• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권6호
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• pp.755-763
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• 2003

전파(propagation) 오류가 빈번한 무선 이동 네트워크에서는 전송 성능을 향상하기 위해 FEC(Forward Error Correction)알고리즘을 채택한다. 그러나 정적인 FEC방식은 연속적으로 변화하는 전파 오류율에 알맞은 정정 코드(check code)를 적용하지 못해 성능이 저하된다. 본 논문에서는 변화하는 무선 채널의 전파 오류율에 따라 FEC의 정정도를 알맞게 결정하는 링크 계층용 적응적 FEC기법인 FECA(FEC-level Adaptation)를 제안한다. FECA는 오류율이 높고, 오류율이 천천히 변화하는 무선 환경에 알맞은 알고리즘이다. 일례로 전파 간섭이 있는 환경에서 센서(sensor) 네트워크는 평균 오류율이 $10^{-6}$이상이며 오류율이 평균 수백 밀리초 이상 지속되는 것으로 관찰되었다. FECA는 분석적인 무선채널 시뮬레이션과 패킷 트레이스 기반(trace-driven) 시뮬레이션에서 정적 FEC 알고리즘에 비해 최대 15%이상 성능을 향상하였다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권2호
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• pp.122-127
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• 2017

OSI 네트워크 모델의 데이터 링크 계층에서는 노드와 노드 사이에 신뢰성 있는 통신을 목표로 하며, 오류 발생이 잦은 무선 센서 네트워크 환경에서는 FEC(forward error correction) 기법을 주로 사용한다. FEC 기법은 패리티의 길이에 따라 오류 정정률을 설정할 수 있는데 오류 정정률을 높게 설정할수록, 에너지 소모가 크다는 한계가 존재한다. 한편 태양 에너지 기반 센서 네트워크에서는 주기적으로 에너지가 충전되며, 이로 인해 노드가 기본적으로 동작하는 데 필요한 에너지보다 더 많은 양의 에너지가 존재할 가능성이 있다. 따라서 본 논문에서는 수집되는 에너지 중 여분의 에너지를 사용해 데이터 손실률을 감소시키는 에너지 적응형 Reed-Solomon 기법을 제안한다. 노드의 에너지 상태에 따라 FEC의 패리티 길이를 다르게 설정하여, 에너지와 데이터 손실률의 trade-off(이율배반) 관계를 이용하는 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권10A호
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• pp.1532-1538
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• 1999

일반적으로 무선 환경은 유선환경에 비하여 높은 오뉼을 가지기 때문에, 낮은 오율을 가지는 유선망의 DLC(Data Link Control)계층 프로토콜을 무선망에 그대로 적용하는 것은 적합하지 않다. 또한 기존의 무선망을 위한 DLC계층 프로토콜 역시 저속의 데이터 서비스에 최적화되어 있으므로, 고속화 및 멀티미디어화 되고 있는 현재의 무선 환경에는 적합하지 않다. 따라서, 오늘날의 이동통신 환경에 부합되는 새로운 DLC계층 프로토콜이 요구된다. 본 논문에서는 다양한 트래픽 속성을 지원하고, 고속 및 멀티미디어 데이터 서비스에 적합한 WATM (Wireless Asynchronous Transfer Mode)에서의 오류 제어 방안을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 오류 제어 방안은 실시간 트래픽에 대해서 ASR ARQ(Adaptive Selective Repeat Automatic Repeat Request) 프로토콜의 ACK(acknowledgement)를 삭제하여 성능을 개선하고 오율이 클 때 FEC를 사용하여 손실율을 줄였다. 비실시간 트래픽에 대해서는 ACK를 삭제한 ASR ARQ를 사용하여 성능을 개선하고 오율이 클 때 FEC를 적용하여 지연시간을 줄였다. 시뮬레이션에 의한 성능 분석 결과, 본 논문에서 제안한 방안은 기\ulcorner의 ASR ARQ 프로토콜에 비하여 지연과 처리율 측면에서 개선된 성능을 나타내었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권7호
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• pp.803-812
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• 2006

