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DTN에서 Markov Chain을 이용한 노드의 이동 예측 기법
전일규,이강환,Jeon, Il-kyu,Lee, Kang-whan 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.5
본 논문에서는 Delay Tolerant Network(DTN)에서 Markov chain으로 노드의 속성 정보를 분석하여 노드의 이동경로를 예측하는 알고리즘을 제안한다. 기존 DTN에서의 예측기반 라우팅 기법은 노드가 미리 정해진 스케줄에 따라 이동하게 된다. 이러한 네트워크에서는 스케줄을 예측할 수 없는 환경에서 노드의 신뢰성이 낮아지는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 노드의 속성 정보를 Markov chain을 적용하고 일정 구간에서 시간에 따른 노드의 이동 경로를 예측하는 CMCP(Context-awareness Markov-Chain Prediction)알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 노드의 속성 정보 중 노드의 속력과 방향성을 근사한 후 Markov chain을 이용하여 제한된 주기와 버퍼의 범위에서 확률전이 매트릭스를 생성하여 노드의 이동 경로를 예측하는 알고리즘이다. 주어진 모의실험 환경에서 노드의 이동 경로 예측을 통해 중계 노드를 선정하여 라우팅 함으로써 메시지 전송 지연 시간이 감소하고 전송률이 증가함 보여주고 있다. This paper describes a novel Context-awareness Markov Chain Prediction (CMCP) algorithm based on movement prediction using Markov chain in Delay Tolerant Network (DTN). The existing prediction models require additional information such as a node's schedule and delivery predictability. However, network reliability is lowered when additional information is unknown. To solve this problem, we propose a CMCP model based on node behaviour movement that can predict the mobility without requiring additional information such as a node's schedule or connectivity between nodes in periodic interval node behavior. The main contribution of this paper is the definition of approximate speed and direction for prediction scheme. The prediction of node movement forwarding path is made by manipulating the transition probability matrix based on Markov chain models including buffer availability and given interval time. We present simulation results indicating that such a scheme can be beneficial effects that increased the delivery ratio and decreased the transmission delay time of predicting movement path of the node in DTN.
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DTN에서 노드 간 연결 가능성과 마스킹 연산을 이용한 중계노드 선정 기법
정래진,전일규,우병훈,구남경,이강환,Jeong, Rae-jin,Jeon, Il-Kyu,Woo, Byeong-hun,Koo, Nam-kyoung,Lee, Kang-whan 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.5
This paper propose an improving relay node selection method for node-to-node connectivity. This concern with the mobility and analysis of deployed for masking operation using highest connectivity node. The major of Delay Tolerant Network (DTN) routing protocols make use of simple forwarding approach to transmit the message depend on the node's mobility. In this cases, the selection of the irrelevant mobile node induced the delay and packet delivery loss caused by limiting buffer size and computational power of node. Also the proposed algorithm provides the node connectivity considering the mobility and direction select the highest connectivity node from neighbor node using masking operation. From the simulation results, the proposed algorithm compared the packet delivery ratio with PROPHET and Epidemic. The proposed Enhanced Prediction-based Context-awareness Matrix(EPCM) algorithm shows an advantage packet delivery ratio even with selecting relay node according to mobility and direction. 본 논문에서는 이동 속성 정보를 활용하여 이동 노드간의 연결 가능성을 분석하고 마스킹 기법을 이용하여 이웃한 이동노드 중 목적 노드와 연결 가능성이 가장 높은 이동노드를 중계노드로 선정하는 EPCM(Enhanced Prediction-based Context-awareness Matrix)을 제안한다. 기존 Delay Tolerant Network (DTN)의 전송방식은 노드의 단순 이동성에 의존하여 목적노드로 메시지를 전송하게 된다. 이러한 경우 목적노드와의 연결성이 낮은 이동노드를 중계노드로 선정하게 되면 이동노드의 메시지 저장 및 처리 능력 제한으로 인하여 전송 지연 또는 패킷 손실의 원인이 된다. 본 논문의 제안된 알고리즘에서는 이동노드의 속도와 방향 속성 정보를 고려하여 목적노드와의 연결성을 계산하고 마스킹 연산을 활용하여 가장 높은 연결 가능성을 가지고 있는 중계노드를 선정하여 목적 노드까지 메시지를 전달하게 된다. 모의실험에서 Epidemic 및 PROPHET 알고리즘과 제안하는 알고리즘의 패킷 전송률을 비교한 결과 제안하는 알고리즘이 노드의 이동 속성을 고려한 연결성으로 보다 높은 패킷 전송률을 보여주었다.
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도윤형,전일규,오영준,이강환,Dho, Yoon-Hyung,Jeon, Il-Kyu,Oh, Young-Jun,Lee, Kang-Whan 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.11
본 논문은 Delay Tolerant Network(DTN)에서 예측기반 라우팅을 사용할 때 효율적인 중계 노드를 선택할 수 있도록 노드 속성을 분석하는 알고리즘을 제안한다. 기존 예측기반 DTN 라우팅 알고리즘은 노드의 정보를 분석하여 목적 노드로 접근하는 노드를 예측하여 중계 노드로 선택하는데, DTN의 특성상 전체적인 네트워크의 상황을 파악하기 힘들어 불규칙하게 변화하는 네트워크에서는 지연시간이 증가하고 전송률이 감소하는 단점이 있었다. 이를 해결하기 위해 제안하는 알고리즘은 노드의 속도, 방향, 위치 등의 속성 정보와 네트워크의 환경에 적응적으로 변화하는 가중치를 사용해 불분명한 네트워크 환경에서 더 효율적인 노드를 선택할 수 있도록 한다. 본 논문은 모의실험을 통해 제안하는 알고리즘을 사용한 라우팅 프로토콜이 기존 라우팅 프로토콜에 비해 전송률, 지연시간, 오버헤드 측면에서 향상됨을 검증한다. In this paper, we propose an algorithm that select efficient relay nodes using information of network environment and nodes. The proposed algorithm can be used changeable weight factors as following network environment in node density. The routing protocols adopting store-carry-forward method are used for solving network problems occurred by unstable end-to-end connection in Delay Tolerant Networks(DTNs). Exiting DTN routing algorithms have problems that large latency and overhead because of deficiency of network informations. The proposed algorithm could be provide a solution this problems using changeable weight factor and prediction of network environment. Thus, selected relay nodes work efficiently in unstable and stressed network environment. Simulation results show that enhancement performance as overhead, delivery ratio, average latency compared to exiting DTN routing algorithm.
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