• Journal of Communications and Networks
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• 제16권6호
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• pp.656-666
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• 2014

In delay tolerant networks (DTNs), delay is inevitable; thus, making better use of buffer space to maximize the packet delivery rate is more important than delay reduction. In DTNs, epidemic routing is a well-known routing protocol. However, epidemic routing is very sensitive to buffer size. Once the buffer size in nodes is insufficient, the performance of epidemic routing will be drastically reduced. In this paper, we propose a buffer scheme to optimize the performance of epidemic routing on the basis of the Lagrangian and dual problem models. By using the proposed optimal buffer scheme, the packet delivery rate in epidemic routing is considerably improved. Our simulation results show that epidemic routing with the proposed optimal buffer scheme outperforms the original epidemic routing in terms of packet delivery rate and average end-to-end delay. It is worth noting that the improved epidemic routing needs much less buffer size compared to that of the original epidemic routing for ensuring the same packet delivery rate. In particular, even though the buffer size is very small (e.g., 50), the packet delivery rate in epidemic routing with the proposed optimal buffer scheme is still 95.8%, which can satisfy general communication demand.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권4호
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• pp.2020-2037
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• 2017

In order to improve the energy efficiency of n-Epidemic routing protocol in opportunistic networks, in which a stable end-to-end forwarding path usually does not exist, a novel adjustment strategy for parameter n is proposed using learning atuomata principle. First, nodes dynamically update the average energy level of current environment while moving around. Second, nodes with lower energy level relative to their neighbors take larger n avoiding energy consumption during message replications and vice versa. Third, nodes will only replicate messages to their neighbors when the number of neighbors reaches or exceeds the threshold n. Thus the number of message transmissions is reduced and energy is conserved accordingly. The simulation results show that, n-Epidemic routing protocol with the proposed adjustment method can efficiently reduce and balance energy consumption. Furthermore, the key metric of delivery ratio is improved compared with the original n-Epidemic routing protocol. Obviously the proposed scheme prolongs the network life time because of the equilibrium of energy consumption among nodes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1881-1886
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• 2016

본 논문에서는 기지국의 도움없이 인접한 기기 간에 직접 통신을 수행하는 D2D 단말에서 발생한 데이터를 인접한 D2D 단말로 릴레이하는 환경을 가정하였다. 이러한 환경에서 데이터를 수신한 전체 단말의 수를 최대화하기 위하여 모든 데이터 수신 단말들이 자신의 전송 범위 내의 인접 단말들에게 데이터를 릴레이하는 Epidemic 라우팅을 고려하였다. 또한, 다양한 네트워크 환경을 고려하여 특정 지역에 다양한 밀도로 단말이 밀집되어 분포하는 상황에 대한 MATLAB 시뮬레이션을 수행하고, 이를 기반으로 D2D SD의 전송 범위와 이 데이터를 릴레이 하는 다른 D2D 단말들의 전송 범위를 파라미터로 설정하여 Epidemic 라우팅의 데이터 확산 성능에 대한 비교 분석을 수행하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권1호
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• pp.15-22
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• 2014

지연 감내 네트워크는 지속적인 연결이 보장되지 않고 저장(Store), 운반(Carry), 전달(Forward) 방식의 메시지 전달을 사용 하는 네트워크이다. 이러한 지연 감내 네트워크에서 메시지 전달은 중요한 연구 이슈이며, 최근 많은 라우팅 기법들이 제안되었다. 본 논문에서는 노드들의 사회관계와 확장 매개 중심도를 이용하여 효율적인 지연 감내 네트워크에서 라우팅 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통해 Epidemic routing, Friendship routing에 비해 적은 메시지 전달 성공률차이를 유지하며, 메시지 전달 비용에는 효율적임을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권6A호
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• pp.600-610
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• 2010

본 논문에서는 군 전술 네트워크와 같이 노드들이 진형을 갖추고 이동하거나 일정 지역 근처에서 움직이는 특징이 있는 환경에서 노드의 이동으로 인해 간헐적인 연결 단절이 발생하는 경우를 지원하기 위한 멀티캐스트 기법을 제안한다. 기존의 잘 알려진 트리 기반의 멀티캐스트 라우팅 기법인 MAODV를 기반으로 하여 간헐적인 연결 단절이 발생하는 환경에 적합한 트리 구성 기법과 데이터 메시지 전달 기법을 제안한다. 특히, 데이터 메시지 전달 기법에 있어서는 자식 노드의 이동을 예측하고 이에 대응하여 데이터 메시지의 플러딩 홉 수 k를 결정하는 알고리즘을 제시한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석에서, 본 논문에서 제안하는 기법을 MAODV와 DTN(disruption tolerant network)에서 제시된 멀티캐스트 라우팅 기법인 Epidemic 라우팅과 ST-multicast와 각각 비교하였다. 성능 분석 결과, 본 논문에서 제안하는 기법이 기존의 MAODV에 비해 트리 재설정 횟수를 크게 줄이고 메시지 전달율을 크게 향상시키는 것을 관찰할 수 있었으며 Epidemic 라우팅 기법에 비해 50% 이하의 낮은 메시지 전달 부담을 초래하면서 85% 이상의 높은 메시지 전달율을 달성하는 것을 관찰할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권7호
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• pp.153-158
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• 2016