본 논문에서는 저속의 무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)에서 블록 FEC(Forward Error Correction) 알고리즘의 심볼 크기의 변화에 따른 802.11 MAC 프로토콜의 전송 효율과 전송 에너지를 해석적으로 분석한다. 블록 FEC 알고리즘은 심볼(symbol) 단위로 오류를 복원하므로, 주어진 무선 센서 채널에서 같은 FEC 체크 비트(check bit) 량을 사용하더라도 블록 FEC 알고리즘의 오류 패킷 복원률은 블록 FEC 심볼 크기에 의존적이다. 즉, 같은 양의 FEC 체크 비트를 사용하는 경우에, 연속된 군집 오류 길이는 작으면서 군집 오류가 자주 발생하는 채널에서는 작은 FEC 심볼이, 이에 반해 군집 오류의 길이는 크고 군집 오류 개수가 작은 군집적 분포를 보이는 채널에서 큰 FEC 심볼이 효율적이다. 심볼 크기의 영향을 평가하기 위해서 본 논문에서는 센서 노드 TIP50CM을 사용하는 WSN에서 수집한 패킷 트레이스를 기반으로 WSN 채널을 Gilbert 모델로 모델링하고, 심볼 크기가 다른 RS(Reed-Solomon) 코드를 생성하고 해석하기 위한 에너지를 측정하였다. 이러한 모델링된 채널과 각 RS 코드 생성과 해석 에너지를 이용하여 FEC 심볼 크기에 따른 RS FEC 코드를 채택한 802.11 MAC 프로토콜의 전송 효율과 전송 에너지를 계산하였다. 실제 측정 데이터와 해석적으로 계산한 데이터를 결합한 계산에 의하면 비슷한 FEC 체크 비트 량을 사용하더라도 FEC 심볼 크기에 따라 전송 효율은 최대 4.2%, 그리고 소요 에너지는 최대 35%의 차이가 발생한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권11B호
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• pp.953-959
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• 2006

This paper provides optimum TCP/IP packet size that maximizes the throughput efficiency of ATM layer as a function of TCP/IP packet length for several values of channel BER over wireless ATM LAN links applying data link error control schemes to reduce error problems encountered in using wireless links. For TCP/IP delay-insensitive traffc requiring reliable delivery, it is necessary to adopt data link layer ARQ protocol. So ARQ error control schemes considered in this paper include GBN ARQ, SR ARQ and type-I Hybrid ARQ, which ARQ is needed, but FEC can be used to reduce the number of retransmissions. Especially adaptive type-I Hybrid ARQ scheme is necessary for a variable channel condition to make the physical layer as SONET-like as possible.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권6호
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• pp.1116-1132
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• 2010

In this paper, a new forward error correction (FEC) protocol is proposed for point-to-multipoint satellite links. Link-layer error control protocols in point-to-multipoint satellite links impose several problems such as unreliability and receiver-heterogeneity. To resolve the problem of heterogeneous error rates at different receivers, the proposed scheme exploits multiple multicast channels to which each receiver tunes. The more channels a receiver tunes to, the more powerful error correcting capability it achieves. Based on its own channel condition, each receiver tunes to as many channels as it needs, which prevents from receiving unwanted parities. Furthermore, each receiver saves the decoding time, processing overhead, and processing energy. Performance evaluation shows that the proposed scheme guarantees the target PER while saving energy. The proposed technique is highly adaptive to the channel variation with respect to the throughput efficiency, and provides scalable PER and throughput efficiency.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.1173-1183
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• 1998

본 논문에서는 패킷 라디오 망에서 음성/데이타 집적 서비스를 위한 SS-PRMA 프로토콜을 제안하고 해석적 방법을 이용하여 이에 대한 성능을 분석했다. 제안된 프로토콜에서 상향 논리 채널은 프레임을 구성하는 타임 슬롯과 각 슬롯별 확산 코드 채널에 의해서 제공되며, 음성 트래픽은 채널 예약 방식을 사용하는 반면, 데이타 트래픽은 매 패킷이 발생할 때마다 임의의 빈 채널을 선택하여 전송하는 슬롯 ALOHA 방식을 사용한다. 성능 분석의 결과, 채널 예약 방식을 사용하는 음성 트래픽인 경우 단지 몇개의 슬롯별 확산 코드 채널만으로도 충분한 시스템 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 반면, 데이타 트래픽인 경우 매 패킷마다 경쟁 방식을 사용하므로 채널의 수에 상당히 민감한 성능을 나타냈다. 또한 무선 채널의 높은 비트 오류율을 고려하여 데이타 링크 계층에서 FEC기법을 적용한 경우, 데이타 트래픽의 성능이 상당히 개선됨을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권1호
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• pp.62-77
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• 2010

