• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.709-730
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• 2017

To address the challenge of unprecedented growth in mobile data traffic, ultra-dense network deployment is a cost efficient solution to offload the traffic over some small cells. The overlapped coverage areas of small cells create more than one candidate access points for one mobile user. Signal strength based user association in IEEE 802.11 results in a significantly unbalanced load distribution among access points. However, the effective bandwidth demand of each user actually differs vastly due to their different preferences for mobile applications. In this paper, we formulate a set of non-linear integer programming models for joint user association control and user demand guarantee problem. In this model, we are trying to maximize the system capacity and guarantee the effective bandwidth demand for each user by soft-association control with a software defined network controller. With the fact of NP-hard complexity of non-linear integer programming solver, we propose a Kernighan Lin Algorithm based graph-partitioning method for a large-scale network. Finally, we evaluated the performance of the proposed algorithm for the edge users with heterogeneous bandwidth demands and mobility scenarios. Simulation results show that the proposed adaptive soft-association control can achieve a better performance than the other two and improves the individual quality of user experience with a little price on system throughput.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권4호
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• pp.319-326
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• 2011

Beamforming techniques have been successfully utilized for traffic channels in order to solve the interference problem. However, their use for control channels has not been sufficiently investigated. In this paper, a (semi-) centralized beamforming strategy that adaptively changes beam patterns and controls the total transmit power of cells is proposed for the performance enhancement of the common channel in hierarchical cell structure (HCS) networks. In addition, some examples of its practical implementation with low complexity are presented for two-tier HCS networks consisting of macro and pico cells. The performance of the proposed scheme has been evaluated through multi-cell system-level simulations under optimistic and pessimistic interference scenarios. The cumulative distribution function of user geometry or channel quality has been used as a performance metric since in the case of common control channel the number of outage users is more important than the sum rate. Simulation results confirm that the proposed scheme provides a significant gain compared to the random beamforming scheme as well as conventional systems that do not use the proposed algorithm. Finally, the proposed scheme can be applied simultaneously to several adjacent macro and pico cells even if it is designed primarily for the pico cell within macro cells.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권1A호
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• pp.9-17
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• 2004

본 논문에서는 음성, 비디오, 데이터를 수용하는 적응 및 고정 스텝 크기 전력제어(PC; Power control) 방법을 각각 두 가지 (기존 IS-95와 W-CDMA방법) 전력제어 명령 갱신율에 따른 성능을 평가하고, 통합된 음성/비디오/데이터 트래픽들 사이에 상호 미치는 영향을 분석하기 위하여 요구되는 최소 전력제어 문턱 값을 유도하고, 전력제어 에러가 채널 품질에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 고속의 낮은 에러율을 갖는 서비스는 타 트래픽의 무선 링크 품질에 상당한 영향을 미칠 수 있으므로 음성/비디오/데이터 트래픽에 적응적 스텝 크기 전력제어 방법을 적용하면 고정 스텝 크기 전력제어 방법에 비해 증가된 용량을 얻을 수 있다. 또한 주어진 무선 링크 outage 확률을 만족시키기 위하여 고정 스텝 크기 방법보다 적은 전력의 증가가 요구되기 때문에 타 트래픽의 무선 채널에 보다 낮은 간섭전력을 발생시키게 된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (D)
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• pp.217-219
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• 2006

4G mobile networks are expected to support various multimedia services over IP networks and also satisfy high spectral efficiency requirement. In cellular systems including 4G networks, hotspot cells can occur when available wireless resources at some location are not enough to sustain the needs of users. The hotspot cell can potentially lead to blocked and dropped calls, which can deteriorate the service quality for users. In a 4G mobile network, a band of users enjoying multimedia services can move around, which may generate heavy flows of traffic load. This situation can generate the hotspot cell which has a short life span of only a few minutes. In this paper, we propose a handover-based scheme which can effectively manage hotspot cells in 4G mobile networks. With the scheme, the current serving cell can recognize the load status of the target cell in advance before handover execution. Adaptive handover time control according to the amount of traffic load of cells can effectively and flexibly manage the hotspot cell in the network. And, through our hotspot cell management scheme, acceptable service quality can be supported as users continuously maintain connections with the network. In the simulation results, we find that our scheme generates smaller number of hotspot cells and supports higher service quality than the compared schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권12호
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• pp.5835-5854
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• 2017

