• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.1136-1139
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• 2009

본 논문은 802.15.4에서 CW(Contention Window)에 따른 성능과 에너지 소비량을 분석한다. 기존 연구에서는 802.15.4 표준안의 성능과 에너지 소비량을 분석하고, CW나 BE(Backoff Exponent)와 같은 변수를 변화시켜 시뮬레이션만으로 성능과 에너지 소비량을 비교하여 분석하였으나, 본 논문은 CW에 따른 성능과 에너지 소비량을 마코프 체인(Markov Chain)을 이용하여 수학적으로 분석을 하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권3호
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• pp.1035-1048
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• 2023

The IEEE 802.11 WLAN adopts a random backoff algorithm for its collision avoidance mechanism, and it is well known that the contention-based algorithm may suffer from performance degradation especially in congested networks. In this paper, we design an efficient backoff algorithm that utilizes a reinforcement learning method to determine optimal values of backoffs. The mobile nodes share a common contention window (CW) in our scheme, and using a Q-learning algorithm, they can avoid collisions by finding and implicitly reserving their optimal time slot(s). In addition, we introduce Frame Size Control (FSC) algorithm to minimize the possible degradation of aggregate throughput when the number of nodes exceeds the CW size. Our simulation shows that the proposed backoff algorithm with FSC method outperforms the 802.11 protocol regardless of the traffic conditions, and an analytical modeling proves that our mechanism has a unique operating point that is fair and stable.

• ETRI Journal
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• 제45권1호
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• pp.60-74
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• 2023

Integration of the machine learning (ML) technique in all-optical networks can enhance the effectiveness of resource utilization, quality of service assurances, and scalability in optical networks. All-optical multistage interconnection networks (MINs) are implicitly designed to withstand the increasing highvolume traffic demands at data centers. However, the contention resolution mechanism in MINs becomes a bottleneck in handling such data traffic. In this paper, a select list of ML algorithms replaces the traditional electronic signal processing methods used to resolve contention in MIN. The suitability of these algorithms in improving the performance of the entire network is assessed in terms of injection rate, average latency, and latency distribution. Our findings showed that the ML module is recommended for improving the performance of the network. The improved performance and traffic grooming capabilities of the module are also validated by using a hardware testbed.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.191-195
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• 2008

본 논문은 IEEE 802.11e EDCA의 성능 향상을 위해서 클래스 트래픽에 기반하여 각 클래스의 경쟁 윈도우의 크기를 동적으로 조절하는 방안을 제안한다. IEEE 802.11e EDCA는 IEEE 802.11 DCF와는 달리 서비스 차별화를 위해 네 개의 클래스 AC마다 고정된 최소 경쟁 윈도우 크기인 CWmin 값과 최대 경쟁 윈도우 크기인 CWmax 값을 적용한다. 트래픽의 특성별로 나뉜 AC의 고정된 파라미터 값은 각 AC간의 차별화를 보장하지만 네트워크 환경이 혼잡할 경우 충돌 발생 확률을 높인다. 이를 해결하기 위해 채널과 네트워크 상태를 고려하여 일정한 주기마다 계산된 충돌 확률로 CWmin 값을 조절하는 CWminAS(CWmin Adaptation Scheme)가 제안되었다. 그러나 이 방식은 AC별 다른 파라미터 값으로 인해 발생되는 각 AC의 충돌 확률을 고려하지 않았다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 AC별 다른 파라미터 값으로 인해 발생되는 각 AC의 충돌 확률을 계산하고, CWmin 값을 조절하는 ACATICT(Adaptive Contention-window Adjustment Technique based on Individual Class Traffic) scheme을 제안한다. 실험 결과 ACATICT가 CWminAS보다 효율이 최대 약 10% 향상되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권4호
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• pp.351-361
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• 2014

