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EPON에서의 효율성 향상을 위한 가변 최대 전송 윈도우를 이용한 IPS 기반의 동적 대역폭 할당 알고리즘
조승무,오창영,정민영,추현승,이태진,Cho, Seung-Moo,Oh, Chang-Yeong,Chung, Min-Young,Choo, Hyun-Seung,Lee, Tae-Jin 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.16 No.4
본 논문은 EPON(Ether Passive Optical Network)에서 채널 사용률을 개선하기 위한 방안으로 가변 최대 전송 윈도우를 이용한 동적 대역폭 할당(DBA-AMTW: Dynamic Bandwidth Allocation with Adaptive Maximum Transmission Window) 알고리즘을 제안한다. EPON에서의 폴링 기법은 채널 사용률을 결정하고 DBA 및 스케줄링 기법의 사용에 영향을 미친다. IPS(Interleaved Polling with Stop)에 기반을 둔 DBA 방식은 합리적인 전송 윈도우 할당이 가능한 장점을 갖지만, 채널 비사용 구간이 발생하여 채널 사용률이 저하되는 단점을 가진다. 제안하는 가변 최대 전송 윈도우를 이용한 동적 대역폭 할당 알고리즘은 채널 비사용 구간을 효율적으로 감소시키는 동시에 모든 ONU의 REPORT 메시지를 고려한 합리적인 채널할당이 가능한 특징을 가진다. 각 ONU는 개별적인 최대 전송 윈도우의 크기를 가지고 이러한 최대 전송 윈도우의 크기는 이전 사이클에서 결정된다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 동적 대역폭 할당 방식이 기존 방식에 비해 처리율과 평균 지연 시간에 대한 성능을 향상시킴을 확인하였다. This paper proposes a dynamic bandwidth allocation (DBA) algorithm with adaptive maximum transmission window (DBA-AMTW) to increase channel utilization in Ethernet passive optical networks (EPONs). A polling mechanism in EPON determines channel utilization and puts constraints on DBA algorithm and scheduling. DBA algorithms based on interleaved polling with stop (IPS) allocate transmission windows to optical network units (ONU) considering requests of all ONUs. However channel idle time when any ONU does not transmit packets decreases channel utilization. Proposed DBA-AMTW improves efficiency of a network and allocates transmission windows effectively by appropriate DBA computation from REPORT messages of all ONUs. An adaptive maximum transmission window for each ONU determined by a DBA computation in the previous scheduling cycle. Simulation results show that the proposed DBA algorithm improves performance of throughput and average delay time.
CSMA/CA 기반 애드혹 네트워크에서 S-MPR을 이용한 효율적인 중계 노드 선택 알고리즘
박종호(Jongho Park),오창영(Chang-Yeong Oh),안지형(Ji Hyoung Ahn),서명환(Myunghwan Seo),조형원(Hyung-Weon Cho),이태진(Tae-Jin Lee) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.8B
본 논문에서는 OLSR의 MPR 선택방법을 개선함으로써 애드혹(ad hoc) 네트워크의 처리율(throughput), 지연 시간(delay) 등의 성능을 향상시킬 수 있는 S-MPR 선택 방법을 제안한다. OLSR의 MPR 선택 방법은 각 노드가 독립적으로 MPR을 선택하기 때문에 대부분의 노드가 MPR로 선택되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존에 제안되었던 MPR 후보(candidate) 선택 방법은 MPR의 수는 감소시킬 수 있지만 그로 인해 경로의 효율성과 네트워크의 연결성(connectivity)이 저하되는 문제를 갖고 있다. 본 논문에서 제안하는 S-MPR 방법은 이러한 문제를 해결하기 위해 각 노드 입장에서 가장 중요한 노드를 S-MPR로 선택하고 나머지 MPR은 MPR 후보를 이용하여 선택하는 방법을 사용한다. 따라서 제안 방법은 경로 효율성의 저하를 최소화하면서 MPR로 선택되는 노드의 수를 줄임으로써 TC 메시지로 인한 오버헤드를 최소화하고 MPR간의 충돌을 감소시킴으로써 처리율, 지연 시간 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서 제안한 S-MPR의 성능을 알아보기 위해 OPNET을 활용하여 시뮬레이션을 수행하고 제안 S-MPR의 성능이 가장 우수함을 보인다. In the MPR selection algorithm of Optimized Link State Routing (OLSR), each node selects own MPRs independently, so most of nodes are selected to MPR at least once. To cope with this problem, the MPR candidate selection algorithm was proposed. The MPR candidate selection algorithm can reduce the number of MPRs, but the efficiencies of route and connectivity decline due to decreased number of MPRs. So, in this paper, we propose the Significant Multi-Point Relay (S-MPR) selection algorithm which can enhance the performance of ad hoc network by improving the MPR selection algorithm of OLSR. In proposed S-MPR selection algorithm, each node selects the most important node to S-MPR to guarantee the connectivity then selects remaining MPRs in MPR candidates. So proposed S-MPR selection algorithm can reduce the overhead of many MPRs without decline of routing performance. To show the performance gain of proposed S-MPR selection algorithm, we simulate the proposed S-MPR selection algorithm by using OPNET.
