• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권9호
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• pp.4166-4182
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• 2018

We consider the Device-to-Device (D2D) communications in cellular networks where each cellular user (CU) shares the same resource with multiple D2D users (DUs). In this paper, we aim to maximize the energy efficiency (EE) of the D2D networks, subject to an interference constraint required by the CU. Since the cellular and D2D communications belong to different networks, we consider to incentivize base station (BS) while assisting the DUs. To this end, we propose a Stackelberg game based interference pricing framework for the considered D2D communications in cellular networks. Unlike most of the existing methods, we use interference pricing framework to jointly address the EE resource allocation problem and the interference management in our networks rather than only improve the EE of the DUs or protect cellular networks. In particular, BS and all the users do not need all channel state information, which is more realistic in practice. In addition, two different pricing strategies are also proposed. Based on the two strategies, we analyze the equilibrium of the game. Moreover, in the first strategy, the upper and lower boundaries of the interference price are obtained. The closed-form expression is gained with a backward induction for the second strategy. Both offer valuable insights to the considered scenarios. Finally, compared with the existing work, the EE of the D2D communications is significantly improved. The advantageous performance of our scheme are demonstrated by the simulation results.

• Journal of Communications and Networks
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• 제9권4호
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• pp.511-523
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• 2007

In broadband convergence network(BcN), heterogeneous broadband wired & wireless subnetworks and various terminal equipments will be interconnected. In order to provide end-to-end realtime multimedia services on such heterogeneous networking environment, as a result, two major problems should be resolved: i) Multimedia session establishment & negotiation that adjusts the differences in the capability of multimedia data processing at the end terminal nodes, ii) quality of service(QoS)-guaranteed connection establishment or resource reservation with connection admission control(CAC) in each heterogeneous subnetworks along the path. The session layer signaling(e.g., SIP/SDP) should be extended for QoS negotiation, and must be tightly cooperating with network layer signaling or resource reservation with CAC function. In this paper we propose a session and connection management architecture for the QoS-guaranteed realtime multimedia service provisioning on BcN, with Q-SIP/SDP, resource reservation protocol with traffic engineering extension, and CAC functions. The detailed interaction scenario and related algorithms for QoS-guaranteed realtime multimedia session, resource reservation and connection establishment are explained and analyzed. From the experimental implementation of the proposed scheme on a small scale BcN testbed, we verified that the proposed architecture is applicable for the realtime multimedia service provisioning. We analyze the network performance and QoS parameters in detail.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권6A호
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• pp.558-564
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• 2007

무선 성능 향상을 통해 다양한 이동 멀티미디어 서비스 제공을 목표로 하는 3G Long Term Evolution (3G LTE)은 Packet Switching (PS) 도메인에서 VoIP 기반 음성 서비스를 제안하고 있다 패킷 지연과 손실에 민감한 VoIP 트래픽을 PS 도메인을 통해 처리할 경우 기존 3G 시스템의 CS 도메인 기반 음성 서비스와 달리 여러 가지 기술적 어려움이 예상된다. 더욱이 OFDM을 물리계층으로 채택한 3G LTE는 Physical Resource Block (PRB) 단위로 전송 자원을 관리함에 따라 새로운 자원관리 방식 개발도 필요하게 된다. 본 논문에서는 3G LTE 의 VoIP 기반 음성 서비스를 위한 MAC 계층의 PRB 할당 스케줄링 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통한 검증 결과를 보인다. 알고리즘의 핵심은 VoIP 우선 모드를 동적으로 활성화하여 VoIP 서비스의 QoS를 보장하고, 이러한 우선 모드 적용으로 인한 시스템 자원효율성 저하를 최소화하기 위해 우선 모드 지속시간을 적응적 조절하는 것이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권7호
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• pp.363-369
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• 2006

