• 제목/요약/키워드: network-coding gain

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On the Diversity-Multiplexing Tradeoff of Cooperative Multicast System with Wireless Network Coding

  • Li, Jun;Chen, Wen
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제12권1호
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    • pp.11-18
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    • 2010
  • Diversity-multiplexing tradeoff (DMT) is an efficient tool to measure the performance of multiple-input and multiple-output (MIMO) systems and cooperative systems. Recently, cooperative multicast system with wireless network coding stretched tremendous interesting due to that it can drastically enhance the throughput of the wireless networks. It is desirable to apply DMT to the performance analysis on the multicast system with wireless network coding. In this paper, DMT is performed at the three proposed wireless network coding protocols, i.e., non-regenerative network coding (NRNC), regenerative complex field network coding (RCNC) and regenerative Galois field network coding (RGNC). The DMT analysis shows that under the same system performance, i.e., the same diversity gain, all the three network coding protocols outperform the traditional transmission scheme without network coding in terms of multiplexing gain. Our DMT analysis also exhibits the trends of the three network coding protocols' performance when multiplexing gain is changing from the lower region to the higher region. Monte-Carlo simulations verify the prediction of DMT.

무선 네트워크에서 네트워크 코딩 재전송 기법의 점근적 이득 (Asymptotic Gain of Network-Coded Retransmission in Wireless Networks)

  • 고승우;김성륜
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권6B호
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    • pp.464-473
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    • 2012
  • 본 논문에서는 무선 네트워크에서 네트워크 코딩을 재전송에 사용했을 때 얻을 수 있는 이득을 계산했다. 먼저 무선 네트워크에서 네트워크 코딩을 재전송에 활용했을 때 얻을 수 있는 전송 실패 확률을 수학적으로 구했고 이에 따른 다이버시티 차수를 노드 숫자와 수신 확률에 따라 변함을 보였다. 전송 실패 확률을 이용하여 전송실패 확률 ${\epsilon}$을 만족시키는 ${\epsilon}$-용량 (${\epsilon}$-outage capacity) 을 구하였고, 네트워크 코딩을 사용했을 때와 안 했을 때의 ${\epsilon}$-용량의 비율을 네트워크 코딩 이득이라 정의하였다. 그리고 네트워크 코딩 이득이 다이버시티 차수의 함수로 표현됨을 보였다. 노드 숫자가 무한하게 많아지게 되면 네트워크 코딩 이득이 점근적으로 $0.25{\epsilon}^{-1}$을 달성할 수 있음을 보였다.

Simple Relay Selection for Wireless Network Coding System

  • 김장섭;이정우
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
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    • pp.310-313
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    • 2011
  • Broadcasting nature of wireless communications makes it possible to apply opportunistic network coding (OPNC) by overhearing transmitted packets from a source to sink nodes. However, it is difficult to apply network coding to the topology of multiple relay and sink nodes. We propose to use relay node selection, which finds a proper node for network coding since the OPNC alone in the topology of multiple relays and sink nodes cannot guarantee network coding gain. The proposed system is a novel combination of wireless network coding and relay selection, which is a key contribution of this paper. In this paper, with the consideration of channel state and potential network coding gain, we propose relay node selection techniques, and show performance gain over the conventional OPNC and a channel-based selection algorithm in terms of average system throughput.

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네트워크 코딩 기반의 협력통신에서 Hybrid AF and DF 방식의 아웃티지 성능 분석 및 최적 파워 할당 기법 (Outage Analysis and Optimal Power allocation for Network-coding-based Hybrid AF and DF)

  • 백주하;이동훈;이재영;허준
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.95-107
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    • 2012
  • 네트워크 코딩은 멀티캐스트 네트워크에서 전송량을 증가시키기 위해 제안된 기법으로 최근에는 다수의 사용자가 성능 향상을 위해서로의 자원을 공유하는 협력통신에 네트워크 코딩을 적용하는 연구가 활발히 진행 중이다. 네트워크 코딩 기반의 협력통신에서 사용자는 자기 자신의 데이터와 다른 사용자의 데이터를 네트워크 코딩 연산을 통해 결합하여 전송한다. 기존의 연구에서는 네트워크 코딩을 기반으로 한 적응형 복호 후 전송(Network-Coding-based Adaptive Decode-and-Forward, NC-ADF) 방식이 다이버시티(diversity) 이득과 추가적인 전송량 증대를 가져올 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 기존 프로토콜의 성능 증대와 네트워크 코딩의 이득을 극대화 하기 위해 사용자간 채널의 상태에 따라 증폭 후 전송(Amplify-and-Forward, AF) 방식과 복호 후 전송(Decode-and-Forward, DF) 방식을 적응적으로 적용한 새로운 네트워크 코딩 기반의 협력통신 기법을 제안하였다. 또한 제안한 기법의 아웃티지 확률을 구하고 높은 SNR 영역에서 최대 다이버시티 차수(full diversity order)를 가짐을 보였다. 나아가 추가적인 성능 향상을 위해 본 논문에서 제안된 기법에 의한 아웃티지 확률을 기반으로 최적의 전송 파워 비율을 구하였다.

유전자 알고리즘을 이용한 이동로봇의 지능제어 (An Intelligent Control of Mobile Robot Using Genetic Algorithm)

  • 한성현
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.126-132
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    • 2004
  • This paper proposed trajectory tracking control based on genetic algorithm. Trajectory tracking control scheme are real coding genetic algorithm(RCGA) and back-propagation algorithm(BPA). Control scheme ability experience proposed simulation. Stable tracking control problem of mobile robots have been studied in recent years. These studies have guaranteed stability of controller, but the performance of transient state has not been guaranteed. In some situations, constant gain controller shows overshoots and oscillations. So we introduce better control scheme using real coding genetic algorithm and neural network. Using RCGA, we can find proper gains in several situations and these gains are generalized by neural network. The generalization power of neural network will give proper gain in untrained situation. Performance of proposed controller will verity numerical simulations and the results show better performance than constant gain controller.

