• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권4호
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• pp.1768-1789
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• 2016

In contemporary video streaming systems based on HTTP protocol, video players at the client side are responsible for adjusting video quality to network conditions and user expectations. However, when multiple video clips are streamed simultaneously, an intricate application logic implemented in the video players overlays the TCP mechanism which is responsible for a balanced access to a shared network link. As a result, some video players may not obtain a fair share of network throughput and may be vulnerable to an unstable video bit-rate. Therefore, we propose to simplify the algorithms implemented in the video players, which are responsible for the adjustment of video quality and constrain their functionality only to sending feedback to a server about a state of the player buffer. The main logic of the system is shifted to the server, which is now responsible for bit-rate selection and prioritisation of the video streams transmitted to multiple clients. To verify our proposition, we performed several experiments in a laboratory environment which show that when the server cooperates with the clients, the video players experience fewer quality switches and the system achieves better fairness when allocating network throughput among the video players. However, this comes at the cost of worse utilisation of network bandwidth.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권10A호
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• pp.972-979
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• 2008

양방향 중계 채널 (two-way relay channel)은 2개의 단말이 중계기 (relay)의 도움을 받아 양방향의 정보를 주고 받는 협력 통신 (cooperative communication) 채널이다. 기존의 협력 통신에서는 중계기가 시간 또는 주파수 자원을 나누어 양방향으로 신호를 송신하지만, 네트워크 부호화 (network coding)를 사용한 양방향 중계 채널에서는 중계기가 동일 자원을 사용하여 두 단말로 신호를 동시에 송신하므로 기존 기법보다 높은 통신용량을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 ARQ환경에서 네트워크 부호화를 사용한 헙력통신 프로토콜을 보이고, 이를 스테이트 다이어그램 (state diagram) 을 이용하여 성능을 분석하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권5호
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• pp.525-535
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• 2011

In this paper, we study the contribution of network coding (NC) in improving the multicast capacity of random wireless ad hoc networks when nodes are endowed with multi-packet transmission (MPT) and multi-packet reception (MPR) capabilities. We show that a per session throughput capacity of ${\Theta}$(nT$^3$(n)) can be achieved as a tight bound when each session contains a constant number of sinks where n is the total number of nodes and T(n) is the transmission range. Surprisingly, an identical order capacity can be achieved when nodes have only MPR and MPT capabilities. This result proves that NC does not contribute to the order capacity of multicast traffic in wireless ad hoc networks when MPR and MPT are used in the network. The result is in sharp contrast to the general belief (conjecture) that NC improves the order capacity of multicast. Furthermore, if the communication range is selected to guarantee the connectivity in the network, i.e., ${\Omega}$($\sqrt{log\;n/n}$)=T(n) = O(log log n / log n), then the combination of MPR and MPT achieves a throughput capacity of ${\Theta}$(log$^{\frac{3}{2}}$ n/$\sqrt{n}$) which provides an order capacity gain of ${\Theta}$(log$^2$ n) compared to the point-to-point multicast capacity with the same number of destinations.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권1호
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• pp.334-349
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• 2022

The effectiveness of Wi-Fi networks is greatly influenced by the optimization of contention window (CW) parameters. Unfortunately, the conventional approach employed by IEEE 802.11 wireless networks is not scalable enough to sustain consistent performance for the increasing number of stations. Yet, it is still the default when accessing channels for single-users of 802.11 transmissions. Recently, there has been a spike in attempts to enhance network performance using a machine learning (ML) technique known as reinforcement learning (RL). Its advantage is interacting with the surrounding environment and making decisions based on its own experience. Deep RL (DRL) uses deep neural networks (DNN) to deal with more complex environments (such as continuous state spaces or actions spaces) and to get optimum rewards. As a result, we present a new approach of CW control mechanism, which is termed as contention window threshold (CW_Threshold). It uses the DRL principle to define the threshold value and learn optimal settings under various network scenarios. We demonstrate our proposed method, known as a smart exponential-threshold-linear backoff algorithm with a deep Q-learning network (SETL-DQN). The simulation results show that our proposed SETL-DQN algorithm can effectively improve the throughput and reduce the collision rates.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.180-188
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• 1997

This paper proposes a new efficient MAC(Media Access Control) protocol to establish the ultrasonic communication network for underwater vehicles, which ensures a certain level of maximum throughput regardless of the propagation delay of ultrasonic and allows fast data transmission through the multiple ultrasonic communication channel. A MAC protocol for underwater communication network that allows 'peer-to-peer' communication between a surface ship and multiple underwater systems is designed, and the proposed control protocol is implemented for its verification.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 컴퓨터소사이어티 추계학술대회논문집
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• pp.53-56
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• 2003

Ethernet is one of the most successful LAN technologies. Now gigabit ethernet is available in real network and some network interface cards(NIC) supports TCP segment offloading (TSO), IP checksum offloading(ICO), Jumbo frame and interrupt moderation. If we use this features appropriately, we obtain high throughput with low CPU utilization. This paper represents the network performance by varying above features.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11A호
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• pp.878-891
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• 2011

