• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권5호
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• pp.2135-2141
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• 2015

Power line communication (PLC) is one of the major communication technologies in smart grid since it combines good communication capability with easy and simple deployment. As a power network can be modeled as a graph, we propose a vertex coloring based slot reuse scheduling in the time division multiple access (TDMA) period for PLCs. Our objective is to minimize the number of assigned time slots, while satisfying the quality of service (QoS) requirement of each station. Since the scheduling problem is NP-hard, we propose an efficient heuristic scheduling, which consists of repeated vertex coloring and slot reuse improvement algorithms. The simulation results confirm that the proposed algorithm significantly reduces the total number of time slots.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제11권4호
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• pp.19-38
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• 2007

Graph theory is becoming increasingly significant as it is applied of mathematics, science and technology. It is being actively used in fields as varied as biochemistry(genomics), electrical engineering(communication networks and coding theory), computer science(algorithms and computation) and operations research(scheduling). The powerful results in other areas of pure mathematics. Rhis paper, besides giving a general outlook of these facts, includes new graph theoretical proofs of Fermat's Little Theorem and the Nielson-Schreier Theorem. New applications to DNA sequencing (the SNP assembly problem) and computer network security (worm propagation) using minimum vertex covers in graphs are discussed. We also show how to apply edge coloring and matching in graphs for scheduling (the timetabling problem) and vertex coloring in graphs for map coloring and the assignment of frequencies in GSM mobile phone networks. Finally, we revisit the classical problem of finding re-entrant knight's tours on a chessboard using Hamiltonian circuits in graphs.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제39권1_2호
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• pp.13-29
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• 2021

For a graph G = (V, E), a vertex coloring (or, simply, a coloring) of G is a function C : V (G) → {1, 2, …, k} (using the non-negative integers {1, 2, …, k} as colors). We say that a coloring of a graph G is injective if for every vertex v ∈ V (G), all the neighbors of v are assigned with distinct colors. The injective chromatic number χi(G) of a graph G is the least k such that there is an injective k-coloring [6]. In this paper, we study a natural variation of the injective coloring problem: coloring the edges of a graph under the same constraints (alternatively, to investigate the injective chromatic number of line graphs), we define the k- injective edge coloring of a graph G as a mapping C : E(G) → {1, 2, …, k}, such that for every edge e ∈ E(G), all the neighbors edges of e are assigned with distinct colors. The injective chromatic index χ′in(G) of G is the least positive integer k such that G has k- injective edge coloring, exact values of the injective chromatic index of different families of graphs are obtained, some related results and bounds are established. Finally, we define the injective clique number ωin and state a conjecture, that, for any graph G, ωin ≤ χ′in(G) ≤ ωin + 2.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.263-269
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• 2014

본 논문은 지금까지 미해결 문제로 알려진 정점 색칠 문제에 대한 Hadwiger 추측의 반증을 제시하였다. Hadwiger 추측은 "모든 $K_k$-minor free 그래프는 k-1개의 색으로 칠할 수 있다. 즉, $K_k$-마이너를 얻으면 ${\chi}(G)=k$이다." Hadwiger 추측을 적용하여 정점 색칠을 할 경우, 먼저 NP-완전 (NP-complete)인 $K_k$-마이너를 구하여 ${\chi}(G)=k$를 결정하고, 다시 NP-완전인 정점 색칠 문제를 풀어야 한다. Hadwiger 추측을 반증하기 위해 본 논문은 정점 색칠의 정확한 해를 O(V)의 선형시간으로 구하는 알고리즘을 제시하였다. 제안된 알고리즘은 그래프의 최소 차수를 가진 정점을 최대독립집합 (MIS)으로 하고, MIS 정점의 인접 정점 간선을 삭제한 축소된 그래프에 대해 이 과정을 반복하면서 하나의 색을 가진 MIS를 얻는다. 다음으로 MIS 정점의 간선을 삭제한 축소된 그래프에 대해 동일한 과정을 수행하여 MIS의 개수가 정점 채색수 ${\chi}(G)=k$가 되는 해를 얻는다. 제안된 알고리즘을 적용하여 NP-완전 문제인 완전 색칠 (total coloring) 채색수 ${\chi}^{{\prime}{\prime}}(G)$의 해를 구하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 $K_4$-마이너 그래프에 적용한 결과 ${\chi}(G)=4$가 아닌 ${\chi}(G)=3$을 얻었다. 결국, Hadwiger 추측은 모든 그래프에 대해 적용되지 않음을 알 수 있다. 제안된 알고리즘은 마이너를 구하지 않으며, 주어진 그래프에 대해 직접 ${\chi}(G)=k$인 독립집합 마이너를 구하여 각 독립집합 정점들에 동일한 색을 배정하는 단순한 방법이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.85-93
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• 2011

