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        파장 분할 방식 성형 통신망에서 조정 제약을 갖는 전송기를 이용한 전송 스케줄링

        최홍식(Hongsik Choi),이경준(Kyungjoon Lee),김진(Jin Kim) 한국정보과학회 2002 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.29 No.2

        이 논문은 파장 분할 방식을 이용한 광 통신망에서 패킷 전송예약 문제를 다루었다. 통신망은 고정 주파수 수신기와 조절 가능한 송신기를 갖는 모델을 가정했다. 송신기의 레이저는 전체 통신 대역폭이 아닌 제한된 대역폭 내에서 조절 가능한 것을 가정하였다. 따라서 단일 홉 통신망을 만들기 위해서는 각 노드가 복수개의 레이저 혹은 복수개의 광 필터를 장착하고 있어야 한다. 본 논문에서는 먼저 모두에서 모두로의 패킷 전송 문제를 분석하고 최적의 알고리즘을 구했다. 그 다음으로 무작위 통화 요구를 갖는 경우 이 문제가 강한 의미에서 NP-hard임을 보였고 리스트 스케줄링에 기초한 근사 알고리즘을 제안했다. 또한 이 알고리즘이 이론적인 성능 한계와 수치 해석적 방법을 통한 성능을 보였다. 이 결과들은 조절 지연시간, 채널의 수 레이저의 조절범위의 변화에 관계없이 적용 가능하다. In this paper, we consider the problem of packet transmission in a wavelength division multiplexed(WDM) optical network. Our network model assumes that receivers are fixed-tuned and transmitters are tunable such that optical lasers assigned to transmitters have limited access to the network bandwidth: hence each node must be equipped with multiple optical lasers and/or multiple optical filters in order to maintain a single-hop network. We first analyze scheduling all-to-all packet transmissions and present optimum scheduling for all-to-all packet transmissions. We then extend the analysis to the case of arbitrary traffic demands. We show that the scheduling with arbitrary traffic demand is NP-hard. A heuristic algorithm based on list scheduling is presented. The upper bound so obtained is compared with the lower bound and provides performance guarantees with arbitrary demands. The result are applicable to arbitrary tuning delay, arbitrary number of wavelength channels and optical lasers of arbitrary tuning ranges.

      • 개인 통신망 설계를 위한 최소 비용 경로

        최홍식(Hongsik Choi),이주영(Ju-Young Lee) 한국정보과학회 1999 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.26 No.11

        이 논문에서는 통신망 설계 응용분야의 문제를 그래프 이론 문제로써 고려해 보았다. 개별 기업체가 서로 떨어진 두 곳을 연결하고자 할 때 공용통신망의 회선을 빌려 통신망을 구축하게 되는데 많은 경우 여러 종류의 회선들이 공급됨으로 어떤 회선을 선택하느냐의 문제가 생긴다. 일반적으로 빠른 회선(low delay)은 느린 회선(high delay)에 비해 비싸다. 그러나 서비스의 질(Quality of Service)이라는 요구사항이 종종 종단지연(end-to-end delay)시간에 의해 결정되므로, 무조건 낮은 가격의 회선만을 사용할 수는 없다. 결국 개별 기업체의 통신망을 위한 통로를 공용 통신망 위에 덮어씌워(overlaying) 구축하는 것의 여부는 두 개의 상반된 인자인 가격과 속도의 조절에 달려 있다. 따라서 일반적인 최소경로 찾기의 변형이라 할 수 있는 다음의 문제가 본 논문의 관심사이다. 두 개의 지점을 연결하는데 종단지연시간의 한계를 만족하면서 최소경비를 갖는 경로에 대한 해결을 위하여, 그래프 채색(coloring) 문제와 최단경로 문제를 함께 포함하는 그래프 이론의 문제로 정형화시켜 살펴본다. 배낭문제로의 변환을 통해 이 문제는 NP-complete임을 증명하였고 O( E D_0) 시간에 최적값을 주는 의사선형 알고리즘과 O( )시간의 근사 알고리즘을 보였다. 특별한 경우에 대한 O( V )시간과 O( ² log ) 시간 알고리즘을 보였으며 배낭 문제의 해결책과 유사한 그리디 휴리스틱(greedy heuristic) 알고리즘이 그물 구조(mesh) 그래프 상에서 좋은 결과를 보여주고 있음을 실험을 통해 확인해 보았다. This paper considers a graph-theoretic problem motivated by a telecommunication network optimization. When a private organization wishes to connect two sites by leasing physical lines from a public telecommunications network, it is often the cases that several categories of lines are available, at different costs. Typically a faster (low delay) lines costs more than a slower (high delay) line. However, low cost lines cannot be used exclusively because the Quality of Service (QoS) requirements often impose a bound on the end-to-end delay. Therefore, overlaying a path on the public network involves two diametrically opposing factors: cost and delay. The following variation of the standard shortest path problem is thus of interest the shortest route between the two sites that meets a given bound on the end-to-end delay. For this problem we formulate a graph-theoretical problem that has both a shortest path component as well as coloring component. Interestingly, the problem could be formulated as a knapsack problem. We have shown that the general problem is NP-complete. The optimal polynomial-time algorithms for some special cases and one heuristic algorithm for the general problem are described.

      • 파장 분할 방식을 이용한 광통신 망에서의 전송예정 문제의 복잡도에 관하여

        최홍식(Hongsik Choi) 한국정보과학회 1998 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1A

        이 논문에서는 고정 주파수 수신기와 조율형 송신기를 사용한 파장분할방식 광통신망에서의 전송 시간정하기 문제를 다루었다. 전송시간정하기는 조율 잠재시간과 파장대의 수 그리고 무작위한 통화량 요구에 의해 변화하는 복잡한 문제이다. 이 문제를 그래프 이론적인 문제로 정형화 하여 그 복잡도가 강한 의미의 NP-hard임을 보일수있었다. 이는 의사 선형알고리즘이 존재하지 않음을 보임으로써 문제 해결로서 근사알고리즘 개발의 타당성을 제공한다.

