일 사용자가 요구하는 콘텐츠를 캐싱하고 있는 다수의 CSD들을 활용하여 네트워크의 전송 효율을 높일 수 있는 효율적인 전송 기법을 제안한다. 제안된 기법은 각 모바일 사용자가 전송 받기를 희망하는 콘텐츠를 캐싱하고 있는 다수의 CSD들을 채널 이득에 따라서 정렬하여 최적의 CSD 조합을 선택함으로써 기존의 Brute-force 탐색 기반의 최적 방식 대비 복잡도를 획기적으로 줄일 수 있으며, Blanket 전송 방식과 Opportunistic 전송 방식 대비 높은 네트워크 전송 효율을 얻을 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권6호
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• pp.131-136
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• 2020

차량 환경의 통신에서 콘텐츠의 사전 캐싱은 사용자로부터 콘텐츠 서버까지의 지연시간을 감소시킬 수 있다. 하지만 어디에, 어느 량 만큼의 사전 캐싱을 해야하는 지에 대한 문제점은 아직도 해결되지 않고 있다. 본 논문에서는 차량의 이동 확률을 토대로 차량이 다음으로 이동하게 될 기지국 후보들에게 각각 최적화된 량만큼의 콘텐츠를 분산시켜 사전 캐싱하는 방안을 제시한다. 우선, 각 차량의 이동 확률은 Markov Chain을 이용하여 학습되었다. 그리고 분산하여 사전 캐싱할 콘텐츠의 량은 무선 환경을 기반으로 최적화되었다. NS-3를 기반으로 진행된 실험에서 제안방안은 기존 방안에 비하여 최소의 지연시간을 유지하며 트래픽을 가장 많이 절약한 결과가 도출되었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권7호
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• pp.167-176
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• 2019

최근 소셜 네트워크, 비디오 스트리밍 등 이동통신망 환경에서 즐길 수 있는 서비스가 종류가 점점 증가함에 따라, 모바일 사용자(MU : Mobile User)는 이동통신 데이터를 소모하여 원하는 콘텐츠에 더욱 쉽게 접근할 수 있게 되었다. 하지만 이동통신 환경 아래서, 모바일 사용자는 콘텐츠를 즐기기 위해 네트워크 서비스 제공자(SP : Service Provider)에게 높은 이동통신 데이터 요금을 내야한다. 이를 해결하기 위한 방법으로 소개된 '데이터 스폰서(data sponsor)'기법은 모바일 사용자의 콘텐츠 접근성을 높이는 획기적인 방법으로 주목받고 있다. 본 논문에서는 서비스 제공자와 콘텐츠 제공자를 리더 그룹, 모바일 사용자를 추종자 그룹으로 하는 슈타켈버그 게임을 통해 최적의 요금 할인율을 결정짓는 알고리즘을 제안한다. 또한 모바일 사용자의 콘텐츠에 대한 접근성을 더욱 높이기 위해, 모바일 사용자에게 높은 인기가 있는 콘텐츠를 엣지 서버에 캐싱하는 엣지 캐싱을 게임이론의 다대다 매칭 게임을 통해 설계하는 알고리즘을 제안한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기존에 제안된 데이터 스폰서 기법에 비해 본 논문에서 제안한 방법이 제공자들의 콘텐츠 소모에 대한 수익률 측면에서 6~11% 가량의 우위를 보였으며, 엣지 캐싱의 유무에 따라 콘텐츠 제공자의 수익률이 12% 향상됨을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.83-86
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• 2021

비디오 컨텐츠 사용이 증가하면서, 사용자가 요구한 파일을 제시간 안에 전달하는 문제가 중요해졌다. 사용자와 가까운 곳에 파일을 캐싱해 두고 필요할 때 다운받으면 파일을 보다 빨리 전달할 수 있는데 사용자가 움직일 경우 이동성을 고려해야 한다. 본 논문에서는 사용자의 이동 경로와 파일의 인기도를 함께 고려해 딜레이드 오프로딩(delayed offloading) 스키마를 적용한 환경에서 마이크로 기지국(micro base station, MBS)에서 다운받는 데이터 크기를 최소로 만들어 비용을 최소화 하는 캐싱 기법을 제안한다. 실험을 통해 타알고리즘에 비해 MBS 로부터 다운받는 양을 줄이고 스몰 셀 기지국(small cell base station, SBS)에서 다운받을 성공 확률을 높이는데 효과가 있다는 것을 보였다.

