• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권4호
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• pp.651-669
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• 2013

In this paper, we study a novel routing algorithm based on load balancing for multi-channel wireless mesh networks. In order to increase the network capacity and reduce the interference of transmission streams and the communication delay, on the basis of weighted cumulative expected transmission time (WCETT) routing metric this paper proposes an improved routing metric based on load balancing and channel interference (LBI_WCETT), which considers the channel interference, channel diversity, link load and the latency brought by channel switching. Meanwhile, in order to utilize the multi-channel strategy efficiently in wireless mesh networks, a new channel allocation algorithm is proposed. This channel allocation algorithm utilizes the conflict graph model and considers the initial link load estimation and the potential interference of the link to assign a channel for each link in the wireless mesh network. It also utilizes the channel utilization percentage of the virtual link in its interference range as the channel selection standard. Simulation results show that the LBI_WCETT routing metric can help increase the network capacity effectively, reduce the average end to end delay, and improve the network performance.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.418-420
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• 2013

Issues on design of routing scheme and routing metric for multicast in multi-channel multi-radio (MCMR) wireless mesh networks (WMNs) are discussed. Emphasis is placed on channel-diversity oriented routing metrics. From case study the conclusion to be drawn is that the key for design of channel-diversity oriented routing metrics is how to construct an optimization function to quantify interdependence between channel assignment and multicast routing throughput.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권5호
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• pp.2362-2378
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• 2017

To mitigate the performance degradation caused by performance anomaly, a number of channel assignment algorithms have been proposed for multi-rate wireless mesh networks. However, network conditions have not been fully considered for routing process in these algorithms. In this paper, a joint scheme called Multi-rate Dijkstra's Shortest path - Rate Separated (MDSRS) is proposed, combining routing metrics and channel assignment algorithm. In MDSRS, the routing metric are determined through the synthesized deliberations of link costs and rate matches; then the rate separated channel assignment is operated based on the determined routing metric. In this way, the competitions between high and low rate links are avoided, and performance anomaly problem is settled, and the network capacity is efficiently improved. Theoretical analysis and NS-3 simulation results indicate that, the proposed MDSRS can significantly improve the network throughput, and decrease the average end-to-end delay as well as packet loss probability. Performance improvements could be achieved even in the heavy load network conditions.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.824-832
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• 2009

Multi-radio multi-channel Wireless Mesh Network requires an effective management policy to control the assignment of channels to each radio. We concentrated our investigation on modeling method and solution to find a dynamic channel assignment scheme that is adapted to change of network traffic. Multi-path routing scheme was chosen to overwhelm the unreliability of wireless link. For a particular traffic state, our optimization model found a specific traffic distribution over multi-path and a channel assignment scheme that maximizes the overall network throughput. We developed a simple heuristic method for channel assignment by gradually removing clique load to obtain higher throughput. We also presented numerical examples and discussion of our models in comparison with existing research.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.35-41
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• 2017

스펙트럼 자원의 부족문제를 해결하고 스펙트럼 자원을 보다 효율적으로 사용하기 위해 인지무선통신기술이 제안되었으며 많은 연구가 이루어지고 있다. 애드혹 인지무선통신에서 멀티 홉 라우팅은 저 전력으로 먼 거리까지 데이터 전송할 수 있는 중요한 기법이다. 멀티채널을 갖는 멀티홉 라우팅에서 전송채널을 선택할 때 우선적으로는 주 사용자에 대한 간섭을 최소화할 수 있는 채널선택이 되어야하며 전송용량을 극대화하기 위해 채널 간 간섭을 최소화할 수 있는 채널선택기법이 필요로 된다. 본 논문에서는 멀티채널 멀티 홉 인지무선네트워크에서에서 채널 간 간섭을 최소화하며 주 사용자와의 충돌을 줄임으로써 용량을 높일 수 있는 채널 스케줄링 방식을 제안하였다. 제안된 방식은 라우팅경로와 채널선택을 동시에 수행한다. 제안된 채널 할당방식에 대한 시뮬레이션을 통해 용량과 충돌률 관점에서 그 성능을 분석하였다.

• ETRI Journal
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• 제36권6호
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• pp.960-967
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• 2014

In this paper, an analytical framework is proposed for the optimization of network performance through joint congestion control, channel allocation, rate allocation, power control, scheduling, and routing with the consideration of fairness in multi-channel wireless multihop networks. More specifically, the framework models the network by a generalized network utility maximization (NUM) problem under an elastic link data rate and power constraints. Using the dual decomposition technique, the NUM problem is decomposed into four subproblems - flow control; next-hop routing; rate allocation and scheduling; power control; and channel allocation - and finally solved by a low-complexity distributed method. Simulation results show that the proposed distributed algorithm significantly improves the network throughput and energy efficiency compared with previous algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5149-5173
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• 2016

