무선 센서 네트워크에서 효율적인 메시지 방송 기법

김관웅,김변곤,배성환,김대익,Kim, Kwan-Woong,Kim, Byun-Gon,Bae, Sung-Hwan,Kim, Dae-Ik 한국전자통신학회 2010 한국전자통신학회 논문지 Vol.5 No.6

In a multi-hop wireless sensor network, broadcasting is an elementary operation to support command message sending, route discovery and other application tasks. Broadcasting by flooding may cause serious redundancy, contention, and collision in the network, which is referred to as the broadcast storm problem. Many broadcasting schemes have been proposed to give better performance than simple flooding in wireless sensor network. How to decide whether re-broadcast or not also poses a dilemma between reach ability and efficiency under different host densities. In this paper, we present popular broadcasting schemes, which can reduce re-broadcast packets and improve SRB(Saved ReBroadcast). Simulation results show different levels of improvement over the simple flooding scheme. 다중-홉 센서 네트워크에서 방송은 경로 탐색과 주소 설정 등 많은 응용 작업들을 지원해 주는 기본적인 동작이다. 플러딩을 이용한 방송은 네트워크상에서 방송 폭풍 문제라고 언급되는 중복성, 경쟁, 충돌문제 등을 야기한다. 무선 센서 네트워크를 위한 여러 가지 방송 기법들은 단순 플러딩 기법 보다 우수한 성능을 얻기 위해 제안되었다. 무선 네트워크에서 제안된 방송알고리즘은 플러딩 기법, 확률적 기법, 카운터 기반 기법, 거리 기반 기법, 위치 기반 기법, 그리고 이웃 지식 기반 기법으로 분류 된다. 본 논문에서는 단순 플러딩 기법, 확률적 기법, 카운터 기반 기법, 거리 기반 기법과 이웃 지식 기반 기법을 소개하고, 각 기법들의 성능과 효율성을 네트워크 시뮬레이션을 통해 비교 분석한다.

MANETs에서 양방향 트래픽에 대한 네트워크 코딩기법의 성능 평가

김관웅,김용갑,배성환,김대익,Kim, Kwan-Woong,Kim, Yong-Kab,Bae, Sung-Hwan,Kim, Dae-Ik 한국전자통신학회 2012 한국전자통신학회 논문지 Vol.7 No.3

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. Network coding is that the nodes can combine and mix the packets rather than merely forward them. Therefore, network coding is expected to improve throughput and channel efficiency in the wireless network. Relevant researches have been carried out to adapt network coding to wireless multi-hop network. In this paper, we designed the network coding for bidirectional traffic service in routing layer and IP layer of Ad-hoc network. From the simulation result, the traffic load and the end to end distance effect the performance of the network coding. As end to end distance and the traffic load become larger, the gain of network coding become more increased.

다중 홉 Ad-hoc 네트워크에서 노드이동성을 고려한 라우팅 프로토콜에 관한 연구

김관웅,김변곤,김용갑,Kim, Kwan-Woong,Kim, Byun-Gon,Kim, Yong-Kab 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.9

무선 Ad-hoc 네트워크는 기지국이나 중앙 집중관리가 없는 영역에서 다수의 노드들 간에 무선데이터 통신 연결이 자율적으로 설정되는 네트워크이다. Ad-hoc 네트워크는 노드의 이동과 전원의 제약 때문에 네트워크 위상(network topology)이 자주 변화할 수 있다. 라우팅 경로를 찾는 과정에서 가장 신뢰성이 있는 경로를 선택하는 것은 Ad-hoc 네트워크 성능을 향상시키기 위해서 아주 중요하다. 본 연구에서, 우리는 수신신호 세기의 변이를 감시해서 AODV 기반의 강화된 라우팅 프로토콜을 제안하였다. 노드의 이동성과 경로의 흡수로 구성된 새로운 매트릭 함수는 라우팅 경로 결정에 이용된다. NS-2를 이용한 폭넓은 실험에서, 제안된 라우팅 기법의 성능은 AODV 프로토콜에 비하여 향상되었다. Mobile Ad hoc Networks (MANETs) refer to autonomous networks in which wireless data communications are established between multiple nodes in a given coverage area without a base station or centralized administration. Because of node mobility and limited battery life, the network topology may changes frequently. Selecting the most reliable path during route discovery process is important to improve performance in ad-hoc networks. In this study, we proposed an enhanced routing protocol based on AODV by monitoring variation of receiving signal strength. New metric function that consists of node mobility and hops of path is used for routing decision. From extensive experiments by using NS-2, The performance of the proposed routing scheme has been imp개ved by comparison to AODV protocol.