무선 센서네트워크의 데이터 전송을 위해서 각 노드는 백오프(Back-off)기법을 이용하여 이웃노드와 채널을 경쟁한다. 수중음향 센서네트워크에서도 일반적으로 백오프를 이용하여 노드 간 채널을 경쟁한다. 그러나 수중음향 센서네트워크의 백오프에 이용되는 슬롯타임(Slot-time)은 무선 센서네트워크와는 달리 매우 긴 지연시간을 갖는다. 따라서, 수중음향 센서네트워크에서는 긴 슬롯타임에 의해 각 노드간의 통신성능 저하 문제가 발생한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 실제 노드가 배치된 상태를 이웃 노드와의 전파지연 시간을 이용하여 계산하고, 슬롯타임을 노드 스스로 최적화한다. 이러한 방법을 통해 각 노드들 간의 통신에 낭비되는 시간을 줄이고 네트워크 성능을 향상 시킨다. 본 논문에서는 제안하는 기법을 구체적으로 기술하고 제안하는 기법과 기존의 연구와의 성능차를 확인한다. 성능 비교결과 제안하는 기법이 기존의 기법에 비하여 우수한 성능을 갖는 것을 확인 하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권2호
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• pp.93-97
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• 2007

In this paper, centralized access control and slot allocation algorithm is proposed for wireless networks. The proposed algorithm is characterized by the contention-based reservation. In order to reduce the collision probability of reservation request, the base station calculates and broadcasts the transmission probability of reservation requests, and the wireless terminal transmits its reservation request with the received transmission probability. The scheduler allocates the uplink data slots based on the successful reservation requests. Simulation results show that the proposed algorithms can provide high channel utilization, and furthermore, maintains constant delay performance in the heavy traffic environment.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권8호
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• pp.52-61
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• 1997

In this paper it is proposed a new architecture for N*N optical packet switching system. It consists of active-splitter type pf packet router, travelling type of optical buffer memory for packet contention resoltuion and an electronic controller. the BER performance of the proposed switching system is analyzed with respect to channel crosstalks and amplified spontaneous emissio noise form switching elements and optical amplifiers respectively. Operational validity of the proposed switching system is also experimentally proved by realizing 2*2 optical packet switching system.

• 정보와 통신
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• 제33권8호
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• pp.71-81
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• 2016

본 논문에서는 수중 통신을 위한 매체 접속 제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜에 대한 연구 동향을 소개한다. 먼저 수중 음향 센서 네트워크(Underwater Acoustic Sensor Network: UWASN)와 수중 음향 채널의 특성을 소개하고 이로 인한 수중 MAC 프로토콜 설계 시 고려 사항에 대해 정리한다. 본 논문에서는 수중 MAC 프로토콜을 크게 비경쟁(contention-free) 기반과 경쟁 기반(contention-based) 프로토콜로 나누어 각각의 대표적인 프로토콜들에 대한 핵심 동작 원리에 대해 설명한다. 마지막으로 MAC 프로토콜을 실제 해양 환경에 구현하기 위한 고려 사항에 대해 정리한다.

• 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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• 제7권2호
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• pp.199-205
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• 2003

본 논문에선 플래그를 이용한 전송시의 충돌 완화 및 재전송 슬롯 선택 방식의 변형을 통하여 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access/Collision Avoidance) 프로토콜을 항공용 VHF통신에 적합하게 변형시켰다. 일반적으로 CSMA/CA 프로세스는 경쟁 서비스에서 충돌이 일어났을 때 재전송 지연시간만큼 기다리게 되고 경쟁윈도우의 크기가 2배로 커진다. 이로 인해 부하가 증가하면 지연시간이 커지고 처리량이 감소한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 충돌 플래그를 이용하여 본래의 경쟁 윈도우의 크기 변화과정을 변형시켰으며 CSMA/CA 전체 상태 천이 과정에서 충돌시의 과정을 단축시켰다. 또한 패킷이 생성된 상태에서 충돌이 일어나면 플래그를 이용하여 초기에 증가된 경쟁윈도우를 갖고 Backoff 모드에 진입함으로써 재충돌 확률을 줄였다. 시뮬레이션을 수행한 결과 부하가 증가하여도 처리량 및 지연 시간에 대해 좋은 특성을 나타냈으며 제안된 프로토콜은 항공용 VHF 통신에 적합함을 확인하였다.