• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권1호
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• pp.114-130
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• 2021

With the drastic growth of Information and Communication Technology (ICT) industry, global energy consumption is exponentially increased by mobile communications. The huge energy consumption and increased environmental awareness have triggered great interests on the research of dynamic distribution of cell user and traffic, and then designing the energy efficient cellular network. In this paper, we explore the temporal and spatial characteristics of human mobility and traffic distribution using real data set. The analysis results of cell traffic illustrate the tidal effect in temporal and spatial dimensions and obvious periodic characteristics which can be used to design Base Station (BS) dynamic with sleeping or shut-down strategy. At the same time, we designed a new Cell Zooming and BS cooperation mode. Through simulation experiments, we found that running in this mode can save about 35% of energy consumption and guarantee the required quality of service.

• Journal of Communications and Networks
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• 제6권3호
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• pp.216-225
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• 2004

In a cellular network, if there are too many data users in a cell, data may suffer long delay, and system's quality-of-service (QoS) will degrade. Some traditional schemes such as dynamic channel-allocation scheme (DCA) will assign more channels to hot (or overloaded) cells through a central control system (CC) and the throughput increase will be upper bounded by the number of new channels assigned to the cell. In mobile-assisted data forwarding (MADF), we add an ad-hoc overlay to the fixed cellular infrastructure and special channels-called forwarding channels- are used to connect mobile units in a hot cell and its surrounding cold cells without going through the hot cell's base station. Thus, mobile units in a hot cell can forward data to other cold cells to achieve load balancing. Most of the forwarding-channel management work in MADF is done by mobile units themselves in order to relieve the load from the CC. The traffic increase in a certain cell will not be upper bounded by the number of forwarding channels. It can be more if the users in hot cell are significantly far away from one another and these users can use the same forwarding channels to forward data to different cold neighboring cells without interference. We find that, in a system using MADF, under a certain delay requirement, the throughput in a certain cell or for the whole net-work can be greatly improved.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제29권3호
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• pp.265-275
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• 2002

셀룰라 기반의 이동컴퓨팅 환경에서 이동 호스트의 위치 및 상태관리를 위하여 디폴트 서버(default sever)기법이 널리 사용되나 이동 호스트로의 호 요청이 많은 경우나 호를 요청한 클라이언트가 디볼트서버와 멀리 떨어진 경우 통신 오버 헤드가 커지며, 디폴트서버에 결함이 발생할 경우 해당 이동 호스트에 대한 연결이 불가능해 진다. 디폴트 서버를 여러 개로 중복 시키면 위와 같은 문제점을 경감시키고 디폴트 서버와의 통신비용을 줄일 수 있다. 그러나 디폴트 서버를 중복 시킬 경우 전체 통신비용은 이동 호스트의 이동 성향과 질의(query) 요청의 빈도, 중복 디폴트 서버의 할당 위치와 중복 개수에 영향을 받는다. 본 논문에서는 디폴트 서버를 통신 환경에 따라 최적의 위치에 할당 시켰을 때 nn grid네트워크 환경과 이진트리 네트워크 환경에서 각각의 최적 디폴트 서버 중복 개수를 구하는 방법을 제시하였고, 시뮬레이션을 통하여 수학적 방법이 유용함을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권11호
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• pp.5301-5323
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• 2017

Small cell deployment offers a low-cost solution for the boosted traffic demand in heterogeneous cellular networks (HCNs). Besides improved spatial spectrum efficiency and energy efficiency, future HCNs are also featured with the trend of network architecture convergence and feasibility for flexible mobile applications. To achieve these goals, dual connectivity (DC) is playing a more and more important role to support control/user-plane splitting, which enables maintaining fixed control channel connections for reliability. In this paper, we develop a tractable framework for the downlink SINR analysis of DC assisted HCN. Based on stochastic geometry model, the data-control joint coverage probabilities under multi-frequency and single-frequency tiering are derived, which involve quick integrals and admit simple closed-forms in special cases. Monte Carlo simulations confirm the accuracy of the expressions. It is observed that the increase in mobility robustness of DC is at the price of control channel SINR degradation. This degradation severely worsens the joint coverage performance under single-frequency tiering, proving multi-frequency tiering a more feasible networking scheme to utilize the advantage of DC effectively. Moreover, the joint coverage probability can be maximized by adjusting the density ratio of small cell and macro cell eNBs under multi-frequency tiering, though changing cell association bias has little impact on the level of the maximal coverage performance.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권3호
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• pp.316-328
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• 2003

본 논문에서는 음성호와 멀티미디어호가 공존하는 환경에서 트래픽의 특성을 이용한 두 가지 적응적 채널할당 기법들을 제안하고 분석한다. 제안된 채널 할당 기법들은 매크로셀과 마이크로셀이 중첩되어 있는 계층셀 구조 환경에서 저속 음성호의 마이크로셀로의 오버플로우와 테이크백, 적응성 멀티미디어호의 매크로셀로의 오버플로우 및 테이크백을 허용한다. 또한 제안하는 채널할당기법 II[5]에서는 비적응 성호의 QoS보장을 위하여 적응성호의 채널 전송속도를 조절하여 비적응성호에게 제공할 수 있도록 하였다. 제안된 기법들은 각 계층에 따라 2차원 마코프 과정을 이용하여 분석되었으며, 본 논문에서는 제안하는 기법 떼 대한 수학적인 분석 모델을 제시한다. 제안하는 2가지 적응적 채널 할당 기법과 수학적인 분석의 결과는 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 고정적인 시스템 및 계층셀 구조를 고려한 2가지 기존 시스템들과 성능을 비교하였다. 또한 제안하는 기법들의 효율을 확인하기 위하여 오버플로우와 테이크백 확률을 도출하였다. 시뮬레이션 결과 제안하는 2가지 기법 모두 고정적인 시스템 및 기존 시스템에 비해 채널의 효율적인 사용 및 핸드오프 호 강제종료율의 측면에서 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제29권4호
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• pp.352-357
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• 2002