NS2를 이용한 향상된 네트워크 코딩 기법의 성능평가

김관웅,김용갑,김변곤,Kim, Kwan-Woong,Kim, Yong-Kab,Kim, Byun-Gon 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.10

네트워크 코딩은 통신의 새로운 패러다임이다. 네트워크 코딩에서 중간 노드는 입력 패킷을 조합하여 새로운 패킷을 생성하여 이웃 노드에게 방송한다. 네트워크 코딩은 실제 네트워크에 폭넓게 적용될 수 있기 때문에 정보 이론의 주요 연구 분야로 빠르게 떠오르고 있다. 네트워크 코딩은 무선 멀티홉 네트워크에서 처리량과 채널 효율을 향상시킬 것으로 예상된다. 관련 선행연구들이 무선 Ad-hoc 네트워크 분야에서 활발히 이루어지고 있다. 우리의 연구에서 중간노드는 네트워크 코딩을 하기위해서 단일홉 양방향 패킷을 식별한다. 우리는 제안된 기법이 네트워크 패킷의 디코딩 성공률을 증가시킬 수 있을 것으로 기대한다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 제안된 네트워크 코딩기법은 코딩 이득과 패킷 전송률에서 기존의 네트워크 코딩기법보다 나은 성능을 얻을 수 있었다. 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. Network Coding 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. Prior researches have been carried out to employ network coding to wireless ad-hoc network. In our study, intermediate nodes identify one-hop bidirectional flows for network coding decision. We expect that the proposed scheme shall improve decoding success rate of network coded packet. From the simulation, the proposed network coding scheme achieved better performance in terms of coding gain and packet delivery rate than traditional network coding scheme.

MANETs에서 차등서비스 제공을 위한 트래픽 관리 기법

김관웅,배성환,김대익,Kim Kwan-Woong,Bae Sung-Hwan,Kim Dae-Ik 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.13 No.4

인터넷에서 차등서비스에 관한 연구는 IETF 그룹에서 표준화되었으나, Ad-hoc 네트워크와 같은 무선 환경에서 인터넷의 차등 서비스는 MAC과 같은 하위레벨 지원 없이는 구현하기가 어렵다. 현재 IEEE 802.11 프로토콜은 무선 랜 환경에 광범위하게 쓰이며 사실상의 표준으로 자리 잡았다. 그러나 차등서비스 제공을 위한 모드를 지원하지만, 성능이 낮은 것으로 나타났다. 본 논문에서는 802.11 에서 QoS 제공을 위해 우선순위를 지원하는 다중 큐 기반의 새로운 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통해 IEEE 802.11의 큐영시스템과 성능을 비교, 분석하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 제안한 알고리즘 방식의 성능이 우수했음을 보였다. Currently, the IETF group is working on service differentiation in the Internet. However, in wireless environments such as Ad-hoc networks, where channel conditions are variable and bandwidth is scarce, the Internet differentiated services are suboptimal without lower layers' support. The IEEE 802.11 standard for Wireless LANs is the most widely used WLAN standard today. 1t has a mode of operation that can be used to provide service differentiation, but it has been shown to perform badly. In this paper, we present a new service differentiation scheme for support QoS in the wireless IEEE 802.11, which is based on a multiple queuing system to provide priority of user's flow. We simulate and analyze the performance of our algorithm and compare its performance with the original IEEE 802.11b protocol. Simulation results show that our approach increases overall throughput in the MAC layer.

IP over ATM 네트워크에서 퍼지 버퍼 관리 알고리즘

김관웅,배성환,Kim Kwan-Woong,Bae Sung-Hwan 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.12 No.2

본 논문에서는 ATM 네트워크에서 인터넷 트래픽 성능 향상을 위한 퍼지를 응용한 버퍼 관리 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 퍼지 제어기를 이용해서 새로 도착하는 패킷을 버퍼의 상태와 VC의 부하에 따라 동적으로 폐기를 결정하여 버퍼 이용 효율과 GFR의 요구사항을 충족할 수 있도록 하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기존의 버퍼 관리 알고리즘과 성능을 비교한 결과, 공평성과 TCP 수율 면에서 성능이 향상됨을 보였다. We propose a fuzzy logic-based buffer management algorithm to improve internet traffic over ATM-GFR service. The proposed algorithm employs the strategies of early congestion detection and selective packet discard to achieve its design goals. A key feature of proposed algorithm is its ability to accept or drop a new incoming packet dynamically based on buffer condition and load rate of VCs. This is achieved by using fuzzy logic controller for the production of a drop factor. Simulation results show that proposed scheme significantly has improved fairness and TCP throughput compared with previous schemes.

MANETs의 AODV기반 향상된 견고한 라우팅 프로토콜

김관웅,배성환,김대익,Kim, Kwan-Woong,Bae, Sung-Hwan,Kim, Dae-Ik 한국전자통신학회 2009 한국전자통신학회 논문지 Vol.4 No.1

