IEEE 802.11e 무선 애드 혹 네트워크에서 Throughput 향상을 위한 자원 할당 기법

주광성,정광수 한국정보과학회 2012 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.39 No.1D

본 논문에서는 IEEE 802.11e 무선 애드 혹 네트워크 환경에서의 Throughput 향상을 위한 자원 할당 기법을 제안하였다. 제안하는 기법은 무선 애드 혹 네트워크에서 전송 홉 수 증가 및 네트워크 혼잡 상황에 따른 전송 손실을 최소화 하기 위한 기법으로 전송 큐 상태를 주기적으로 측정하여 큐에 쌓여지는 데이터의 가속도와 전송 큐에 쌓여있는 데이터의 비율을 측정한다. 측정된 가속도와 데이터의 비율을 통해 네트워크 상황에 적합한 자원을 할당하는 기법이다. 제안한 기법을 통해 무선 애드 혹 네트워크 환경에서 전송 홉 수 증가 및 네트워크 혼잡 상황에서의 성능 감소를 개선할 수 있었다.

IEEE 802.11e 무선 멀티 홉 네트워크에서 QoS 지원을 위한 동적 TXOP 할당 기법

주광성(Kwangsung Ju),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2012 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.39 No.1

무선 멀티 홉 네트워크는 채널 상태의 불안정으로 인해 전송 지연, 패킷 손실이 빈번하게 발생하며, 홉 수가 증가할수록 이와 같은 품질 저하는 더욱 심각해진다. 무선 멀티 홉 네트워크에서 QoS를 보장하기 위해 IEEE 802.11e에서는 우선순위가 높은 노드에게 정해진 시간 동안 패킷을 연속해서 전송할 수 있도록 TXOP(Transmission Opportunity) 파라미터 값을 설정하고 있다. 하지만 IEEE 802.11e는 단일 홉 네트워크를 가정하여 설계되어 있고, 전송 홉 수의 증가에 따른 전송 지연과 패킷 손실 증가를 고려하지 않아 무선 멀티 홉 네트워크에 적합하지 않다. 본 논문에서는 멀티 홉 환경에서의 QoS 지원을 위한 DTA(Dynamic TXOP Allocation) 기법을 제안한다. DTA 기법은 네트워크 상황을 고려한 동적 TXOP 할당 기법으로, 각 노드의 전송 큐 상태와 종단 간 전송 지연 비율을 판별하여 QoS 지원을 위한 동적 TXOP를 할당한다. OPNET 시뮬레이터를 이용하여 제안하는 기법의 성능 평가를 했다. 실험 결과를 통해 멀티 홉 네트워크 환경에서 전송 홉 수 증가에 따른 전송 지연과 패킷 손실의 성능이 개선되는 것을 확인하였다. Packet loss and latency are frequently occurred by unstable channel conditions in wireless multi-hop networks, and as the number of transmission hops increases, the quality of transmission rate is increasingly deteriorated. In order to provide QoS in wireless multi-hop networks, the IEEE 802.11e defines TXOP(Transmission Opportunity) parameter which is a bounded time interval for allowing high-priority nodes to send multiple frames. However, IEEE 802.11e is designed to provide QoS differentiation in single hop wireless network(WLAN) and it does not work well in a multi-hop environment because it has no notion of packet loss and end-to-end delay caused by multi-hop transmission. In this paper, we propose a Dynamic TXOP Allocation(DTA) scheme to support QoS scheme in wireless multi-hop networks. The DTA scheme adaptively applies the TXOP scheme, according to the network status, transmission queue states, and end-to-end delay. We evaluate performance of proposed scheme using OPNET simulator. Through the simulation, we prove that the proposed scheme reduces the end-to-end delay and the packet loss in wireless multi-hop networks.

IEEE 802.16j MMR 기반 무선 애드 혹 네트워크 시스템 설계 및 성능 평가

주광성(Kwangsung Ju),정광수(Kwangsue Chung) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.9

