• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.628-649
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• 2017

Security and resource-saving are both demands of the fifth generation (5G) wireless networks. In this paper, we study the secrecy spectrum efficiency (SSE) and secrecy energy efficiency (SEE) of a K-tier massive multiple-input multiple-output (MIMO) enabled heterogeneous cellular network (HetNet), in which artificial noise (AN) are employed for secrecy enhancement. Assuming (i) independent Poisson point process model for the locations of base stations (BSs) of each tier as well as that of eavesdroppers, (ii) zero-forcing precoding at the macrocell BSs (MBSs), and (iii) maximum average received power-based cell selection, the tractable lower bound expressions for SSE and SEE of massive MIMO enabled HetNets are derived. Then, the influences on secrecy oriented spectrum and energy efficiency performance caused by the power allocation for AN, transmit antenna number, number of users served by each MBS, and eavesdropper density are analyzed respectively. Moreover, the analysis accuracy is verified by Monte Carlo simulations.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권2호
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• pp.121-129
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• 2014

The trend of an increasing demand for a high-quality user experience, coupled with a shortage of radio resources, has necessitated more advanced wireless techniques to cooperatively achieve the required quality-of-experience enhancement. In this study, we investigate the critical problem of rate splitting in heterogeneous cellular networks, where concurrent transmission, for instance, the coordinated multipoint transmission and reception of LTE-A systems, shows promise for improvement of network-wide capacity and the user experience. Unlike most current studies, which only deal with spectral efficiency enhancement, we implement an optimal rate splitting strategy to improve both spectral efficiency and energy efficiency by exploring and exploiting cooperation diversity. First, we introduce the motivation for our proposed algorithm, and then employ the typical cooperative bargaining game to formulate the problem. Next, we derive the best response function by analyzing the dual problem of the defined primal problem. The existence and uniqueness of the proposed cooperative bargaining equilibrium are proved, and more importantly, a distributed algorithm is designed to approach the optimal unique solution under mild conditions. Finally, numerical results show a performance improvement for our proposed distributed cooperative rate splitting algorithm.

• ETRI Journal
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• 제44권6호
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• pp.945-954
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• 2022

The 5G mobile network is promising to handle the dynamic traffic demands of user equipment (UE). Unmanned aerial vehicles (UAVs) equipped with wireless transceivers can act as flying base stations in heterogeneous networks to ensure the quality of service of UE. However, it is challenging to efficiently allocate limited bandwidth to UE due to dynamic traffic demands and low network coverage. In this study, a blockchain-enabled bandwidth allocation framework is proposed for secure bandwidth trading. Furthermore, the proposed framework is based on the Cournot oligopoly game theoretical model to provide the optimal solution; that is, bandwidth is allocated to different UE based on the available bandwidth at UAV-assisted-based stations (UBSs) with optimal profit. The Cournot oligopoly game is performed between UBSs and cellular base stations (CBSs). Utility functions for both UBSs and CBSs are introduced on the basis of the available bandwidth, total demand of CSBs, and cost of providing cellular services. The proposed framework prevents security attacks and maximizes the utility functions of UBSs and CBSs.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권8B호
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• pp.1159-1169
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• 2010

This paper introduces the mobility-adaptive QoE provisioning solution. The key is placed on the intelligent selection of access network depending on the QoE criteria classified by the user mobility and the bandwidth demand for service. We further focus on the network-based smart handover scheme using the mobility-adaptive handover decision and the enhanced MIH-FMIP framework. The concept is the network-based calm service and the balance in order to facilitate vertical and seamless handover. In result, it is figured out that our solution improves QoE performance by selecting appropriate access network, repressing handover occurrence, and reducing handover delay as well.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.4015-4033
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• 2015

The future mobile networks consist of hyper-dense heterogeneous and small cell networks of same or different radio access technologies (RAT). Integrating mobile networks of different RATs to provide seamless and smooth mobility service will be the target of future mobile converged network. Generally, handover from high-speed networks to low-speed networks faces many challenges from application perspective, such as abrupt bandwidth variation, packet loss, round trip time variation, connection disruption, and transmission blackout. Existing inter-RAT handover solutions cannot solve all the problems at the same time. Based on the high-layer convergence sublayer design, a new receiver-aided soft inter-RAT handover is proposed. This soft handover scheme takes advantage of multihoming ability of multi-mode mobile station (MS) to smooth handover procedure. In addition, handover procedure is seamless and applicable to frequent handover scenarios. The simulation results conducted in UMTS-WiMAX converged network scenario show that: in case of TCP traffics for handover from WiMAX to UMTS, not only handover latency and packet loss are eliminated completely, but also abrupt bandwidth/wireless RTT variation is smoothed. These delightful features make this soft handover scheme be a reasonable candidate of mobility management for future mobile converged networks.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.199-211
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• 2009