• 융합정보논문지
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• 제10권1호
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• pp.22-27
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• 2020

5G 인프라 보급과 더불어 기하급수적으로 증가하는 1인 미디어 방송, 유튜브와 같은 모바일 콘텐츠 서비스를 안정적으로 제공하기 위해서는 사용자 부근에 캐시 서버를 분산 배치하는 콘텐츠 전송 네트워크(CDN:Content Delivery Network) 도입이 필수적이다. 지역 캐시 없이 사용자가 콘텐츠 사업자(Content Provider)로부터 직접 서비스를 받는 트래픽이 늘어날수록 모바일 백홀(Backhaul)과 프론트홀(Fronthaul)에서 감당해야 할 부담은 상당히 증가하게 된다. 본 연구는 광기반 5G 프론트홀 구조와 캐싱 방법을 제안하여 모바일 백홀의 대역폭 및 서비스 품질을 개선하는 데 목적이 있다. 이를 위해 우선 전용 광케이블을 프론트홀로 사용하는 콘텐츠 전송 네트워크와 수동광가입자망(PON:Passive Optical Network)을 사용하는 구조를 제안한다. 그 위에 PON 캐싱에 특화된 집화된 콘텐츠 요청 방법을 제안하고 모델링과 시뮬레이션을 통해 그 성능을 기존의 방식과 비교한다. 제안된 PON 캐싱은 기존 캐싱이 없는 구조에 비해 최대 0.5초의 평균접근시간 감소, 1/n개의 수신된 요청 패킷 감소, 약 60% 백홀 대역폭 절감 효과를 나타냈다. 이 연구는 모바일 백홀 비용과 서비스 품질 사이에서 고민하는 통신사업자들에게 하나의 참고 자료가 될 수 있으며, 추후 캐시 적중률을 더욱 끌어올리는 방안으로 확장될 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1486-1491
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• 2017

본 논문에서는 최근 급격히 증가하고 있는 대용량 고화질 멀티미디어 스트리밍 서비스의 품질을 개선하고 코어 네트워크의 트래픽 부담을 경감시킬 수 있는 무선 근거리 네트워크 (wireless local area network: WLAN) 기반의 캐싱 기법을 제안하다. 제안하는 캐싱 방식은 WLAN용 AP에 탑재된 저장 장치에 멀티미디어를 저장한 후 클라이언트의 스트리밍 요청에 따라 인터넷망과의 연결 없이 독자적인 스트리밍 서비스를 제공한다. 실제 상용망을 기반으로 시험망을 구축하여 초당 프레임수와 버퍼링 시간 관점에서 제안 방식의 성능을 측정하였다. 성능 분석 결과에 따르면, 제안하는 캐싱 방식은 기존의 스트리밍 방식 대비 평균 버퍼링 시간을 73.3% 감소시킬 수 있으며, 평균 FPS를 약 71.3% 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.679-682
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• 2011

무선 네트워크상의 이동 사용자의 동영상 요청에 따라 실시간 동영상 전송서비스를 지원하기 위한 무선 스트리밍 플랫폼 구조 및 방법을 제안한다. 무선 전송 채널은 잦은 네트워크 단절 및 전송 지연 등의 자원 한계성을 가지고 있다. 이러한 한계점들을 극복하고 이동 사용자가 요구하는 이동 실시간 스트리밍서비스를 지원하기 위해 프리패치(pre-fetch) 전송 캐싱 방법과 패킷손실보존(packet loss conservation) 방법을 가진 전송 에이전트 시스템을 제안한다.

• 융합보안논문지
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• 제12권4호
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• pp.91-96
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• 2012

무선 네트워크의 많은 분야 중에서 MANET(Mobile Ad-hoc Network)은 상당히 발전이 되어있는 기술이다. MANET을 구성하는 노드들은 다중 홉 무선 연결을 이용하여 데이터 전달을 하게 된다. 이러한 환경에서 노드들의 데이터 접근 성능과 가용성을 향상시킬 수 있는 방법이 캐싱 기법이다. 기존의 많은 연구들은 이동 노드들의 다중 홉 연결을 향상시키기 위해 동적인 라우팅 프로토콜에 대해 많은 연구가 이루어져왔다. 그러나 노드들의 이동으로 인하여 유효한 캐시 정보의 관리 및 유지가 쉽지 않다. 본 논문에서는 이동 노드가 원하는 정보의 캐시 발견시 오버헤드를 줄이고 노드들의 이동으로 인한 연결 관리를 위해 클러스터 기반 캐싱 기법을 제안하였다. 그리고 각 클러스터 헤드에서 유효한 캐시 테이블을 유지할 수 있도록 하기 위해 HLP를 이용하였다. 본 논문에서 제안한 기법의 효율성은 실험을 통해 확인하였다.