데이타 그리드 상의 빈번한 대용량의 파일 전송으로 급격히 증가하는 트래픽에 따른 대역폭 관리는 이제 네트워크 운영에서 필수적인 요소로 인식되고 있다. 본 논문에서는 TCP 버퍼 튜닝 연구를 통해 대역폭을 조정하는 기존의 연구를 바탕으로 TCP 계층의 자원을 제어함으로써 QoS를 보장하는 새로운 기법을 제안한다. 일반적으로 QoS솔루션은 IP 계층이나 링크 계층에서 네트워크 자원을 관찰하고 관리 하지만, 본 논문에서는 네트워크 상위 계층인 TCP 계층에서 네트워크 자원을 제어한다. 그 결과 각 사용자에게 부여된 권한에 따라 서로 다른 대역폭을 사용할 수 있도록 효율적으로 조절할 수 있다. 이는 네트 워크 자원관리와 과금에 새로운 패러다임을 제공할 것으로 기대한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.207-217
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• 2009

본 논문에서는 IP 히스토리 정보를 이용하여 기존의 연결된 flow와 새로 도착한 flow를 다른 우선순위로 서비스하여 특정 서브넷을 DDoS(Distributed Denial of Service) 공격으로부터 보호하는 방어 시스템을 제안한다. DDoS 공격은 일반적으로 네트워크 노드 혹은 링크의 리소스가 제한되어 있으며 네트워크 리소스에 대한 사용자의 수요가 실제 네트워크 노드 혹은 링크의 용량을 초과하는 경우에 발생하게 된다. 제안된 방어 시스템은 두 단계로 나뉘어서 작동하게 되는데, 첫 번째 단계에서는 접속을 시도하는 외부 IP에 대해 샘플링기법을 사용하여 모니터링 하는 IP주소의 개수를 줄이고, 두 번째 단계에서는 정상적인 IP의 목록을 관리하고 DDoS 공격이 발생하였을 때 IP 목록에 기반해 기존의 연결된 flow와 새로 도착한 flow를 구별함으로써 기존의 연결된 flow에 대해서 지속적이고 정상적인 서비스를 제공한다. 제안된 DDoS 방어 시스템의 성능은 시뮬레이션을 통해 평가한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권8B호
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• pp.1105-1114
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• 2010

Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6)는 호스트 기반의 이동성 지원 프로토콜인 Mobile IPv6 (MIPv6)와 달리 망에서 Mobile Node (MN)의 이동성을 지원하는 프로토콜이다. PMIPv6는 MIPv6보다 핸드오버 지연이 짧고, 무선 자원을 효율적으로 이용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 PMIPv6는 Local Mobility Anchor (LMA)로 패킷이 집중되는 병목현상과 PMIPv6 도메인 내에서의 지역 이동성만을 지원하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 IETF NetLMM WG에서는 전역 이동성을 지원을 위한 PMIPv6-MIPv6 연동 방안, LMA간 시그널링을 통한 전역 이동성 지원 방안 등을 제안하고 있으나, MN이 MIPv6 프로토콜 스택을 추가로 보유해야 하는 문제점과 추가적인 시그널링으로 인한 긴 핸드오버 지연 문제들이 여전히 남아 있다. 따라서 본 논문에서는 PMIPv6에서의 새로운 망구성요소인 Global Mobility Agent (GMA)를 정의하고, 이를 이용한 신속한 망 기반 전역 이동성 관리 기술을 제안하였다. 또한 이를 확장하여 병목 현상과 삼각 라우팅 문제를 해결하고 종단간 지연을 최소화하는 Route Optimization (RO)-GMA 방안을 제안하였으며, 성능 분석을 통해 제안 방안이 IETF NetLMM의 PMIPv6 방안보다 지역/전역 이동성 지원 측면에서 짧은 핸드오버 지연을 가짐을 확인하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.49-56
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• 2007

그리드는 과학이나 공학 분야에서 대규모 연산을 효율적으로 수행하기 위한 플랫폼으로 제공된다. 이러한 환경에서 자원관리나 태스크 스케줄링은 다루기가 매우 복잡하다. 본 논문에서는 웹 기반의 그리드 컴퓨팅 환경에서 시스템을 모델링하고 스케줄링 기법을 시뮬레이션 할 수 있는 스케줄링 툴킷(GridTool)을 설계하고 구현하였다. 구현한 웹 기반 그리드 스케줄링 툴킷은 자바 환경의 툴킷인 GridSim을 시뮬레이션 도구로 활용하였으며, 자원 모델링, 작업 모델링, 알고리즘 컴파일, 시뮬레이션, 성능분석을 웹 환경에서 효율적으로 수행할 수 있다. 본 논문에서 구현한 스케줄링 툴킷은 향후 그리드 연구에 기반구조로 활용될 수 있으며, 스케줄링 알고리즘의 성능 분석을 위한 도구로 사용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.285-289
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• 2020