본 논문에서는 사용자들 간의 간섭이 존재하는 무선망에서 상하향 링크의 수율 최대화를 동시에 고려한다. 상향 링크에서는 라그랑지안 완화기법에 기반으로 하는 분산적이고 반복적인 알고리즘을 제안하다. 상향 링크에서의 라그랑지 곱수와 네트워크 쌍대성 성질을 이용하여 채널 이득과 최대 전력 제약이 상향 링크와 동일한 듀얼 하향 링크에서의 수율 최대화를 얻을 수 있다. 본 논문에서 증명한 네트워크 쌍대성 성질은 기존의 연구에 비해 보다 일반적인 형태를 가진다. 또한, 모의실험 결과는 채널의 상관 계수가 ${\theta}{\in}$(0.5, 1] 일 때, 상하향 링크에서 제안된 기법들이 각각 최적값에 근접하다는 것을 보여준다. 반면에 채널의 상관 계수가 낮을 때 (${\theta}{\in}$(0, 0.5]), 하향 링크에서의 성능 열화를 관찰할 수 있다. 네트워크 쌍대성 성질은 상향 링크에 비해 채널 이득과 최대 전력 제약이 다른 실제 하향 링크로 확장된다. 이러한 쌍대성 성질에 기반으로 하는 기법은 실제 하향 링크에서도 충분히 적용될 수 있음이 모의실험 결과로 보여진다. 기존에 제안된 알고리즘의 복잡도를 고려하였을때, 본 논문의 결과는 일반화된 네트워크 쌍대성 성질의 성능과 실제 적용면에서 상당히 유용하다고 할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권4호
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• pp.360-370
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• 2013

하향링크 스몰셀 네트워크 환경에서 최선형 서비스를 지원해야 할 때, 기존 기법들에서는 각 기지국 기준으로 동일 채널간섭이 가장 적게 수신되는 채널들만을 선택하게 되는데 이 채널들은 해당 기지국에 인접한 사용자의 하향링크 수율 성능만을 향상시킨다. 따라서 기존의 분산 주파수 재사용 기법들은 전체 최선형 서비스 사용자들을 공정하게 지원하지 못한다. 이 논문에서는 하향링크 스몰셀 네트워크 환경에서 기지국으로부터의 거리와 관계없이 최선형 서비스 사용자들의 수율 성능을 공정하게 향상시킬 수 있는 분산 주파수 재사용 기법을 제안한다. 각 기지국은 기존의 분산재사용 기법을 수행하여 주위 기지국들에서 가장 적게 사용되는 채널들을 선택한 다음, 전체 수율 성능의 감소를 줄이면서도 수율성능이 낮은 사용들의 수율성능을 향상시킬 수 있는 채널들로 일부채널들을 교체한다. 모의실험을 통해 제안된 기법은 수율성능 기준 하위 10%에 해당되는 사용자들의 수율성능을 기존기법에 비해 최대 15% 정도 향상시키면서 전체 수율 성능 감소는 3% 정도 허용함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권3호
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• pp.203-217
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• 2007

본 논문은 출력 버퍼를 장착한 크로스바 스위치로 구성된 다양한 네트워크들의 성능 예측 모형을 제안하고, 스위치에 장착된 버퍼의 개수 증가에 따른 성능 향상 추이를 분석하였다. 스위치 내부에 버퍼를 장착하는 기법은 네트워크 내부의 데이타 충돌 문제를 효과적으로 해결하고, 네트워크 성능 및 신뢰도를 높이는 방법으로 널리 알려져 있다. 또한, 크로스바 스위치를 이용하여 네트워크를 구성할 경우 네트워크 내부의 스위치들 간의 연결 형태 그리고, 각 스위치 내부의 데이타 이동 패턴에 따라 네트워크 특성이 결정된다. 본 논문에서는 크로스바 스위치로 구성된 세 가지 서로 다른 형태의 네트워크 : 다단 연결 망(MIN), Fat-tree 망, 그리고 일반 통신망 등의 성능 분석모형을 제안하였다. 제안한 분석 모형은 네트워크 내부 스위치에 장착된 버퍼의 개수와 무관하게 네트워크 성능 평가의 두 가지 주요 요소인 네트워크 정상상태 처리율(Normalized Throughput, NT)과 네트워크 지연시간을 예측한다. 제안한 수학적 성능 분석 연구의 실효성을 검증하기 위하여 병행된 시abf레이션 결과는 상호 미세한 오차 범위 내에서 모형의 예측 데이타와 일치하는 결과를 보여 분석 모형의 타당성을 입증하였다. 또한 분석 결과 네트워크 내부 스위치에 많은 버퍼를 장착 할수록 상대적으로 정상상태 처리율의 증가율은 감소하고, 네트워크 지연시간은 증가하는 것으로 나타났다.