• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.35-38
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• 1999

In this paper, we propose bandwidth management scheme to efficiently guarantee the QoS of various services on ATM based IMT-2000 networks. The proposed bandwidth management scheme consists of the call admission control to reduce a handoff failure probability and the scheduling scheme to efficiently allocate a time slot based on the QoS requirements in wireless links. The simulation results show that the proposed bandwidth scheme has better performance than the previous works in terms of the handoff failure probability and packet delay time.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.367-376
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• 1999

가변 압축 미디어 특성을 갖는 비디오 서비스는 발생되는 프레임 단위의 트래픽의 유동성 때문에 대역폭 관리에 있어 많은 제약을 수반한다. 특히, MPEG 비디오와 같이 VBR(Variable Bit Rate) 트래픽 특성을 갖는 비디오에 대한 대역폭 관리는 프레임간의 심한 트래픽 변이 때문에 대역폭 활용 이득이 낮아진다. 또한, VOD(Video-On-Demand)와 같은 대화형 비디오 서비스에서 VCR 기능과 같은 대화형 서비스를 제공할 때의 트래픽 변화는 예측하기 힘들기 때문에 효과적인 대역폭 관리가 힘들다. 본 논문에서는 MPEG 비디오와 같이 VBR 트래픽 특성을 지닌 저장 미디어를 기반으로 하는 대화형 비디오 서비스를 위한 동적 대역폭 할당 방법을 제안한다. 이 방법은 선인출 기반의 가변구간 대역폭 할당 기법과 다수 스트림에 대한 동적 대역폭 관리를 통해 주어진 전체 대역폭의 활용율을 극대화시킨다. 또한, 제안하는 기법은 MPEG 스트림의 트래픽 특성을 반영한 대역폭 할당 방법을 적용하며, 다중 스트림에 대해 동적 대역폭 관리를 사용한 네트워크 자원 활용을 극대화시킬 수 있는 방법을 제공한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제2권2호
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• pp.63-81
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• 2008

WiMAX has been introduced as a competitive alternative for metropolitan broadband wireless access technologies. It is connection oriented and it can provide very high data rates, large service coverage, and flexible quality of services (QoS). Due to the large number of connections and flexible QoS supported by WiMAX, the uplink access in WiMAX networks is very challenging since the medium access control (MAC) protocol must efficiently manage the bandwidth and related channel allocations. In this paper, we propose and investigate a cost-effective WiMAX bandwidth management scheme, named the WiMAX partial sharing scheme (WPSS), in order to provide good QoS while achieving better bandwidth utilization and network throughput. The proposed bandwidth management scheme is compared with a simple but inefficient scheme, named the WiMAX complete sharing scheme (WCPS). A maximum entropy (ME) based analytical model (MEAM) is proposed for the performance evaluation of the two bandwidth management schemes. The reason for using MEAM for the performance evaluation is that MEAM can efficiently model a large-scale system in which the number of stations or connections is generally very high, while the traditional simulation and analytical (e.g., Markov models) approaches cannot perform well due to the high computation complexity. We model the bandwidth management scheme as a queuing network model (QNM) that consists of interacting multiclass queues for different service classes. Closed form expressions for the state and blocking probability distributions are derived for those schemes. Simulation results verify the MEAM numerical results and show that WPSS can significantly improve the network’s performance compared to WCPS.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권1B호
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• pp.64-72
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• 2004

Multiprotocol Label Switching (MPLS) has been developed as a key technology to enhance the reliability, manageability and overall quality of service of core If networks with connection-oriented tunnel LSP and traffic engineering such as constraint-based routing, explicit routing, and restoration. In this paper, we propose a control bandwidth borrowing scheme that maximizes the utilization of tunnel LSPs or physical links by an extension to the RSVP-TE label distribution protocol. MPLS-based core switching network and VPN services rely on the establishment of connection-oriented tunneled LSPs that are configured or predefined by network management systems. The mechanism of network management system varies from (i) a relatively static LSP establishment accounting, to (ii) a dynamic QoS routing mechanisms. With the use of hierarchical LSPs, the extra bandwidth that is unused by the trunk (outer) LSPs should be fully allocated to their constituent end-to-end user traffic (inner) LSPs in order to maximize their utilization. In order to find out the unused extra bandwidth in tunnel LSP or physical link and redistribute these resources to constituent LSPs, we expend the functionality of RSVP-TE and the found unused extra bandwidth is redistributed with a weight-based recursive redistribution scheme. By the extended RSVP-TE and proposed recursive redistributed scheme, we could achieve the instantaneous maximized utilization of tunnel LSP or physical link suffering from the potential under-utilization problem and guarantee the end-to-end QoS requirements. With the proposed scheme, network manager can manage more effectively the extra available bandwidth of hierarchical LSPs and maximize the instantaneous utilization of the tunneled LSP resources.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.77-88
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• 1997

Fieldbus is the lowest level communication network in factory automation and process control systems. Performance of factory automation and process control systems is directly affected by the data delay induced by network traffic. Data generated from several distributed field devices can be largely divided into three categories: sporadic real-time, periodic real-time and non real-time data. Since these data share one fieldbus network medium, the limited bandwidth of a fieldbus network must be appropriately allocated to the sporadic real-time, periodic real-time and non real-time traffic. This paper introduces a new fieldbus design scheme which allocates the limited bandwidth of fieldbus network to several different kinds of traffic. The design scheme introduced in this study not only satisfies the performance requirements of application systems interconnected into the fieldbus but also fully utilizes the network resources. The design scheme introduced in this study can be applicable to cyclic service protocols operated under single-service discipline. The bandwidth allocation scheme introduced in this study is verified using a discrete-event/continuous-time simulation experiment.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권6호
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• pp.415-419
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• 2010