      • 저궤도 위성상의 채널 분배에 관하여

        최대식(Daesik Choi),차홍준(Hongjun Tcha),장연아(Yeonah Chang),최홍식(Hongsik Choi) 한국정보과학회 1998 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1A

        저궤도 위성(LEO)들을 이용하여 지구상 어느곳에서나 통신을 가능하게하는 지구촌 위성 통신망 사업들이 계획되고 있거나 실제 구축되고 있는중에 있다. 저궤도 위성의 특성이 고궤도 위성과 상이하므로 이에 맞는 채널분배에대한 연구가 필요하다. 저궤도 위성에서의 채널의 분배는 트래픽, 채널의 수 그리고 위성의 가시시간등을 고려해야하는 문제이다. 동적 알고리즘에 의하여 주어진 값들에서 효율적인 채널분배를 계산하는 방법과 이를 메시지 전달망 설계에 응용할수 있는지에 대해서 알아본다.

      • 파장경로주기를 이용하는 다중광섬유 광 통신망에서의 몇가지 결과들

        김은생(Eunsaing Kim),최홍식(Hongsik Choi) 한국정보과학회 2001 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.28 No.1

        파장 경로주기 통신망은 근원지에서 목적지까지 정보가 빛의 형태로 전달되는 전광 통신망이다. 정보는 빛의 길을 통해 전달되어 지는데 이는 광 채널들을 교환 연결방식을 이용하여 연결함으로써 만들어진다. 링크간의 연결이 복수개의 광섬유로 이루어진 파장 경로주기 통신망에서는 광섬유간의 교환능력을 통해 더욱 효율적으로 채널들을 이용할 수 있다. 이 논문에서는 주어진 연결 요구들을 충족시키는 오프라인 채널 지정문제를 통하여 링이나 트리 구조를 갖는 통신망에서 광섬유간의 교환 능력이 미치는 영향을 조사해 보았다. 주어진 연결 요구들은 하나의 변수인 부하로 나타내 진다. 링의 형태를 갖는 통신망에서 부하를 교환기의 크기에 대한 함수로 나타냄으로써 교환기의 크기가 미치는 영향을 수량화했고, 트리의 형태를 갖는 통신망에서는 일반적으로 부하가 L일 때 하나의 링크에 L개의 채널을 사용하여 채널지정을 얻기에는 광섬유간의 교환이 충분하지 않다는 반증을 보였다. Wavelength routing network is all optical in the sense that the information flows from source to destination through lightpath. This lightpath is all optical circuit switched connections composed of optical channels. Wavelength routing network with multi-fiber links can utilize channels better through the switching capability between fibers. In this paper we investigate the effects of switching capability by considering off line channel assignment in ring and tree topologies. A set of lightpath is characterized by a single parameter called load. We quantify the effect of switch size by deriving a bound on the load as a function of the switch size in ring topologies. In tree toplogies, we can construct an example to show that switching between fibers is not sufficient to obtain a channel assignment using L channels per link where L is the load in general.

      • 지연 시간 제한과 가격을 고려한 네트워크 오버레이 설계에 관하여

        엄상용(Saangyong Uhmn),최홍식(Hongsik Choi),이광모(Kwangmo Lee) 한국정보과학회 1997 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1A

        사기관이 공용 통신망의 회선을 임차하여 사용 통신망을 구축하고자 할 때, 종종 몇가지 다른 종류의 회선들을 각기 다른 가격에 선택할 수 있게 된다. 일반적으로 빠른(짧은 지연시간을 갖는) 회선은 느린(긴 지연시간을 갖는) 회선에 비해 고가가 된다. 또한 종단 지연 시간에 대한 제약때문에 무조건 저가의 느린 회선들 말을 선택할 수 없게 된다. 결국 사기관의 통신망을 위한 통로를 공용 통신망 위에 덮어 씨워 구축하는 것은 두 개의 상반된 인자인 가격과 속도의 조절에 달려있다. 최소거리 찾기 문제의 변형으로써 다음 문제는 이러한 맥락에서 관심을 갖게 한다: 주어진 종단 지연시간의 한계내에서 두 개의 지점을 잇는 최소비용의 통로는 무엇인가? 이 문제의 해결을 위해 문제를 최소거리 찾기 문제와 색지정 문제를 포함하는 그래프 문제로 정형화시켜 보았다. 일반적으로 이 문제는 NP-complete임을 보였고, 특별한 구조를 갖는 통신망에서 근사 알고리즘을 제시하였다.

      • 복수 염기서열 정렬을 위한 휴리스틱에 관하여

        김진(Jin Kim),장연아(Yeonah Chang),최홍식(Hongsik Choi) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2Ⅰ

        복수 염기서열 정렬(multiple sequence alignment)은 염기서열들 사이의 진화관계, 단백질의 구조와 기능에 관한 연구에 필수적인 도구이다. 다이나믹 프로그래밍(dynamic programming) 방법은 대부분의 경우에 있어 최적의 염기서열 정렬 결과를 제공할 수 있다. 그러나 그것이 사용하는 갭 비용함수 때문에 특별한 경우에 최적의 염기서열 정렬을 만들어 내지 못한다. 본 논문에서는 다이나믹 프로그래밍에 의해 획득된 염기서열을 개선하기 위한 휴리스틱 방법을 제안한 후, 실제 단백질 데이터를 가지고 성능 분석을 한다.

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