Emerging applications with high data rates will need to transport bulk data reliably in wireless sensor networks. ARQ (Automatic Repeat request) or Forward Error Correction (FEC) code schemes can be used to provide reliable transmission in a sensor network. However, the naive ARQ approach drops the whole frame, even though there is a bit error in the frame and the FEC at the bit level scheme may require a highly complex method to adjust the amount of FEC redundancy. We propose a bulk data transmission scheme based on erasure-resilient code in this paper to overcome these inefficiencies. The sender fragments bulk data into many small blocks, encodes the blocks with LT codes and packages several such blocks into a frame. The receiver only drops the corrupted blocks (compared to the entire frame) and the original data can be reconstructed if sufficient error-free blocks are received. An incidental benefit is that the frame error rate (FER) becomes irrelevant to frame size (error recovery). A frame can therefore be sufficiently large to provide high utilization of the wireless channel bandwidth without sacrificing the effectiveness of error recovery. The scheme has been implemented as a new data link layer in TinyOS, and evaluated through experiments in a testbed of Zigbex motes. Results show single hop transmission throughput can be improved by at least 20% under typical wireless channel conditions. It also reduces the transmission time of a reasonable range of size files by more than 30%, compared to a frame ARQ scheme. The total number of bytes sent by all nodes in the multi-hop communication is reduced by more than 60% compared to the frame ARQ scheme.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제31권4호
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• pp.375-383
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• 2004

최근에 사용 편이성으로 인해 다양한 무선 이동 네트워크들이 널리 보급되면서, 무선 네트워크성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 무선 네트워크에서의 패킷 손실은 유선 네트워크의 혼잡이 아닌, 전파 오류로 인해 빈번히 발생되기 때문에, 시뮬레이션에서 무선 네트워크의 성능을 정확히 평가하기 위해서는 알맞은 무선 채널 모델을 채택해야 한다. 적합한 채널 모델은 사용 주파수 영역, 신호출력, 방해물 존재 유무, 평가하는 프로토콜의 비트 오류에 대한 민감성 둥 여러 가지 변수를 고려하여 선택해야 한다. 본 논문에서는 센서(Sensor) 채널의 고 전파 오류 특성을 분석하고, 센서 채널에 알맞은 채널 모델을 결정한다. 또한 센서 네트워크에서 수집한 비트 오류 데이타와 다양한 이론적 무선 채널 모델링 방식을 이용하여 링크계층 FEC(Forward Error Correction) 알고리즘과 TCP 성능 변화를 평가한다. 10일간의 센서 채널 트레이스와의 비교 분석에 의하면, CM(Chaotic Map) 모델은 센서 채널의 BER 편차와 PER(Packet Error Rate) 같을 각각 3배와 10배 이내의 오차 범위에서, 다른 모델은 수십 배 이상 오차범위에서 예측한다. FEC 알고리즘과 세가지 TCP (Tahoe, Reno, 그리고 Vegas) 시뮬레이션 실험에서도 CM 모델은 트레이스와 유사한 성능 변화를, 다른 모델은 최대 10배 이상의 오차를 보인다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.69-74
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• 2007

최근 이동환경에서의 고속 위성통신 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 유럽 및 북미지역에서는 지난 수년간 Ku대역을 활용한 고속이동체 대상의 이동형 위성통신 시스템 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 이동형 위성통신 시스템은 수십 Kbps 정도의 전송속도를 제공하기 때문에 고속열차와 같이 다수의 그룹 사용자들을 대상으로 한 위성 인터넷 서비스 제공에 한계가 있다. 또한, 철도 운행구간에서 발생하는 N-LOS 환경에 대처하는 기술의 부재로 서비스 가용도가 크게 저하된다. 본 논문에서는 고속열차 승객을 대상으로 위성무선연동 전송기술을 이용하여 지상무선망과 동일한 수준의 끊김없는 인터넷 서비스를 제공하기 위한 이동형 광대역 위성 인터넷 접속 시스템에 대해 기술한다. 고속열차를 대상으로 이러한 서비스 제공을 위해서는 터널이나 역사(Railway Station)와 같은 N-LOS 환경에 대한 대처기술이 필요하며, LOS 환경에서도 철로상에 설치되어 있는 Electric Power Post 나 Power Bridge 등으로 인한 주기적이고 짧은 시간 동안의 신호열화 현상이나 고속 이동에 따른 도플러 현상에 대한 극복기술이 필요하다. 이를 위해 본 시스템에서는 안테나 다이버시티 기법 및 갭필러와 지상무선망과의 연동기술이 적용되어야 하며, 상위 레이어에서의 에러 정정 기술이 적용된다. 본 논문에서는 위와 같은 기술이 적용되어 고속열차 승객들을 대상으로 한 위성인터넷 서비스 기술에 대해 기술한다.