무선 네트워크의 계층적 구성은 다양한 네트워크 환경을 지원하기 위해 제공된다. 기지국에서는 두 가지 시스템 상태가 기본적으로 고려될 수 있으며, 이에 대해 액티브와 슬립 모드 사이에서 상태 전이가 발생할 수 있다. 그러므로 에너지 사용을 줄이기 위하여 저전력의 시스템 운영 관리가 기지국 시스템에 고려되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 시스템 관리를 다루기 위해 Discontinuous Reception (DRX) 분석 모델을 고려한다. DRX 모델을 통하여 기지국 시스템의 운영에 대한 분석 방안을 제시하며 에너지 소비를 위한 저전력 강도를 살펴본다. 또한 시스템 상태에서 기지국의 저전력 소모에 대한 성능을 분석하기 위해 무선 자원 요구와 서비스 호 도착의 운영이 고려되며, 이를 위하여 유한 마르코프 시스템 모델을 사용하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권7호
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• pp.219-230
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• 2014

클라우드 컴퓨팅 환경에서, 클라우드 서비스 사용자는 클라우드 자원 제공자로부터 가상화된 컴퓨팅 자원을 사용할 시간만큼 구매하여 할당받는다. 일반적으로 아마존, 고그리드 및 마이크로소프트와 같은 대형 클라우드 자원 제공자들은 자원 과금 정책을 온디맨드와 예약형 기반 가상 자원의 두 가지로 구분하여 제공한다. 예약형 기반 가상 자원은 상대적으로 장기간 할당을 가지므로 단위 시간당 자원 사용 비용이 온디맨드 가상 자원과 비교하여 더 저렴하다. 이러한 과금 정책 특성을 기반으로 클라우드 서비스 사용자의 서비스 요구 사항을 고려하여 적절한 자원 할당을 수행함으로써 클라우드 서비스 제공자는 자원 할당 비용을 효과적으로 절감할 수 있다. 이를 위해서, 기존의 가상 자원 할당 기법들은 서비스 사용자의 요구사항 특성을 미리 예측하여 최적의 자원을 할당하는 방법들을 제안하였다. 그러나 실세계에서는 다양한 클라우드 서비스 사용자가 존재하고 서비스 요구사항이 동적으로 변하기 때문에 정확한 예측을 하기 어려우며, 최적화된 할당을 위한 연산 시간이 추가 오버헤드가 되어 자원 관리 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 적응적 자원 할당 기법을 제안하여 요구사항 예측 및 최적화 기법을 수행하지 않으면서도 서비스 요구사항에 효과적으로 대응하여 자원을 제공할 수 있도록 한다. 실험 결과를 통해 제안된 기법이 자원 사용 비용을 크게 절감하면서도 클라우드 서비스 사용자의 QoS를 만족함을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1192-1207
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• 2014

Dynamic spectrum sharing is a key technology to improve spectrum utilization in wireless networks. The elastic spectrum management provides a new opportunity for licensed primary users and unlicensed secondary users to efficiently utilize the scarce wireless resource. In this paper, we present a game-theoretic framework for dynamic spectrum allocation where the primary users rent the unutilized spectrum to the secondary users for a monetary profit. In reality, due to the ON-OFF behavior of the primary user, the quantity of spectrum that can be opportunistically shared by the secondary users is limited. We model this situation with the renewal theory and formulate the spectrum pricing scheme with the Bertrand game, taking into account the scarcity of the spectrum. By the Nash-equilibrium pricing scheme, each player in the game continually converges to a strategy that maximizes its own profit. We also investigate the impact of several properties, including channel quality and spectrum substitutability. Based on the equilibrium analysis, we finally propose a decentralized algorithm that leads the primary users to the Nash-equilibrium, called DST. The stability of the proposed algorithm in terms of convergence to the Nash equilibrium is also studied.