• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.75-88
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• 1994

Discrete event modeling is finding ever more application to anlysis and design of complex manufacturing, communication, computer systems, etc. This paper shows how packet network systems may be advantageously represented as DEVS (Discrete Event System Specification) models by employing System Entity structure / Model base (SES/MB) framework developed by Zeigler. DEVS models and network structure representations support a strong basis for performance analysis of packet network systems. This approach is illustated in a typical packet network example with several routing strategies.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1-5
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• 1999

An ATM switch is the basic component of an ATM network, and its functioning is to switch incoming cells arriving at an input port to the output port associated with an appropriate virtual path. In case of an ATM switch with buffer sharing scheme, the performance analysis is very difficult due to the interactions between the address queues. In this paper, the influences of the degree of traffic burstiness and some traffic routing properties are investigated by using the simulation. Also, some cell access strategies including priority access and cell dropping are compared in terms of cell loss probability.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권5호
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• pp.637-642
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• 2014

Military communications have limited resources such as poor bandwidth and insufficient link capacity. Numerous hosts in conventional IP networks, including the Tactical Information Communication Network (TICN), the tactical communication system of the Army, focus heavy traffic on a single server via end-to-end connections and in which data delivery latency is caused by exchanging routing information. Content-Centric Networking (CCN), one framework of Information-Centric Networking (ICN), is a novel Internet paradigm in which data can be accessed by the name of the content instead of the location information. This paper provides content caching strategies for applying CCN to military tactical IP networks based on TICN environment.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권8호
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• pp.1770-1785
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• 2013

In this paper, a multi-hop transmission protocol based on parallel communication of secondary users (SUs) is proposed. The primary multi-hop network coexists with a set of SUs by cooperative spectrum sharing. The main optimization target of our protocol is the overall performance of the secondary system with the guarantee of the primary outage performance. The energy consumption of the primary system is reduced by the cooperation of SUs. The aim of the primary source is to communicate with the primary destination via a number of primary relays. SUs may serve as extra decode-and-forward relays for the primary network. When an SU acts as a relay for a primary user (PU), some other SUs that satisfy the condition for parallel communication are selected to simultaneously access the primary spectrum for secondary transmissions. For the proposed protocol, two opportunistic routing strategies are proposed, and a search algorithm to select the SUs for parallel communication is described. The throughput of the SUs and the PU is illustrated. Numerical results demonstrate that the average throughput of the SUs is greatly improved, and the end-to-end throughput of the PU is slightly increased in the proposed protocol when there are more than seven SUs.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권8호
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• pp.3656-3671
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• 2016

Most of the research in the area of wireless communications exclusively relies on simulations. Further, it is essential that the mobility management strategies and routing protocols should be validated under realistic conditions. Most appropriate mobility models play a pivotal role to determine, whether there is any subtle error or flaw in a proposed model. Simulators are the standard tool to evaluate the performance of mobility models however sometimes they suffer from numerous documented problems. To accomplish the widely acknowledged lack of formalization in this domain, a Coloured Petri nets (CPNs) based random direction mobility model for specification, analysis and validation is presented in this paper for wireless communications. The proposed model does not suffer from any border effect or speed decay issues. It is important to mention that capturing the mobility patterns through CPN is challenging task in this type of the research. Further, an appropriate formalism of CPNs supported to analyze the future system dynamic status. Finally the formal model is evaluated with the state space analysis to show how predefined behavioral properties can be applied. In addition, proposed model is evaluated based on generated simulations to track origins of errors during debugging.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.115-122
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• 2011

무선 센서 네트워크는 제한된 에너지를 갖는 배터리에 의해 가동되며 한번 배치되면 사용자가 접근할 수 없고 배터리 교환이 불가능하다. 따라서 네트워크의 수명을 늘리기 위하여 네트워크 디자인 시에 에너지 효율성이 매우 중요하게 고려되어야 한다. BCDCP 기법에서는 모든 센서가 CH(클러스터 헤드)로 데이터를 보내고 CH는 BS(베이스 스테이션)로 취합된 데이터를 송신하는 효율적 클러스터링 프로토콜이지만 규모가 큰 네트워크에서는 적합하지 않으며 노드들의 물리적 위치를 고려하지 않기 때문에 효율성이 떨어진다. UCR 기법의 경우 BS에와 노드들의 거리만을 고려하기 때문에 BS에 가까운 노드가 빨리 죽는 문제가 있다. 본 논문에서는 균형된 에너지 소비를 통하여 네트워크 수명을 늘리기 위한 삼각모양 클러스터 라우팅 프로토콜(TSCRP- Triangular Shape Cluster Routing Protcol)을 제안한다. 본 기법은 비교적 간단하게 운영되기 때문에 헤드 선출에 필요한 오버헤드가 적고 센서들의 에너지 보유량뿐만이 아니라 센서들과 BS간의 거리를 유기적으로 결합하여 리더 노드를 선정하기 때문에 다른 기법에 비해 효율적이다. 실험에 의하면 TSCRP가 LEACH, BCDCP, UCR보다 우수한 것으로 나타났다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.63-75
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• 2013