IEEE 802.11s기반 무선 메쉬 네트워크에서 네트워크 코딩 적용을 위한 고려사항 분석 (Feasibility Analysis of Network Coding Applied to IEEE 802.11s Wireless Mesh Networks)

  • 이규환;조성현;김재현
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37B권11호
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    • pp.1014-1021
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    • 2012
  • 본 논문에서는 네트워크 코딩을 IEEE 802.11s기반 무선 메쉬 네트워크에 적용을 위한 고려사항에 대하여 분석해 본다. 네트워크 코딩을 무선 네트워크에 적용하기 위한 동작과정을 살펴보고, 이론적인 네트워크 코딩의 이득을 감소시킬 수 있는 중요 요소를 제시한다. 네트워크 성능 평가를 통하여, 네트워크 코딩은 네트워크 처리량 같은 네트워크 성능을 향상할 수는 있지만 전력 소모량 측면에서는 오히려 더 안 좋은 성능이 나타나는 것을 살펴볼 수 있었다. 또한 네트워크 코딩이 적용되기 부적절한 환경에서는 네트워크 코딩 성능이 크게 저하되는 것을 살펴 볼 수 있었다.

CANCAR - Congestion-Avoidance Network Coding-Aware Routing for Wireless Mesh Networks

  • Pertovt, Erik;Alic, Kemal;Svigelj, Ales;Mohorcic, Mihael
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권9호
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    • pp.4205-4227
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    • 2018
  • Network Coding (NC) is an approach recently investigated for increasing the network throughput and thus enhancing the performance of wireless mesh networks. The benefits of NC can further be improved when routing decisions are made with the awareness of coding capabilities and opportunities. Typically, the goal of such routing is to find and exploit routes with new coding opportunities and thus further increase the network throughput. As shown in this paper, in case of proactive routing the coding awareness along with the information of the measured traffic coding success can also be efficiently used to support the congestion avoidance and enable more encoded packets, thus indirectly further increasing the network throughput. To this end, a new proactive routing procedure called Congestion-Avoidance Network Coding-Aware Routing (CANCAR) is proposed. It detects the currently most highly-loaded node and prevents it from saturation by diverting some of the least coded traffic flows to alternative routes, thus achieving even higher coding gain by the remaining well-coded traffic flows on the node. The simulation results confirm that the proposed proactive routing procedure combined with the well-known COPE NC avoids network congestion and provides higher coding gains, thus achieving significantly higher throughput and enabling higher traffic loads both in a representative regular network topology as well as in two synthetically generated random network topologies.

MANETs에서 양방향 트래픽에 대한 네트워크 코딩기법의 성능 평가 (Performance Evaluation of Network Coding in MANETs for Bidirectional Traffic)

  • 김관웅;김용갑;배성환;김대익
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.491-497
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    • 2012
  • 네트워크 코딩기법은 여러 개의 패킷을 하나의 패킷으로 압축하여 전송하는 기법으로 무선네트워크에 적용할 경우, 패킷전달횟수를 감소시킬 수 있고 채널효율성을 향상할 수 있어 관련 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 멀티홉 Ad-hoc 네트워크에서 양방향트래픽 서비스를 위해 라우팅계층과 IP계층에 네트워크코딩기법을 적용하였다. 시뮬레이션 분석결과 트래픽부하와 종단간 홉수가 높을수록 네트워크 코딩이득이 증가하였다.

A Dynamic Queue Management for Network Coding in Mobile Ad-hoc Network

  • Kim, Byun-Gon;Kim, Kwan-Woong;Huang, Wei;Yu, C.;Kim, Yong K.
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제2권1호
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    • pp.6-11
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    • 2013
  • Network Coding (NC) is a new paradigm for network communication. In network coding, intermediate nodes create new packets by algebraically combining ingress packets and send it to its neighbor node by broadcast manner. NC has rapidly emerged as a major research area in information theory due to its wide applicability to communication through real networks. Network coding is expected to improve throughput and channel efficiency in the wireless multi-hop network. Many researches have been carried out to employ network coding to wireless ad-hoc network. In this paper, we proposed a dynamic queue management to improve coding opportunistic to enhance efficiency of NC. In our design, intermediate nodes are buffering incoming packets to encode queue. We expect that the proposed algorithm shall improve encoding rate of network coded packet and also reduce end to end latency. From the simulation, the proposed algorithm achieved better performance in terms of coding gain and packet delivery rate than static queue management scheme.

Log-Average-SNR Ratio and Cooperative Spectrum Sensing

  • Yue, Dian-Wu;Lau, Francis C.M.;Wang, Qian
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제18권3호
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    • pp.311-319
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    • 2016
  • In this paper, we analyze the spectrum-sensing performance of a cooperative cognitive radio (CR) network consisting of a number of CR nodes and a fusion center (FC). We introduce the "log-average-SNR ratio" that relates the average SNR of the CR-node-FC link and that of the primary-user-CR-node link. Assuming that the FC utilizes the K-out-of-N rule as its decision rule, we derive exact expressions for the sensing gain and the coding gain - parameters used to characterize the CR network performance at the high SNR region. Based on these results, we determine ways to optimize the performance of the CR network.