IEEE 802.11e 무선 애드혹 네트워크에서 QoS 지원을 위한 동적 TXOP 할당 기법

주광성(Kwangsung Ju),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.1A

무선 멀티 홉 네트워크는 채널 상태의 불안정으로 인해 전송 지연, 패킷 손실 등의 발생이 빈번하며 홉 수가 증가할수록 이와 같은 품질 저하는 더욱 심각해진다. 무선 멀티 홉 네트워크에서 QoS를 보장하기 위해 IEEE 802.11e에서는 우선순위가 높은 노드에게 정해진 시간 동안 연속해서 보낼 수 있도록 TXOP(Transmission Opportunity) 파라미터 값을 정해놓고 있다. 하지만 IEEE 802.11e는 단일 홉 네트워크를 가정하여 설계되었기 때문에 멀티 홉 무선 환경에서 홉 수의 증가에 따른 지연 및 손실 증가를 고려하지 않는다. 본 논문에서는 멀티 홉 환경에서의 QoS 지원을 위한 DTA (Dynamic TXOP Allocation) 메커니즘을 제안하였다. DTA 메커니즘은 네트워크 상황을 고려한 동적 TXOP 할당 기법으로, 각 노드의 전송큐 상태와 종단간 전송 지연 비율을 판별하여 이에 따른 QoS 지원을 위한 동적 TXOP를 할당한다. 이를 통해 불안정한 채널 상태 및 멀티 홉 환경에서 홉 수 증가에 따른 성능 감소를 개선할 수 있었다.

무선 네트워크 환경에서 채널 상태에 적응적인 전송 속도 조절 기법

주광성(Kwangsung Ju),이성희(Sunghee Lee),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2013 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2013 No.6

IEEE 802.11e 무선 네트워크 환경에서 멀티미디어 서비스의 QoS 지원을 위한 MAC 프로토콜

주광성(Kwangsung Ju),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.41 No.1

무선 네트워크 환경에서의 전송률 조절(Rate Adaptation) 알고리즘은 무선 채널의 현재 상태에 따라 최적의 전송모드를 선택함으로써 처리율을 향상시키는 목적을 가지며, 동적 대역폭 할당 알고리즘은 효율적인 대역폭 사용을 통해 전송 지연을 최소화 하는 목적을 가진다. 무선 네트워크 환경은 노드의 이동으로 인해 패킷 손실과 전송 지연이 빈번하게 발생하며, 노드와 Access Point(AP)의 거리가 증가할수록 이와 같은 품질 저하는 더욱 심각해진다. 무선 네트워크 환경에서 멀티미디어 서비스의 Quality of Service(QoS)를 보장하기 위해 IEEE 802.11e 표준을 제안하였지만, IEEE 802.11e 표준은 멀티미디어 서비스의 QoS 지원을 위한 알고리즘을 정의하지 않고 있다. 본 논문에서는 무선 네트워크 환경에서 멀티미디어 서비스의 QoS 지원을 위한 A-MAC(Adaptive MAC) 프로토콜을 제안한다. A-MAC 프로토콜은 송신 노드에서 수신하는 Signal-to-Noise Ratio(SNR), 전송 성공률, 재전송 횟수를 기반으로 무선 네트워크 상태를 측정하고, 이를 기반으로 최적의 성능을 기대할 수 있는 전송 모드를 선택한다. 그리고 전송 큐상태를 고려하여 대역폭을 동적으로 할당한다. 실험 결과를 통해 제안하는 A-MAC 프로토콜이 패킷 전송률과 전송 지연 등의 측면에서 성능이 향상되는 것을 확인하였다. IEEE 802.11 WLANs provide multiple transmission rates to improve the throughput by adapting the transmission rate to the current wireless channel conditions, and the dynamic bandwidth allocation is to minimize end-to-end delay via the efficient use of bandwidth in wireless networks. In wireless networks, packet loss and latency are frequently occurred by the movement of node. As the distance between nodes to AP is increased, the throughput is increasingly deteriorated. To provide Quality of Service(QoS) of multimedia service over wireless networks, IEEE 802.11e has developed a new protocol the uses differentiation mechanisms at the MAC layer. However, the IEEE 802.11e standard does not provide the algorithm for QoS of multimedia service. In this paper, we propose an Adaptive MAC(A-MAC) protocol in providing QoS for multimedia service. A-MAC protocol appropriately adjusts the data transmission rate based on the estimate wireless channel conditions, the measured Signal-to-Noise Ratio(SNR), the packet transmission success ratio, and the number of retransmissions at the sender-side. Moreover, it assigns the dynamic bandwidth allocation based on the transmission queue status. The simulation results show that proposed network-adaptive transmission architecture provides a better performance in terms of throughput and end-to-end delay.