스쿨버스 경로문제는 학생들을 다수의 승차지점으로부터 학생들의 해당 학교까지 안전하고 효율적으로 수송할 수 있는 방법을 찾는 문제이다. 일반적인 스쿨버스 경로문제의 제약 조건으로는 차량의 용량, 학생의 최대 수송 시간, 학교의 도착 시간 제약 등이 있다. 본 연구에서는 기존의 혼승을 허용한 스쿨버스 경로 문제를 확장한 모델을 구축하고, 국내의 대학교 스쿨버스 운영 형태를 고려하여 학생들이 승차지점에 유동적으로 유입이 되는 상황을 고려한다. 본 연구에서 제시하는 모델에 대한 실험을 하기 위하여, 첫 단계로 Sweep Algorithm을 이용하여 초기 경로를 구성한다. 두 번째 단계에서는 전역탐색 능력이 있는 메타 휴리스틱 방법인 Genetic Algorithm을 이용하여 최선해을 도출 한다. 또한, 기존의 스쿨버스 경로문제에 적용되었던 현실 가능성 있는 제약들을 완화하여 다양한 시나리오를 구성하고 시나리오별 비교우위 평가를 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.76-87
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• 2014

오늘날 ICT 네트워크에서 에너지 소모는 전체 에너지 소모의 10% 내외로, 가까운 미래에 에너지가 현저하게 증가 할 것으로 예측되고 있다. 본 논문에서는 네트워크 품질을 보장하면서 에너지 절감이 가능한 방법을 검토한다. IP 네트워크에서 처리하는 총 트래픽 량이 일정 값 이하가 될 때, 네트워크 내의 특정 링크를 sleep 상태로 하여, 링크 양단의 NIC(Network Interface Card)에서 소모되는 에너지를 절감시키는 방안이다. 본 논문에서는 sleep 상태로 둘 링크를 최대한 도출하고, 이로 인한 노드의 경로(SPT: Shortest Path Tree)변경이 최소화되도록 한다. 우선 target 링크를 선정하고, 선정된 target 링크가 sleep 상태로 두는 것이 가능한지를 위임/수탁 라우터 기반의 heuristic 라우팅 방안에 의해 결정하는 방법을 제안한다. 위임/수탁 라우터 기반의 heuristic 라우팅 방안에서, 시뮬레이션을 통해 min_used traffic 및 min_path의 입력 유형의 특성을 평가한다. Min_used traffic 입력을 이용한 heuristic 방식이 min_path 입력 방식에 비해 링크 절약 효율은 대체적으로 5% 정도 우수하지만, 각 노드의 SPT의 길이는 반대로 평균 약 0.2홉 정도 증가하고 있다. 그러나 이 두 방식은 random 입력 방식에 비해 링크 절약 효율과 SPT 경로 감소 면에서 상당히 우수하다. 또한 본 알고리즘 수행 중 링크 freezing 방법에 따라 링크 절약 효율이 최대 80% 정도 향상되므로 에너지 절감 효과가 크다. 따라서 본 논문에서 위임/수탁 라우터 기반의 heuristic 라우팅 방안을 적용하여 네트워크 품질 유지하면서 에너지를 절약 할 수 있음을 확인 한다.

• ETRI Journal
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• 제37권1호
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• pp.77-87
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• 2015

In wireless networks, cooperation is necessary for many protocols, such as routing, clock synchronization, and security. It is known that cooperator nodes suffer greatly from problems such as increasing energy consumption. Therefore, rational nodes have no incentive to cooperatively forward traffic for others. A rational node is different from a malicious node. It is a node that makes the best decision in each state (cooperate or non-cooperate). In this paper, game theory is used to analyze the cooperation between nodes. An evolutionary game has been investigated using two nodes, and their strategies have been compared to find the best one. Subsequently, two approaches, one based on a genetic algorithm (GA) and the other on learning automata (LA), are presented to incite nodes for cooperating in a noisy environment. As you will see later, the GA strategy is able to disable the effect of noise by using a big enough chromosome; however, it cannot persuade nodes to cooperate in a noisefree environment. Unlike the GA strategy, the LA strategy shows good results in a noise-free environment because it has good agreement in cooperation-based strategies in both types of environment (noise-free and noisy).

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권5호
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• pp.2499-2522
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• 2017

Multi-hop networks are a low-setup-cost solution for enlarging an area of network coverage through multi-hop routing. Carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) is frequently used in multi-hop networks. Multi-hop networks face multiple problems, such as a rise in contention for the medium, and packet loss under heavy-load, saturated conditions, which consumes more bandwidth due to re-transmissions. The number of re-transmissions carried out in a multi-hop network plays a major role in the achievable quality of service (QoS). This paper presents a statistical, analytical model for the end-to-end delay of contention-based medium access control (MAC) strategies. These strategies schedule a packet before performing the back-off contention for both differentiated heterogeneous data and homogeneous data under saturation conditions. The analytical model is an application of Markov chain theory and queuing theory. The M/M/1 model is used to derive access queue waiting times, and an absorbing Markov chain is used to determine the expected number of re-transmissions in a multi-hop scenario. This is then used to calculate the expected end-to-end delay. The prediction by the proposed model is compared to the simulation results, and shows close correlation for the different test cases with different arrival rates.