노드 이동성 및 분포를 고려한 향상된 다중 점 릴레이 선택 알고리즘
박종호(Jongho Park),오창영(Chang-Yeong Oh),안지형(Ji Hyoung Ahn),김정식(Joung-Sik Kim),정성헌(Sunghun Jung),이태진(Tae-Jin Lee) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.12B
본 논문에서는 노드의 이동성이 크고 노드의 밀도가 균일 하지 않은 애드혹 네트워크에서 라우팅 성능을 개선하기 위해 노드의 이동성과 밀도를 고려하여 OLSR(Optimized Link State Routing) 의 MPR(Multi-Point Relay) 선택방법을 개선할 수 있는 방법을 제안한다. OLSR의 MPR 선택 방법은 노드의 이동성과 밀도에 무관하게 2홉 이웃 노드를 많이 포함하는 노드를 위주로 선택한다. 하지만 노드가 이동성을 갖는 경우에 이동성이 큰 노드를 MPR로 선택할 경우 성능이 저하될 수 있다. 또한 노드의 밀도가 균일 하지 않은 경우에는 밀도가 높은 지역의 노드들이 우선적으로 MPR로 선택되면 네트워크 전체의 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 노드의 이동성과 밀도를 Hello 메시지 교환을 통해 측정하고 노드의 이동성과 밀도를 반영하여 MPR 선택에 우선순위를 부여하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 MPR 선택 방법의 성능을 알아보기 위해 OPNET을 활용하여 시뮬레이션을 수행하고 제안 방법의 성능이 가장 우수함을 보인다. In this paper, we propose an improved MPR selection method considering mobility and density of nodes for ad-hoc networks. In Optimized Link State Routing(OLSR), a node selects 1-hop Multi-Point Relay(MPR) nodes to cover all 2-hop neighbor nodes. In a high population area, many nodes are likely to be selected as MPR nodes by their neighbors. This leads to increase in contention among MPR nodes and may decrease overall performance of the network. In addition, when an MPR node leaves the communication range of its MPR selector node, it can no longer perform as the MPR node and the performance of the network may also decrease. In this paper, we propose an MPR selection method which measures the mobility and density of nodes by exchanging the hello messages and gives the priorities to the nodes for MPR selection. Performance evaluation results using OPNET show that the proposed method is superior to OLSR or the MPR candidate method in terms of connectivity and throughput.
HetNets의 상향 링크 용량 향상을 위한 매크로 사용자와 펨토 사용자 간 협력 통신 및 주파수 자원 분할 방법
조우종(Woo-Jong Jo),오창영(Chang-Yeong Oh),이태진(Tae-Jin Lee) 한국정보과학회 2013 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.40 No.3
스마트폰 보급률 증가로 인해 셀룰러망(Cellular Networks)에서 모바일 데이터 트래픽이 급격하게 증가하는 추세이고 이로 인해 망 부하 증가 문제가 심각해지고 있다. 망 부하를 줄이기 위한 방법으로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 등 표준화 단체에서는 차세대 망인 HetNets(Heterogeneous Networks) 개념을 도입하였다. HetNets에서는 기존 매크로셀(Macrocell) 영역에 펨토셀(Femtocell) 또는 마이크로셀(Microcell)과 같은 스몰셀(Smallcell)들의 서비스 영역이 중첩되어 동작하며 스몰셀의 의한 부하 분산이 가능하다. 효과적인 HetNets 동작을 위해서, 본 논문에서는 매크로셀과 펨토셀 간 동일 채널간섭 문제를 고려한 주파수 할당을 위해 무선 인지 기술을 활용한 펨토셀이 가용 주파수 자원을 동적으로 확보하는 방법을 제안한다. 또한 단말 간 직접(Device-to-Device, D2D) 통신 기술을 이용한 협력 통신을 통해 매크로 사용자가 펨토 사용자를 거쳐 펨토 기지국에 접속하는 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 협력 통신 방법을 적용하면 기존 방법에 비해 매크로셀과 펨토셀의 상향 링크 용량이 향상됨을 확인한다. Mobile data traffic has been rapidly growing up by the wide spread of smart phones and tablet PCs. Since conventional macrocells may not handle the growth of data traffic load, new technology which can afford large amount of data traffic such as heterogeneous networks (HetNets) by 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is highly required. In HetNets, smallcells such as femtocells and microcells can coexist and operate along with conventional macrocells for load balancing. In this paper, we introduce dynamic radio resource allocation for femtocells using cognitive radio technology, which can take care of co-channel interference among femtocells and a macrocell. We also propose a cooperation mechanism using Device-to-Device (D2D) communications technology, which enables macro users to access to the adjacent femto base station (FBS) with the help of a femto user. Simulation results show that the uplink capacity of a macrocell and femtocells is improved when the proposed cooperation mechanism is properly adopted, compared to the case without cooperation.