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LTE 시스템에서 지연에 대한 QoS 보장을 위한 하향링크 패킷 스케줄링 알고리즘
최범곤(Bum-Gon Choi),정민영(Min Young Chung),이혜경(Hye Kyung Lee),김태석(Tai Suk Kim),강지웅(JeeWoong Kang) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.35 No.6
3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 표준화 중인 LTE(Long Term Evolution) 시스템은 고품질의 다양한 서비스를 제공하기 위한 차세대 이동통신 기술로써, 최근 LTE 시스템의 무선자원 사용효율을 향상시키기 위한 하향링크 스케줄링 기법 연구가 활발하게 수행되고 있다. 본 논문에서는 무선 채널 상태나 공정성뿐만 아니라 다양한 트래픽 종류의 지연에 대한 QoS 요구사항을 보장하기 위해서 지연 가중치(delay weight) 함수를 적용한 DAPS(Delay-Aware Packet Scheduling) 알고리즘을 제안한다. DAPS 알고리즘은 패킷의 큐잉 지연이 허용되는 최대 지연에 가까울수록 지연 가중치를 증가시켜 높은 우선순위를 제공함으로써 최대 허용 지연 이내에 처리되는 패킷의 수를 증가시킨다. 모의실험 결과 DAPS 알고리즘은 기존 스케줄링 알고리즘과 비교하여 전송되는 패킷의 큐잉 지연이 최대 허용되는 지연을 초과할 확률을 최소화하여 패킷 지연에 관한 성능을 개선하였다. In wireless mobile environments, large bandwidth and high QoS (Quality of Service) are recently required to support the increased demands for multimedia services. LTE (Long Term Evolution) is one of the promising solutions for the next generation broadband wireless access systems. To efficiently use downlink resource and effectively support QoS, packet scheduling algorithm is one of the important features in LTE system. In this paper, we proposed DAPS (Delay-Aware Packet Scheduling) algorithm to consider QoS requirements of delays for various traffic classes as well as channel condition and fairness. To reflect delay experiences at scheduling instance, DAPS observes how queue waiting time of packet is closed to maximum allowable delay. The simulation results show that the DAPS algorithm yields better performance for delay experience by increasing the number of transmitted packets with satisfying the required delay time compared with existing scheduling algorithms.
간섭 및 성능 분석을 위한 LTE 시스템 기반 펨토셀 시뮬레이터 개발
김창섭,최범곤,구본태,이미영,정민영,Kim, Chang-Seup,Choi, Bum-Gon,Koo, Bon-Tae,Lee, Mi-Young,Chung, Min-Young 한국시뮬레이션학회 2011 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.20 No.1
최근 가정 또는 사무실과 같은 실내 환경에서 음영지역을 해소하고 고품질의 서비스 제공을 위한 방안으로 초소형 기지국인 펨토셀(Femtocell)이 많은 관심을 받고 있다. 펨토셀은 사업자 및 사용자에게 다양한 이점을 제공하지만 펨토셀의 도입을 위해 서는 채널 선택에 따른 간섭제어, 네트워크 동기화, 자기 최적화 등 다양한 기술적 문제점이 해결되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 펨토셀의 도입으로 인하여 발생 가능한 다양한 신호간섭 문제들에 대한 분석을 용이하게 하기 위한 LTE(Long Term Evolution) 시스템 기반 펨토셀 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터는 단말 이동성, 스케줄러, 호 수락 제어, 트래픽 생성, MCS(Modulation and Coding Scheme) 결정의 5개의 블록과 이를 연결하고 관리하는 메인 모듈로 구성되어 있다. 또한 사용자의 편의성을 도모하기 위하여 시뮬레이션 결과를 실시간으로 관측할 수 있는 GUI(Graphical User Interface)를 적용하였다. 본 시뮬레이터는 실제와 유사한 환경에서 매크로셀과 펨토셀 사이의 간섭영향을 면밀히 분석하고 이동통신 시스템의 성능을 효과적으로 평가할 수 있도록 지원하며, 다양한 펨토셀 시스템을 개발하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다. Recently, femtocell has been concerned as one of effective solutions to relieve shadow region and provide high quality services to users in indoor environments. Even though femtocell offers various benefits to cellular operators and users, many technical issues, such as interference coordination, network synchronization, self-configuration, self-optimization, and so on, should be solved to deploy the femtocell in current network. In this paper, we develop a simulator for evaluating performance of long term evolution (LTE) femtocell systems under various interference scenarios. The simulator consists of a main-module and five sub-modules. The main-module connects and manages five sub-modules which have the functionality managing user mobility, packet scheduling, call admission control, traffic generation, and modulation and coding scheme (MCS). To provide user convenience, the simulator adopts graphical user interface (GUI) which can observes simulation results in real time. We expect that this simulator can contribute to developing effective femtocell systems by supporting a tool for analyzing the effect of interference between macrocell and femtocell.