Cooperative forwarding has shown a substantial network performance improvement compared to traditional routing in multi-hop wireless network. To further enhance the system throughput, especially in the presence of highly congested multiple cross traffic flows, a promising way is to incorporate the multi-radio multi-channel (MRMC) capability into cooperative forwarding. However, it requires to jointly address multiple issues. These include radio-channel assignment, routing metric computation, candidate relay set selection, candidate relay prioritization, data broadcasting over multi-radio multi-channel, and best relay selection using a coordination scheme. In this paper, we propose a simple and efficient cluster-based cooperative data forwarding (CCDF) which jointly addresses all these issues. We study the performance impact when the same candidate relay set is being used for multiple cross traffic flows in the network. The network simulation shows that the CCDF with MRMC not only retains the advantage of receiver diversity in cooperative forwarding but also minimizes the interference, which therefore further enhances the system throughput for the network with multiple cross traffic flows.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권10호
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• pp.110-118
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• 2007

멀티 홈 무선 네트워크에서 멀티 채널의 사용은 무선노드의 채널 간섭 및 채널 경쟁을 줄임으로써 네트워크 성능을 향상시킨다. 최근 이를 위한 다양한 기법들이 제안되고 있다 특히 하이브리드 인터페이스 할당 방식을 사용하는 MCR(Multi channel routing protocol)은 간단한 채널 할당 방법을 통해 채널 간섭을 줄여주는 대표적인 라우팅 기술이다. 본 논문에서는 MCR의 링크 계층에서 사용하고 있는 채널 스위칭 알고리즘의 문제점을 지적하고 이를 개선할 수 있는 방안으로 트래픽 부하를 고려한 채널 스위칭 알고리즘인 LCS(Load-aware channel switching) 방안을 제안한다. LCS에서는 이웃 노드의 큐 상태 정보를 수집하여 네트워크 트래픽 상황을 파악하고 이를 바탕으로 최선의 채널을 선택한다. 또한 본 논문에서는 시뮬레이션과 테스트 베드 실험을 통해 LCS의 성능을 시험한다. 시험 결과 LCS를 적용한 MCR이 기존의 채널 스위칭 알고리즘 보다 향상된 성능을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권5호
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• pp.374-385
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• 2010

최근 유선 네트워크의 설치가 어려운 먼 거리의 인터넷 접속을 낮은 비용으로 가능하게 해주는 기술인 무선 메쉬 네트워크에 대한 관심이 증가하고 있다. 무선 메쉬 네트워크의 각 노드는 데이터를 송수신하는 호스트의 역할 뿐만 아니라 데이터를 전달하는 라우터의 역할도 수행한다. 이 때 메쉬 라우터는 기존 유선 망 또는 다른 무선 통신망으로의 연결을 제공하는 게이트웨이의 역할을 함으로써 무선 네트워크에서의 백본으로 동작할 수도 있다. 무선 메쉬 네트워크에서 멀티 채널 멀티 인터페이스를 사용하는 것은, 서로 간섭하지 않는 채널을 사용하여 동시에 통신이 가능함으로써 천체 네트워크의 데이터 처리량을 높이게 된다. 이러한 멀티 채널 멀티 인터페이스 무선 메쉬 네트워크에서 각 인터페이스에 채널들을 할당하고 라우팅을 결정하는 것은 중요한 연구 과제이다. 따라서 멀티 채널 멀티 인터페이스를 지원하는 무선 메쉬 네트워크에서의 채널 할당 및 라우팅의 목적은 네트워크의 연결성을 유지하면서 간섭을 최소화하며 네트워크의 데이터 처리량을 향상시키는 것이다. 본 논문에서는 멀티 채널 멀티 인터페이스 무선 메쉬 네트워크에서 네트워크의 전체 데이터 처리량을 높이며, 평균 종단간 지연시간을 줄이는 중앙 집중적이며 휴리스틱한 방법의 채널 할당 및 라우팅 알고리즘들을 제안한다. 이를 위해 링크의 잔여 채널 용량을 고려한 라우팅 방법과 링크의 통신 참여 수를 고려한 채널 할당 및 라우팅 방법, 그리고 우회 경로를 허용하는 라우팅 방법을 제안한다. 마지막으로 본 논문에서 제안한 방법의 성능을 평가하기 위해 NS-2 시뮬레이터를 사용하여 기존 관련 연구와 비교 분석하였다. 제안한 방법은 기종 관련 연구에서의 방법보다 우선 메쉬 네트워크에서의 평균 데이터 처리량을 증가시키며 평균 종단간 지연시간을 감소시키는 결과를 보임으로써 전체 네트워크의 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2012년도 제45차 동계학술발표논문집 20권1호
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• pp.105-108
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• 2012

Wireless mesh networks are considered a promising solution to last mile broadband. The unique characteristics of WMN impose unique requirements on designing routing protocols and metrics for WMN. However, existing routing schemes that are designed for single-channel multi-hop wireless networks may lead to inefficient routing paths in multichannel. This paper focuses on the routing problem for multi-radio multichannel WMNs. We list the challenges in designing routing algorithms for multi-radio multichannel WMNs. Then we examine the requirements and considerations for designing routing metrics according to the characteristics of multi-radio multichannel WMNs. Finally we survey and investigate the existing routing metrics in terms of their ability to satisfy these requirements.