IEEE 802.16j MMR 기반 무선 멀티 홉 네트워크 성능 분석

주광성(Kwangsung Ju),정광수(Kwangsue Chung) 한국통신학회 2012 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.2

A Fuzzy Logical Optimal Efficiency Control of Permanent Magnet Synchronous Motor

Guang Xu Zhou(주광성),Dong-Hee Lee(이동희),Jin-Woo Ahm(안진우) 대한전기학회 2007 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.4

This paper presents a fuzzy logical control method to implement an on-line optimum efficiency control for Permanent Magnet Synchronous Motor. This method real-timely adjusts the output voltage of the inverter system to achieve the optimum running efficiency of the whole system. At first, the input power is calculated during the steady state in the process of efficiency optimizing. To exactly estimate the steady state of the system, this section needs check up the speed setting on timely. The second section is to calculate input power of de-bus. The exact measurement of the voltage and current is the vital point to acquire the input power. The third section is the fuzzy logic control unit, which is the key of the whole drive system. Based on the change of input power of de-bus and output voltage, the variable of output voltage is gained by the fuzzy logical unit. With the on-line optimizing, the whole system can fulfill the minimum input power of do-bus on the running state. The experimental result proves that the system applied the adjustable V/f control method and the efficiency-optimizing unit possesses optimum efficiency, and it is a better choice for simple variable speed applications such as fans and pump.

가상화 서비스의 QoS 보장을 위한 네트워크 적응적인 전송 구조 설계

김수정,주광성,정광수,Kim, Sujeong,Ju, Kwangsung,Chung, Kwangsue 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.7

Virtualization service processes all operation including the data creation, storing, and disposal in a server and transmits processed data as the streaming media form. Therefore, client can use the same environment as the traditional desktop environment without considering the type of device. Virtualization service should consider not only the video quality but also the delay bounds and continuity of video playback for improving the user perceived Quality of Service(QoS) of streaming service. In this paper, we propose a network-adaptive transmission architecture that focuses on guaranteeing QoS requirements for virtualization service. In order to provide those, the proposed architecture have the transmission rate adaptation function based on available bandwidth and the content bit-rate control function based on sender buffer state. Through each function, proposed architecture guarantee the delay bounds and continuity of virtualization contents playback. The simulation results show that proposed network-adaptive transmission architecture provides a improve performance of throughput and transmission delay. 가상화 서비스는 데이터의 생성, 저장, 폐기 등의 모든 과정과 연산을 서버에서 처리하며, 클라이언트에게 스트리밍 미디어 형태로 전송한다. 따라서, 클라이언트는 단말의 타입에 구애받지 않고 기존 데스크톱 환경과 동일한 환경을 이용할 수 있다. 이러한 가상화 서비스의 사용자 체감 품질을 만족시키기 위해서는 영상 품질 이외에도 재생연속성과 재생지연한계를 고려해야 한다. 본 논문에서는 가상화 서비스의 QoS를 보장하기 위한 네트워크 상황에 적응적인 가상화 콘텐츠 전송 구조를 제안한다. 제안하는 가상화 콘텐츠 전송 구조는 네트워크의 가용 대역폭을 고려한 전송률 조절 기능과 송신 버퍼 상태를 고려한 콘텐츠 비트율 조절 기능이 있으며, 각 기능을 통해 가상화 콘텐츠의 재생지연한계와 가상화 콘텐츠의 재생 연속성을 보장한다. 실험을 통해 제안하는 가상화 콘텐츠 전송 구조가 패킷 손실률과 전송 지연 등의 측면에서 성능이 향상되는 것을 확인하였다.

무선랜 환경에서 스트리밍 서비스의 QoE 향상을 위한 네트워크 인지형 망 이동 기법

김형준(Hyung-Jun Kim),주광성(Kwang-Sung Ju),김순준(Sun-Jun Kim),김영욱(Young-Wook Kim),이성희(Sung-Hee Lee),오승준(Seung-Jun Oh),정광수(Kwang-Su Jung) 한국정보과학회 2009 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.36 No.2D

최근 무선인터넷 서비스 수요의 증가에 따라 낮은 비용, 간편한 설치 그리고 높은 대역폭 특성을 가지는 무선랜 (Wireless LAN)을 기반으로한 사내 망 구성이 학교 및 기업을 중심으로 증가하고 있다. 또한 사내 망을 통하여 랩탑 (Laptop), 넷북 (Notebook), 그리고 UMPC (Ultra Mobile Personal Computer)등 휴대용 단말을 이용한 스트리밍 서비스의 수요가 증가하고 있다. 그러나 무선랜 환경에서는 스트리밍 서비스를 받는 사용자의 이동에 따른 스트리밍 서비스 품질 (QoE)을 고려하지 않는 문제점이 있다. 본 논문에서는 무선랜 환경에서 사용자가 핸드오버를 할 때 이동할 망의 상태를 인지하여 최적의 망을 선택함으로써 스트리밍 서비스 품질을 보장하는 기법을 제안 및 구현하였다. 제안하는 기법은 핸드오버 시 이동 할 대상망들의 신호세기와 가용대역폭을 인지하여 이동할 망을 선택함으로써 패킷 손실에 따른 스트리밍 품질의 열화를 방지한다.