Delay Tolerant Network(DTN)은 종단간 연결성이 보장되지 않는 환경에서 store-carry-forward 방식의 메시지 전달을 기본으로 하는 네트워크이다. DTN 환경에서 메시지 전달을 위한 라우팅 방안뿐만 아니라 버퍼 관리 정책 또한 전달률을 높이기 위한 중요한 요소이다. 본 논문에서는 기존 spray and wait 라우팅 방안의 메시지 전달률을 높이기 위한 확률 기반의 spray and wait 방안을 제안한다. 또한 버퍼오버플로우 발생 시, L 값에 따라 메시지를 폐기하는 버퍼 관리방안도 제안하였다. 기존의 DTN 라우팅 방안인 Epidemic, PRoPHET, spray and wait 프로토콜과 성능을 비교하였으며 전달률 및 오버헤드의 성능이 개선되는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권2호
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• pp.234-252
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• 2013

Due to the uncertain of connections in Delay Tolerant Networks (DTNs), most routing algorithms in DTNs need nodes to forward the message to others based on the opportunistic contact. The contact is related with the beaconing rate. In particular, nodes have more chances to encounter with each other with bigger beaconing rate, but more energy will be used. On the other hand, if the nodes forward the message to every node all the time, the efficiency of the routing algorithm is better, but it needs more energy, too. This paper tries to exploit the optimal beaconing rate and forwarding rate when the total energy is constraint. First, a theoretical framework is proposed, which can be used to evaluate the performance with different forwarding rate and beaconing rate. Then, this paper formulates a joint optimization problem based on the framework. Through Pontryagin's Maximal Principle, this paper obtains the optimal policy and proves that both the optimal forwarding and beaconing rates conform to threshold form. Simulation results show the accuracy of the theoretical framework. Extensive numerical results show that the optimal policy obtained in this paper is the best.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.404-407
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• 2014

Delay Tolerant Network (DTN)은 불안정한 네트워크 환경으로 인해 나타나는 문제들을 해결하기 위해 Store-Carry-Forward 방식의 메시지 전달을 기본으로 하는 네트워크 구조이다. 기존 네트워크와는 달리 DTN은 종단 간 연결을 보장하지 않아 긴 전송 지연, 불안정한 링크 연결성을 가진다. 이로 인해 DTN에서는 TCP/IP를 기반 한 프로토콜이 정상적으로 동작하기 어려우며, 목적지를 알 수 없는 상황에서도 메시지를 전달해야 하는 상황이 발생한다. 따라서 DTN에서 동작 가능한 라우팅 프로토콜이 요구되고 있으며 그에 따른 연구가 진행 되고 있다. 본 논문에서는 인접한 노드의 히스토리에 기록한 이동성 정보에 따라 에피데믹 알고리즘과 예측 기반 알고리즘을 사용하여 메시지를 전달할 중계 노드를 선출하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 종단 간 연결성을 보완하고 DTN의 특성을 반영하여 목적지의 위치를 알 수 없는 상황에서의 전송률을 증가시키며 지연 시간과 오버헤드를 감소시킨다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.543-548
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• 2017

Epidemic 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 확산 방식은 메시지를 수신한 기기들이 모두 릴레이를 수행하기 때문에 기기들의 전송 커버리지 중복으로 인한 메시지 중복 수신 문제가 빈번하게 발생한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 완화하기 위해 전송 범위 내에 존재하는 기기들 중 최외곽에 위치한 k개의 기기들만이 메시지 릴레이를 수행하는 최외곽 k개의 릴레이 선택 알고리즘을 제안하고 기존방식과 성능 비교분석을 수행한다. 포함 확률과 총 수신 메시지의 수 그리고 전송 효율에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 제안 방안의 우수성을 증명한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권10B호
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• pp.865-875
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• 2008

본 논문에서는 전장 환경에서 전투원이나 전투 장비들이 흩어져서 작전을 수행하며 정찰 자료나 작전 자료를 공유해야 하는 환경을 지원하기 위한 신뢰성 있는 멀티캐스트 프로토콜을 제안한다 제안하는 기법은 크게 두 단계로 구성되어 있다. 첫 단계는 Gossip-based Ad hoc Routing 방법을 활용하되 인접 노드들의 밀도에 따른 환경 적응적 확률적 분산 단계이다. 두 번째 단계는, 그룹 멤버 노드 간에 비트맵을 활용한 수신 상태 요약 정보를 주고받아 그룹 멤버 노드 간의 협력을 통해 유실된 데이터를 복구하는 단계이다. 시뮬레이션을 통해 기존의 이동 애드 혹 네트워크 환경을 대상으로 한 신뢰성 지원 연구 기법과 본 논문에서 제안하는 기법의 성능을 비교 분석한다. 제안하는 기법은 단말의 이동 환경에서도 높은 패킷 전달율을 보이며, 기존에 제시된 방법에 비해 그룹 멤버가 아닌 노드에게 요구하는 처리 부담이 크게 낮다.