노드의 이동성과 한정된 배터리 용량으로 무선애드혹 네트워크에서는 종종 경로 단절이나 패킷 손실이 발생한다. 본 논문에서는 수신 신호 세기의 변화를 측정함으로써 경로 단절 확률과 패킷손실을 줄일 수 있는 AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector routing)에 기반을 둔 향상된 라우팅 프로토콜을 제안한다. 라우팅을 결정하기 위해 노드 이동성과 경로의 홉으로 이루어진 새로운 측정 함수를 사용하고, 데이터 전송 중 노드의 움직임에 의한 경로의 단절을 방지하기 위해 새로운 경로 관리 기법을 소개한다. 이웃 노드의 움직임을 감지되면, 경로가 단절되기 전에 라우팅 에이전트는 다음 홉 노드를 이웃노드로 변경한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 라우팅 기법의 성능이 기존의 AODV 방식보다 우수함을 보인다. In Mobile Ad-hoc Network, link failure and packet loss may occur frequently due to its nature of mobility and limited battery life. In this paper, an enhanced robust routing protocol based on AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector routing) by monitoring variation of receiving signal strength is proposed. New metric function that consists of node mobility and hops of path is used for routing decision. For preventing route failure by node movement during data transmission, a new route maintenance is presented. If the node movement is detected, the routing agent switches local path to its neighbor node. Simulation results show that the performance of the proposed routing scheme is superior to previous AODV protocol.

RFID 시스템에서 불연속 m-bits 인식을 위한 개선된 가변비트 M-ary QT 충돌해소 알고리즘

김관웅,김변곤,Kim, Kwan-woong,Kim, Byun-gon 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.10

RFID 시스템에서 리더는 자신의 인식 범위 내에 있는 태그의 ID를 식별하기 위해 각각의 태그에 쿼리 메시지를 전송한다. 다중 태그가 리더의 쿼리에 동시에 응답할 수 있기 때문에 응답 메시지의 충돌이 발생할 수 있으므로, 충돌을 중재하는 절차가 필수적이다. 이러한 절차를 충돌 해소알고리즘이라 하며 RFID 시스템에서 가장 핵심적인 기술이다. 본 논문에서는 맨체스터 코딩 기법을 기반으로 충돌비트의 위치 정보를 리더와 태그에서 이용할 수 있는 가변비트 M-ary QT 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 불연속의 가변 비트를 인식할 수 있기 때문에 질의-응답의 cycle 수를 줄일 수 있다. 제안된 알고리즘의 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 기존의 M-ary QT 기법에 비하여 질의-응답의 cycle 수, 인식 효율, 통신비용 관점에서 매우 우수한 성능을 보여주고 있다. In the RFID system, the reader transmits a query message to tags in order to identify a unique ID of tags within its detection range. The procedures for arbitrating a collision is essential because the multiple tags can response simultaneously in the same to the query of the Reader. This procedure is known as conflict resolution algorithm and it is a key technology in the RFID system. In this paper, we proposed a variable bits M-ary QT algorithm based on Manchester coding techniques. The proposed algorithm use the location information of the collision bits in the reader and tags. The proposed algorithm can reduce the number of the query-response cycle because it is capable of recognizing discontinuous bits and a variable number of bits. From computer simulation, the proposed method give better performance than the conventional M-ary QT techniques in terms of response, recognition efficiency, communication overhead.

무선 Ad-hoc 네트워크에서 TCP 성능 향상을 위한 동적 혼잡윈도우 조정 알고리즘

김관웅,배성환,Kim, Kwan-Woong,Bae, Sung-Hwan 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.8

TCP는 유선망을 위하여 설계되었기 때문에, 유선망과 다른 특성을 가진 무선망에서 서비스되는 경우 성능이 크게 저하된다. 무선 Ad-hoc네트워크에서 혼잡윈도우(congestion window)값은 TCP의 성능에 크게 영향을 준다. 네트워크 상황에 따라 적절한 크기의 혼잡 윈도우 값을 설정함으로서 TCP성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 무선Ad-hoc 네트워크에서 TCP 성능을 향상시키는 새로운 TCP 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 TCP 수신측에서 최적의 윈도우 크기를 측정하고, ACK 패킷의 윈도우 필드를 사용하여 CWL(Congestion Window Limit)를 최적 값에 세팅하는 최대 혼잡윈도우 조정 기법이다. 무선 Ad-hoc네트워크의 다양한 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과 제안된 알고리즘이 기존 TCP new reno 프로토콜보다 전송률 및 패킷 손실에서 성능을 크게 향상하였다. The TCP protocol is originally designed for wired network, however it performs very poor in wireless network due to different nature of wireless network from wired networks. In terms of TCP performance improvement in wireless Ad-hoc network, many researches show that small congestion window size of TCP connection can improve TCP performance. We propose a new TCP algorithm to improve TCP performance in wireless Ad-hoc network. The basic idea of our approach is that TCP receiver estimates the optimum window size and then sets congestion window limit of TCP sender to an optimum value by using the advertised window field in TCP ACK packet. From extensive computer simulation, the proposed algorithm shows superior performance than traditional TCP protocols in terms of packet delivery ratio and packet loss.

1950~60년대 국제공산주의운동 콘텍스트 속에서의 『20세기의 신화』 : 김학철의 문학세계에 대한 비교문학적 접근을 위한 시론(試論)

김관웅 ( Kwan Woong Kim ) 민족문학사학회 2006 민족문학사연구 Vol.32 No.-