WLAN 메쉬 네트워크에서 트래픽 변화를 고려한 적응형 HMAC 알고리즘
김길재 ( Kil-jae Kim ),최범곤 ( Bum-gon Choi ),정민영 ( Min Young Chung ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.2
유선 네트워크와는 달리 WLAN 메쉬 네트워크는 비용면이나, 이동성면에서 장점을 많이 가지고 있다. 이에 대한 표준화가 진행 중에 있지만 많은 문제점과 기술적으로 해결해야 할 부분들이 남아있다. 특히 무선 전송기술인 DCF는 WLAN 메쉬 네트워크에 직접적으로 적용시키기에는 많은 문제점을 가지고 있다. DCF를 사용할 경우에는 무선자원을 공유하는 노드의 수가 증가하고 보내려는 패킷이 증가할수록 프레임간 충돌횟수가 급격히 증가해 무선자원의 사용 효율이 현저히 떨어지기 때문이다. 반면 PCF는 노드에게 일정시간 채널을 점유할 권리를 부여함으로써 프레임간 충돌을 없애 무선자원의 사용 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 트래픽이 적은 경우에는 불필요한 조사 프레임 전송, 조사목록 갱신 등으로 무선 자원을 낭비하는 단점이 있다. 따라서 이 두 기술의 장점을 이용하여 WLAN 메쉬 네트워크에 적용시킨다면 데이터 전송의 효율을 증대시킬 수 있다. WLAN 메쉬 네트워크의 기본 통신범위 내에는 많은 노드들이 있으며 이를 계층적으로 나눌 경우 계층에 따라 트래픽의 양에 많은 차이를 보인다. 따라서 본 논문에서는 WLAN 메쉬 네트워크에서 DCF와 PCF를 트래픽에 따라 유연하게 사용함으로써 전송 효율을 증대시키는 적응형 HMAC 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과 WLAN 메쉬 네트워크가 DCF에 전적으로 의존하는 경우에 비하여 적응형 HMAC 알고리즘이 적용된 WLAN 메쉬 네트워크는 트래픽이 증가할수록 수율, 지연 등에서 더 좋은 성능을 나타내었다.
멀티레벨 중추 네트워크의 성능분석을 위한 시스템 레벨 시뮬레이터 개발
김준석 ( Jun Suk Kim ),최범곤 ( Bum-gon Choi ),신재승 ( Jaesheung Shin ),박애순 ( Ae-soon Park ),정민영 ( Min Young Chung ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.2
최근 대용량 모바일 트래픽을 효율적으로 처리하고 다양한 5세대 지식 서비스를 제공할 수 있는 차세대 이동통신 기술개발을 목표로 중추 네트워크라는 개념이 고려되고 있다. 중추 네트워크에서는 시스템 용량을 기존 이동통신 시스템 대비 크게 증대시키기 위하여 밀리미터파 대역에서 넓은 대역폭을 사용하고 빔형성 기술을 통하여 무선자원을 재사용한다. 그러나 밀리미터파 대역은 직진성이 매우 강하기 때문에 비가시거리 통신영역에서 통신 품질이 급격히 저하되는 문제점이 발생하며, 이를 해결하기 위해 중추 네트워크에서는 적절한 위치에 중계기를 설치하여 비가시거리 통신영역을 최소화하는 것을 고려한다. 본 연구에서는 기지국 및 중계기 위치에 따른 중추 네트워크의 성능을 분석하기 위해 개발된 시스템 레벨 시뮬레이터를 소개한다. 본 시뮬레이터는 중추 네트워크의 통신영역과 채널용량을 분석 및 연구하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
채널 오류가 존재하는 환경에서 IEEE 802.11 무선랜의 경쟁 단말 수 예측 방법
김준석 ( Jun Suk Kim ),최범곤 ( Bum-gon Choi ),정민영 ( Min Young Chung ) 한국정보처리학회 2010 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.17 No.2
IEEE 802.11 DCF(Distributed Coordination Function)의 성능은 채널에 접근하기 위하여 경쟁하는 단말 수에 큰 영향을 받는다. 이에 경쟁하는 단말 수를 예측하기 위하여 많은 방법들이 제안되고 있지만 기존의 방법들은 채널 오류를 고려하지 않고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 제안된 방법들 중 ARMA(Auto Regressive Moving Average) 필터(Filter)가 적용된 경쟁 단말 수 예측 방법을 수정 및 개선하여 채널 오류를 반영한 단말 수 예측 방법을 제시하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 방법은 채널 오류가 존재하는 환경에서 효과적으로 경쟁하는 단말 수를 예측할 수 있음을 확인하였다.