본 논문은 지금까지 NP-완전인 난제로 알려진 정점 색칠 문제를 선형시간 복잡도로 해결한 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 그래프 G=(V,E)의 최소 채색수 ${\chi}(G)$=k를 결정하기 위해 사전에 k값을 알지 못한다는 가정에 기반하고 있다. 단지 주어진 그래프를 독립집합 $\overline{C}$와 정점 피복 집합 C로 정확히 양분하여 $\overline{C}$에 색을 배정하는 방법을 적용하였다. 독립집합 $\overline{C}$의 원소는 ${\delta}(G)$인 정점 ${\upsilon}$가, C의 원소는 정점 ${\upsilon}$의 인접 정점들 u가배정된다. 축소된 그래프 C는 다시 $\overline{C}$와 C로 양분되며, 이 과정을 C의 간선이 없을 때까지 수행한다. 26개의 다양한 그래프를 대상으로 제안된 알고리즘을 적용한 결과 정점 ${\upsilon}$를 선택하는 횟수는 정점의 수 n보다 작은 값을 나타내었으며, ${\chi}(G)$=k를 찾는데 성공하였다.

• 산업공학
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• 제13권4호
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• pp.556-563
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• 2000

In this paper, we consider wavelength assignment problem (WAP) in Wavelength division multiplexed (WDM) unidirectional optical telecommunication ring networks. We show that, even though WAP on unidirectional ring belongs to NP-hard, WAP can be exactly solvable in real-sized WDM rings for near future demand. To accomplish this, we convert WAP to the vertex coloring problem of the related graph and choose a special integer programming formulation for the vertex coloring problem. We use a column generation technique in a branch-and-price framework for the suggested formulation. We also propose some generic heuristics and do the performance comparison with the suggested optimization algorithm.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.179-186
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• 2011

본 논문은 화랑 문제의 최소 정점 경비원 수를 구하는 알고리즘을 제안하였다. n개의 사각형 방으로 구성된 화랑의 최소 경비원수는 정확한 해를 구하는 공식이 제안되었다. 그러나 단순하거나 장애물이 있는 다각형 또는 직각 다각형에 대해 최대 경비원수를 구하는 공식만이 제안되었으며, 최소 경비원수를 구하는 근사 알고리즘만이 제안되고 있다. n개의 정점으로 구성된 다각형 P에 대한 최대 정점 경비원 수를 구하는 방법은 Fisk가 다음과 같이 제안하였다. 첫 번째로, n-2개의 삼각형으로 구성된 삼각분할을 수행한다. 두 번째로 3색-정점색칠을 한다. 세 번째로 최소 원소를 가진 채색수를 정점 경비원의 위치로 결정한다. 본 논문에서는 지배집합으로 최소 정점 경비원 수를 구한다. 첫 번째로, 가능한 모든 가시적인 정점들 간에 간선을 그린 가시성 그래프를 얻는다. 두 번째로, 가시성그래프로부터 직접 지배집합을 얻는 방법과 가시성 행렬로부터 지배집합을 얻는 방법을 적용하였다. 다양한 화랑 문제에 적용한 결과 제안된 알고리즘은 단순하면서도 최소 정점 경비원 수를 얻을 수 있었다.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제19권1_2호
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• pp.127-133
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• 2005

An f-coloring of a graph G = (V, E) is a coloring of edge set E such that each color appears at each vertex v $\in$ V at most f(v) times. The minimum number of colors needed to f-color G is called the f-chromatic index $\chi'_f(G)$ of G. Any graph G has f-chromatic index equal to ${\Delta}_f(G)\;or\;{\Delta}_f(G)+1,\;where\;{\Delta}_f(G)\;=\;max\{{\lceil}\frac{d(v)}{f(v)}{\rceil}\}$. If $\chi'_f(G)$= ${\Delta}$f(G), then G is of $C_f$ 1 ; otherwise G is of $C_f$ 2. In this paper, the classification problem of complete graphs on f-coloring is solved completely.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제22권1_2호
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• pp.435-440
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• 2006

Let G be a simple graph with vertex set V(G) and edge set E(G). A subset S of E(G) is called an edge cover of G if the subgraph induced by S is a spanning subgraph of G. The maximum number of edge covers which form a partition of E(G) is called edge covering chromatic number of G, denoted by X'c(G). It is known that for any graph G with minimum degree ${\delta},\;{\delta}-1{\le}X'c(G){\le}{\delta}$. If $X'c(G) ={\delta}$, then G is called a graph of CI class, otherwise G is called a graph of CII class. It is easy to prove that the problem of deciding whether a given graph is of CI class or CII class is NP-complete. In this paper, we consider the classification of nearly bipartite graph and give some sufficient conditions for a nearly bipartite graph to be of CI class.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권4호
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• pp.441-450
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• 2015

The tactical communications network has to be deployed rapidly at military operation area and support the communications between the military command systems and the weapon systems. For that, the frequency assignment is required for backbone wireless links of tactical communications network without frequency interferences. In this paper, we propose a frequency assignment method using net filter discrimination (NFD) and graph coloring to avoid frequency interferences. The proposed method presents frequency assignment problem of tactical communications network as vertex graph coloring problem of a weighted graph. And it makes frequency assignment sequences and assigns center frequencies to communication links according to the priority of communication links and graph coloring. The evaluation shows that this method can assign center frequencies to backbone communication links without frequency interferences. It also shows that the method can improve the frequency utilization in comparison with HTZ-warfare that is currently used by Korean Army.