The implementation of IEEE 802.15.6 in Wireless Body Area Network (WBAN) is contention based. Meanwhile, IEEE 802.15.4 MAC provides limited 16 channels in the Superframe structure, making it unfit for N heterogeneous nature of patient's data. Also, the Beacon-enabled Carrier-Sense Multiple Access/Collision-Avoidance (CSMA/CA) scheduling access scheme in WBAN, allocates Contention-free Period (CAP) channels to emergency and non-emergency Biomedical Sensors (BMSs) using contention mechanism, increasing repetition in rounds. This reduces performance of the MAC protocol causing higher data collisions and delay, low data reliability, BMSs packet retransmissions and increased energy consumption. Moreover, it has no traffic differentiation method. This paper proposes a Low-delay Traffic-Aware Medium Access Control (LTA-MAC) protocol to provide sufficient channels with a higher bandwidth, and allocates them individually to non-emergency and emergency data. Also, a Contention Differentiated Adaptive Slot Allocation CSMA-CA (CDASA-CSMA/CA) for scheduling access scheme is proposed to reduce repetition in rounds, and assists in channels allocation to BMSs. Furthermore, an On-demand (OD) slot in the LTA-MAC to resolve the patient's data drops in the CSMA/CA scheme due to exceeding of threshold values in contentions is introduced. Simulation results demonstrate advantages of the proposed schemes over the IEEE 802.15.4 MAC and CSMA/CA scheme in terms of success rate, packet delivery delay, and energy consumption.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권9A호
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• pp.1067-1074
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• 2004

무선 이동 통신에서 정점 증가하는 멀티미디어 응용에 대한 QoS(Quality of-Service) 제공운 무엇보다 중요하다. 비록 유선망에서의 QoS 는 서비스 허가 제어 (admission control)나 자원 할당 기법으로 어느 정도 쉽게 제공될 수 있었지만, 무선망에서의 QoS 제공은 단말의 이동성과 자원의 한정성으로 인하여 유선망과 비교하여 더욱 복장 하다 즉 , 한정적인 자원을 효율적으로 관리하여 멀티미디어 응용에 대한 QoS 를 제공하는 것이 중요하다 복 논 문에서는 무선망에서의 멀티미디어 트래역을 위한 QoS 보장 알고리즘을 제안하였다 제안된 알고리즘은 이동단말 이 위치한 주위 생의 자원들을 미리 예약하는 방식과 자원 재할당 기엽을 혼합하여 시용하며, 새로운 호의 차단률 (blocking rate), 핸드오프 호의 드랍률 (blocking rate), 대역폭의 활용성 (bandwldth utilization) 을 향상시켜 멀티 미디어 트래픽에 QoS 를 제공하고 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권6B호
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• pp.588-603
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• 2003

본 논문은 Diffserv 방식에서 플로별 관리없이 Assured Service의 End-to-End 005를 향상시키기 위해 DiffServ 도메인의 입구라우터에서 플로별 관리를 수행하지 않는 Aggregate Three Color Marker를 제안하였다. 제안하는 Aggregate Three Color Marker는 Diffserv 방식에서 개별 플로에 대한 관리 없이 Assured Service의 QoS를 보장하기 위해 Adaptive RIO-DC 버퍼 관리 방식과 함께 사용된다. 제안하는 Aggregate Three Color Marker는 Assured Service에 대한 접속제어가 수행된 상황에서 입구라우터를 경유하는 개별 플로들이 전송하는 In-profile 트래픽 전송률들의 총합 만큼의 Token rate로서 입구 라우터로 유입되는 전체 In-profile 트래픽의 양을 측정하고, 허용된 In-profile 트래픽의 Aggregate Trafile profile 범위에 속하는 손실된 Token 양만큼 경유하는 Out-of-profile 패킷들을 Yellow 패킷들로 표기한다. 그리고 DiffServ 내부라우터에서는 In-profile 패킷과 Yellow 패킷을 동일하게 처리하며, 플로간의 공평성을 유지하기 위해 이전 도메인에서 입구라우터로 유입되는 Yellow 패킷은 Out-of-profile 패킷으로 환원된다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 Aggregate Three Color Maker를 Adaptive RIO-DC와 함께 적용하여 다중 DiffServ 도메인 환경에서 플로별 관리없이 Assured Service에 대한 End-to-End QoS를 보장할 수 있음을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제48차 하계학술발표논문집 21권2호
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• pp.15-18
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• 2013