CDMA셀룰러 시스템에서는 이동국이 한 셀에서 다른 셀로 이동할 때에 핸드오프영역에서 인접한 땅 셀의 채널을 신호를 동시에 점유함으로써 끊김 없는 연결을 가능하게 한다. 이 경우에 핸드오프 영역에 있는 이동국은 현재 셀의 신호 수신 지역을 벗어나지 않아도 양 기지국와 연결을 유지하는데 이것은 채널 효율성에 낭비를 가져온다. 따라서 핸드오프 율은 채널 효율성을 평가하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 CDMA셀룰러 시스템에서 이동국의 이동 속도와 방향을 기반으로 핸드오프 확률과 핸드오프 호수를 구하는 방식을 제안하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제29권3호
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• pp.299-313
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• 2002

이동 통신 수요의 급격한 증가와 멀티미디어 서비스에 대한 요구에 의해 기존의 셀룰러 시스템은 용량 부족 및 QoS 처리에 있어서 한계에 부딪히게 되었다. 따라서 사용자들이 요구하는 QoS를 만족시켜줌과 동시에 최대한 많은 사용자를 수용하기 위해 계층셀 구조가 제안되었다. IMT-2000에서는 셀구성 방안으로 계층셀 구조를 채택하였는데, 그에 따라 복잡한 중첩 구조를 간단하면서도 효율적으로 이용할 수 있는 호 처리 알고리즘의 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 기존에 제안된 복합 호 처리 방식에서 한 걸음 나아가 이동 속도와 대역폭을 고려한 호 처리 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘에서는 버퍼와 가드 채널을 이용하여 호의 이동 속도와 대역폭을 고려하여 기존의 방식보다 효율성을 높일 수 있도록 하였다. 또한 대역폭과 이동 속도를 고려하여 호들을 분배하여 처리함으로써 사용자의 QoS를 만족시켜주고 핸드오버율을 줄이고자 하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위해서 본 논문에서는 계층 셀룰러 시스템을 구성하고 다양한 트래픽을 생성하여 시뮬레이션을 수행하였다. 블로킹률, 드로핑률, 채널 활용률, 계층간 핸드오버 수 등 다양한 파라미터를 토대고 기존의 방식과 제안한 방식을 비교해봄으로써 성능 향상을 입증하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제6권4호
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• pp.295-306
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• 2004

In this paper, a novel air-interface is presented for Fleet-Net1, a self-organizing network for inter-vehicle and vehicle-toroadsidecommunication. The air-interface is based upon the lowchip-rate version of UMTS/TDD. To adapt the cellular UMTS standard to an air-interface for ad hoc networks, changes of the physical layer, medium access control sub-layer and radio resource management are required. An overview of the required modifications is given here. Particularly, a decentralized synchronization mechanism is presented and analyzed by means of simulations. Furthermore, changes for the medium access control are explained in detail, which allow for an efficient operation in partly meshed networks and prioritization. Performance results of the overall system considering throughput and delay are derived by means of analytical evaluations and event-driven simulations. Based on realistic mobility models, it is shown that the presented solution provides a robust communication platform even in vehicular environments. The proposed air-interface is a cost-effective solution not only for inter-vehicle communication, but also for ad hoc networking in general, benefiting from the mass-market of UMTS.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제27권4호
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• pp.453-464
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• 2000

본 논문에서는 계층셀 시스템에서 이동단말의 속도에 따른 채널 할당 기법이 갖는 QoS 차이를 극복하기 위하여 두가지 핸드오프 우선 순위 기법을 제안한다. 첫 번째 기법은 매크로셀에 고속 핸드오프 호를 위한 전용채널을 할당하여 고속 단말의 핸드오프 강제 종료율을 낮추어 줌으로써 서로 다른 속도 그룹에 속한 단말들에게 동일한 서비스 품질을 유지할 수 있도록 한다. 두 번째 제안하는 기법에서는 시스템 내 트래픽 양의 증가시에 발생하는 핸드오프 호의 성능 저하를 방지하기 위하여 마이크로셀 경계에 핸드오프 호를 위한 큐를 도입한다. 시뮬레이션 결과 핸드오프 호 강제 종료율에 있어서 높은 성능 개선을 보이며 특히 저속 단말에 준하는 수준으로 고속 단말의 QoS를 보장하였다. 또한 오버플로우 대 테이크백 비율(the ratio of take-back to overflow)을 고려할 때 기존 방식에 비하여 제안하는 방식에서 보다 많은 호가 올바른 셀 계층에서 진행하게 되어 전체 시스템의 효율을 높이는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권6호
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• pp.415-419
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• 2010

본 논문에서는 이동 셀룰러 네트워크 환경에서 한정된 자원인 무선대역폭을 효율적으로 사용하기 위해 게임이론을 이용한 대역폭 예약 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 게임 이론의 협상 해법 중 대표적인 NBS 기법을 이용하여 전체 시스템의 효용을 극대화하는 최적의 대역폭 대여량과 예약량을 계산한다. 성능평가 결과 제안된 기법이 다양한 네트워크의 상황에 탄력적으로 대응할 수 있었기에 기존에 제안된 기법에 비해 뛰어난 성능을 보임을 확인할 수 있었다.