최근 무선네트워크 기술은 이동 응용프로그램을 위해 이종통신망 연결패스 상에서 병렬로 스트라이핑 데이터 기술을 이용해 고속 데이터를 전달을 가능케 한다 [2]. 전통적으로 대역폭지연프로덕트(BDP) 기반에서 고속전송은 송신자 측에서 다중 TCP 소켓의 튜닝을 요구한다. 더욱이, 메모리와 네트워크 요구의 균형을 유지하는 ATBT같은 기술은 유선기반의 단일 소켓상에서 하나의 플로우만 가정하여 설계되었다. 그러므로 본 논문은 여러 무선 패스를 경유하는 이종 무선네트워크 상에서 고속전송을 가능케하는 스트라이핑 전송기술에 적합한 버퍼튜닝 기술을 제안한다. 제안 기술은 이동성, 링크손실, 대역폭변동성 등의 특징을 지닌 무선 멀티홈 모바일 호스트상에서 작동하는 전송계층에서의 자원관리기술이다. 실험을 통하여 유선기반의 ATBT를 본 환경에 적용한 것보다 메모리, 평균 전송량에 있어 제안 기술의 성능이 우수하다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1-14
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• 2011

본 논문은 전송 전력과 전송 범위가 서로 다른 이기종 무선 통신망이 경쟁 기반의 채널 접속 프로토콜을 사용하여 공존하는 경우 채널 공유의 형평성과 효율에 관해 분석한다. 먼저, 기존에 널리 사용되는 경쟁 기반의 채널 접속 메커니즘인 CSMA(Carrier Sensing Multiple Access) 프로토콜을 사용하여 채널을 공유하는 경우, 이기종 시스템간의 반송파 감지의 비대칭성과 간섭으로 인한 전송실패를 인지하지 못하는 이진 지수 백오프 메커니즘과 링크 적응 메커니즘에 의해 채널이 불공평하게 공유됨을 밝힌다. 다음으로, 공간 재사용성과 공평한 채널 공유를 동시에 보장할 수 있는 반송파 감지 문턱값의 조건을 유도하고, 통신망의 처리율에 관한 수학적인 모형을 수립하여 경쟁 윈도우와 전송 속도가 채널 공유의 형평성과 효율에 끼치는 영향을 분석한다. 마지막으로, 다양한 환경에서의 모의 실험을 수행하여 공평한 채널 공유를 위한 여러 가지 접근 방법의 채널 공유 성능을 비교한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.76-82
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• 2011

다수의 이종 무선망들 중에서 스케일러블 비디오 스트리밍 서비스에 적합한 망을 선택하는 경우, 기존에는 망 품질만을 고려하였다. 그러나 사용자 중심의 체감품질을 고려하지 않고 망 선택을 함에 따라 서비스에 대한 체감 만족이 낮아지는 문제가 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 스케일러블 비디오 스트리밍 서비스를 위해 망의 품질뿐만 아니라 일반 사용자, 가격민감 사용자, 품질민감 사용자로 사용자의 소비성향을 구분하고 비디오 품질열화에 대한 서비스 가격 만족도 등을 고려한 체감품질기반의 망 선택 알고리즘을 제안한다. 실험결과 일반 사용자보다 가격민감 사용자와 품질민감 사용자는 각각 36%, 9% 정도 체감만족 향상을 갖는 망을 선택할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제1권1호
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• pp.35-46
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• 2012

무선 통신 시스템의 개발에 의해 한 지역에서 3G 네트워크와 WLAN, 무선 광대역 네트워크와 같은 여러 무선 네트워크 접속 기술들이 사용 가능하게 되었다. 이러한 기술의 발달로 사용자는 저속 또는 고속으로 이동하는 환경과 AP(Access Point)간 거리 변화에 따른 다양한 환경에서 차량용 모바일 네트워크 환경을 경험하고 있다. 본 논문에서는 다양한 환경 변화에 따른 네트워크 성능 문제를 다루고 있다. 전송 시간이나 전송 비용을 최소화하는데 중점을 두고, 퍼지 로직을 적용해 주변환경 요소에 따른 성능 평가를 한다. 먼저 WLAN과 고정 거리간 AP를 가지는 3G 네트워크로 구성된 환경과 WLAN과 무작위 거리에 있는 AP(Access Points)를 가지는 3G 네트워크로 구성된 환경, 그리고 위 두 환경에서 차량용 Ad hoc 네트워크를 사용한 환경에서의 성능을 분석한다. 이는 V2I(Vehicle to Infrastructure) / V2V(Vehicle to Vehicle) 환경을 가정한 상황이다. 퍼지 로직을 적용한 연구 결과를 바탕으로 차량의 이동 속도와 APs간의 거리에 따른 차량용 네트워크의 최적화 방향이 되는 환경을 제안한다. 제안된 알고리즘을 적용하였을 경우, V2I와 V2V환경에서 네트워크 성능은 각각 21%/ 13%가 향상되는 결과를 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.91-96
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• 2015

이종의 셀룰러 망은 다양한 무선 환경에서의 이동 단말 서비스를 지원한다. 최근 셀룰러 망에서는 음성 서비스 및 데이터 서비스의 요구가 폭발적으로 증가하고 있는 추세로 기술적 기반이 LTE-A (Long-Term Evolution Advanced)와 IEEE 802.16m 무선망으로 전환되어 보다 많은 수의 기지국 서비스 지원을 필요로 하게 되었다. 셀룰러 망에서의 전력 수요는 대부분 기지국에서 소모되며 이에 기지국의 에너지 소모의 절감이 요구되고 있는 시점이다. 본 논문에서는 동적인 전력 관리 방안을 기반으로 기지국의 전력 소비를 줄이는 방안을 제안한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 저전력 기지국 수행을 위한 핸드오버 방식의 성능 분석을 수행한다.