본 논문에서는 교통상황을 실시간으로 반영하여 최적의 이동경로를 제공하는 적응형 내비게이션 시스템을 제안한다. 본 시스템은 세 가지 요소로 구성되어있다. 첫 번째로 도로교통망 중 한 구획의 도로상황정보를 수집하고 공유하는 Traffic Control Center (TCC). 두 번째로 개별적인 도로나 교차로에 설치되어 차량으로부터 도로상황정보를 수집하는 Road Side Unit(RSU). 마지막으로 차량들 간의 망 형성을 위해서 사용되는 Dedicated Short Range Communications(DSRC)를 기반으로 차량에 설치된 단말기가 있다. DSRC를 기반으로 RSU와의 통신하는 단말기는 실시간 도로교통정보를 기반으로 운전자에게 최적의 경로를 제공한다. 이동속도와 같은 교통정보는 단말기에서 측정되고, RSU로 전송된다. RSU는 이 정보를 처리하여 해당 도로의 도로상황지수를 생성하고, 주기적으로 TCC에 전송한다. TCC는 RSU로부터 도로상황지수를 통합하여 TCC의 관할 구획의 모든 차량에 대해 도로교통정보를 만든다. 마지막으로 단말기는 효율적인 경로안내를 위해 최적의 경로를 도출하여 운전자에게 제공한다. 따라서 단말기, RSU, TCC간의 상호작용을 통해 AINS는 동적인 교통상황(정체, 교통사고 등)을 기반으로 새로운 형태의 적응형 지능 내비게이션을 제공할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권12B
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• pp.811-817
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• 2005

유선 네트워크에 비해 상대적으로 제한된 대역폭을 가지는 셀룰러 네트워크의 특성으로 인해 효율적인 대역폭 관리에 대한 관심이 증가하고 있다. 또한, 최근 들어 수요가 증가하고 있는 다양한 멀티미디어 서비스들의 QoS를 보장하고, 사용자의 이동성으로 인해 발생할 수 있는 네트워크 과부하 현상을 해결하기 위한 실시간 대역폭 관리에 대한 중요성이 더욱 강조되고 있다 본 논문에서는 멀티미디어 셀룰러 네트워크상에서 대역폭의 이동을 통한 온라인 부하분산 알고리즘을 제안하였다 이 방법은 각 셀들간 트래픽 부하의 균형을 통해 지역적으로 발생하는 과부하 현상을 극복하고 높은 대역폭 효율성을 보장한다. 또한, 제안된 알고리즘은 현재 네트워크 상황에 대한 적응성과 유연성을 제공하는 온라인 기법을 기반으로 셀 단위로 수행되기 때문에 실제 네트워크 상황에 적용하기가 용이하다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법이 기존의 타 기법들에 비해 네트워크의 다양한 트래픽 상황에서 우수한 성능을 가지는 것을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권7호
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• pp.3470-3493
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• 2019

IEEE 802.11s-based infrastructure Wireless Mesh Networks (iWMNs) are envisaged as a promising solution to provide ubiquitous wireless Internet access. The limited network capacity is a problem mainly caused by the medium contention between mesh users and the mesh access points (MAPs), which gets worst when the mesh clients employ the Transmission Control Protocol (TCP). To mitigate this problem, we use wireless network coding (WNC) in the MAPs. The aim of this proposal is to take advantage of the network topology around the MAPs, to alleviate the contention and maximize the use of the network capacity. We evaluate WNC when is used in MAPs. We model the formation of coding opportunities and, using computer simulations, we evaluate the formation of such coding opportunities. The results show that as the users density grows, the coding opportunities increase up to 70%; however, at the same time, the coding delay increments significantly. In order to reduce such delay, we propose to adaptively adjust the time that a packet can wait to catch a coding opportunity in an MAP. We assess the performance of moving-average estimation methods to forecast this adaptive sojourn time. We show that using moving-average estimation methods can significantly decrease the coding delay since they consider the traffic density conditions.