본 논문에서는 이동 셀룰러 네트워크 환경에서 한정된 자원인 무선대역폭을 효율적으로 사용하기 위해 게임이론을 이용한 대역폭 예약 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 게임 이론의 협상 해법 중 대표적인 NBS 기법을 이용하여 전체 시스템의 효용을 극대화하는 최적의 대역폭 대여량과 예약량을 계산한다. 성능평가 결과 제안된 기법이 다양한 네트워크의 상황에 탄력적으로 대응할 수 있었기에 기존에 제안된 기법에 비해 뛰어난 성능을 보임을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권5호
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• pp.437-455
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• 2009

무선 통신 기술의 발달로 인해 앞으로는 다양한 종류의 멀티캐스트 기반 서비스가 클러스터화된 무선 네트워크를 통하여 이루어질 것으로 예상된다. 보안성을 제공하는 멀티캐스트 서비스의 경우 암호화에 사용하는 그룹키의 관리가 중요한 문제가 된다. 따라서 다양한 종류의 그룹키 관리 기법들이 계속해서 제안되고 있다. 대표적인 그룹키 관리 기법 중 하나인 트리 기반 그룹키 관리 기법은 키 분배 센터가 전송해야 하는 키 갱신 메시지의 수를 효과적으로 줄인다는 장점을 지니고 있지만, 키 갱신 메시지를 전달하는데 실제로 소모되는 네트워크 대역폭을 정확히 고려하지 않고 있다. 본 논문은 그룹 멤버쉽이 동적으로 변하는 클러스터화된 무선 네트워크 환경에서 트리 기반 그룹키 관리 기법을 사용했을 때 키 갱신을 위한 대역폭 소모량을 효율적으로 절감할 수 있는 방법을 제시하고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 실험은 제안하는 방법이 기존의 기법들에 비해 매우 우수한 대역폭 절감 능력을 지니고 있음을 보여주고 있다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권1호
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• pp.66-71
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• 2012

본 논문에서는 협상 게임 이론의 특성을 이용하여 서비스 요구 사항이 상이한 다수의 서비스 클래스들이 노드의 대역폭을 공유하는 경우 효율성 증대와 클래스별 비례적 공정성을 보장할 수 있는 대역폭 할당 기법을 제안한다. 일반적으로 각 클래스의 트래픽 입력율은 대부분의 시간에 비대칭적이기 때문에 제안기법은 클래스별 입력율에 따라 비례적으로 대역폭을 할당함으로써 시스템 측면에서 대역폭 이용 효율을 증대시킨다. 또한 제안 기법은 특정 클래스의 과도한 트래픽 입력으로 인한 타 클래스의 서비스 품질 저하를 방지하며, 클래스별 가중치에 따라 차등적이며 공정하게 대역폭을 할당한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권7호
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• pp.933-938
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• 2006

최근 들어 폭발적으로 증가하고 있는 다양한 형태의 멀티미디어 서비스들은 서로 다른 대역폭과, 다양한 QoS의 보장을 요구한다. 따라서, 한정된 대역폭을 가지는 네트워크의 특성으로 인해 효율적인 대역폭 관리에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 네트워크상에서 서로 다른 멀티미디어 서비스를 효율적으로 지원하면서 동시에 우선순위가 높은 서비스의 QoS를 보장할 수 있는 적응적 대역폭 관리 방법을 제안하였다. 네트워크 자원의 효율적인 관리를 위해 제안된 적응적 대역폭 관리기법은 현재 네트워크 상태를 기반으로 하는 온라인 기법으로 적용되어 서로 상충되는 네트워크의 성능 메트릭간의 적절한 균형을 이루도록 설계되었다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 대역폭 관리를 위해 제안된 기존의 타 기법들과의 비교, 분석을 수행하여 제안된 방법이 다양한 네트워크 트래픽 상황에서 우수한 성능을 가지는 것을 확인할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제3권6호
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• pp.575-596
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• 2009

Facing limited network resources such as bandwidth and processing capability, the Internet will have congestion from time to time. In this paper, we propose a scheme to maximize the total utility offered by the network to the end user during congested times. We believe the only way to achieve our goal is to make the scheme application-aware, that is, to take advantage of the characteristics of the application. To make our scheme scalable, it is designed to be class-based. Traffic from applications with similar characteristics is classified into the same class. We adopted the RED queue management mechanism to adaptively control the traffic belonging to the same class. To achieve the optimal utility, the traffic belonging to different classes should be controlled differently. By adjusting link bandwidth assignments of different classes, the scheme can achieve the goal and adapt to the changes of dynamical incoming traffic. We use the control theoretical approach to analyze our scheme. In this paper, we focus on optimizing the control on two types of traffic flows: TCP and Simple UDP (SUDP, modeling audio or video applications based on UDP). We derive the differential equations to model the dynamics of SUDP traffic flows and drive stability conditions for the system with both SUDP and TCP traffic flows. In our study, we also find analytical results on the TCP traffic stable point are not accurate, so we derived new formulas on the TCP traffic stable point. We verified the proposed scheme with extensive NS2 simulations.