• 한국통신학회논문지
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• 제37B권9호
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• pp.795-805
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• 2012

본 논문에서는 분산 메모리 아키텍처를 사용하는 멀티프로세서에서 가장 병목 현상이 심한 집합통신 중 브로드캐스트를 위한 알고리즘 및 하드웨어 구조를 제안한다. 기존 시스템의 파이프라인 브로드캐스트 알고리즘은 전송 대역폭을 최대로 활용하는 알고리즘 이다. 하지만 파이프라인 브로드캐스트는 데이터를 여러 조각으로 나누어서 전송하기 때문에, 불필요한 동기화 과정이 반복된다. 본 논문에서는 동기화 과정의 중복이 없는 서킷 스위칭 기반의 파이프라인 체인 알고리즘을 위한 MPI 유닛을 설계하였고, 이를 systemC를 통하여 모델링하여 평가하였다. 그 결과 파이프라인 브로드캐스트 알고리즘과 비교하여 브로드캐스트 통신의 성능을 최대 3.3배 향상 시켰고, 이는 통신 버스의 전송대역폭을 거의 최대로 사용하였다. 그 후 verilogHDL로 하드웨어를 설계하였고, Synopsys사의 Design Compiler를 사용하여 TSMC 0.18 공정 라이브러리에서 합성하였으며 칩으로 제작하였다. 합성결과 제안하는 구조를 위한 하드웨어는 4,700 게이트(2-input NAND gate) 면적으로, 전체 면적에서 2.4%을 차지하였다. 이는 제안하는 구조가 작은 면적으로 MPSoC의 전체적인 성능을 높이는데 유용하다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권6호
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• pp.423-434
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• 2007

차량 애드혹 네트워크는 이동 애드혹 네트워크의 한 종류로서 ITS를 위한 핵심 기술이다. 차량 애드혹 네트워크는 기반시설의 도움 없이 차량 간의 무선통신을 통해 임시적으로 구성되며 메시지 중계 노드로 선정된 차량들을 통해 메시지가 전파된다. 그러나 차량 애드혹 네트워크는 기존의 이동 애드혹 네트워크 보다 네트워크 토폴로지와 노드밀도의 변화가 아주 심하다. 따라서, 멀티-홉 브로드캐스트를 통해 메시지를 신속히 전파하기 위해서는 효과적인 릴레이 노드 선정기법이 요구된다. 본 논문에서는 차량 애드혹 네트워크에서 효율적으로 메시지를 전파하기 위한 경쟁윈도우 기반 멀티-홉 브로드캐스트 기법을 제안한다. 제안한 기법은 각 노드가 최적화된 경쟁윈도우를 계산하고 노드들 간의 경쟁을 통해 최적의 릴레이 노드가 선정되도록 한다. 실험결과, 제안한 기법은 기존의 거리기반 결정적 멀티-홉 브로드캐스트 기법에 비하여 종단간 메시지 전파 지연시간과 네트워크 부하 면에서 우수한 성능을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권12호
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• pp.1208-1218
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• 2012

IEEE 802.11와 같은 CSMA 무선 네트워크에서 브로드캐스트 전송을 안정성 있게 신뢰적으로 수행하기 위해, 브로드캐스트 송신 노드는 복수의 수신자들에게 충돌 없는 전송을 할 수 있도록 해야 하며 복수 수신자들의 패킷 수신 상태를 유지해야 한다. 본 논문은 무선 네트워크에서 안정적이고 신뢰적인 브로드캐스트를 수행하기 위한 효율적인 피드백 방법인 2-폴링 피드백을 제안한다. 이 방법에서 송신 노드는 두 개의 수신자 노드의 채널 상태를 확인한 후 브로드캐스트 전송을 수행한다. 본 논문은 브로드캐스트 전송을 위한 피드백 방법의 클래스를 분류하고 이들에 대해 성능 분석을 수행한다. 제안한 2-폴링 피드백 방법이 기존 피드백 방법보다 패킷 전송 지연시간과 패킷 안정화 시간 측면에서 우수함을 보인다. 2-폴링 방법은 전체-폴링 방법보다 복잡도가 낮으며, 1-폴링 방법과 비교할 때는 동일한 복잡도에 패킷 안정화 시간이 반 정도 감소함을 알 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (3)
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• pp.22-24
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• 2004

센서 노드의 제한된 전력(power)으로 인해, 센서 네트워크에서의 통신은 에너지 소비를 최소로 하여 네트워크의 수명을 길게 하는 것이 가장 큰 목표 중 하나이다. 또한, 센서 네트워크에서는 일대일 통신보다는 하나의 노드에서 네트워크 상의 모든 노드로 패킷을 전달하는 브로드캐스트 통신이 빈번히 사용된다 이러한 이유들로 인해서 여러 에너지 효율적인 브로드캐스트 기법들이 제안되고 있다. 이 논문에서는 'Angle-Based' 브로트캐스트 알고리즘을 제안한다. 'Angle-Based' 기법은 각 센서 노드가 자신이 받은 패킷을 통해 이웃 노드와의 각도를 계산하고, 그것을 바탕으로 패킷의 재전송 여부를 결정하는 방식이다. 따라서 이웃 노드들의 정보를 미리 가지고 있지 않고도 재전송 노드의 수를 최소화할 수 있다. 그리고 무엇보다 'Angle-Based' 기법은 높은 신뢰성(reliability)을 제공하는데, 이는 각도 정보를 사용하여 소스의 전송범위 내의 모든 영역에서 골고루 재전송이 이루어지도록 하기 때문이다. 시뮬레이션 결과, 'Ang1e-Based' 방법은 에너지 효율적으로 재전송이 이루어졌으며 이웃 노드들의 정보를 사용하지 않는 다른 브로드캐스트 기법들보다 신뢰성 측면에서 특히 뛰어난 결과를 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권11호
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• pp.118-127
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• 2006

무선 네트워크의 물리계층에서 이용하는 무선 전송매체는 전송 범위내의 모든 이웃 노드들이 동시에 전송 신호를 수신할 수 있는 브로드캐스트 전파 특성을 갖는다. 기존의 비동기 무선 MAC 프로토콜들은 신뢰성 있는 브로드캐스트에 대한 구제적인 해결 방안을 고려하지 않고 있다. 무지향성 브로드캐스트가 과다한 채널 경쟁과 충돌을 발생시켜 네트워크의 성능 저하를 야기하기 때문이다. 본 논문에서는 링크계층에서 지향성 안테나와 이웃노드 정보를 이용하여 지향성 브로드캐스트를 지원하는 MNDB(MAC protocol with Neighborhood for reliable Directional Broadcast) 프로토콜을 제안한다. MNDB 프로토콜은 이웃노드 정보와 RTDB, CTDB, DDATA, DACK의 4-way 핸드셰이크에 의한 DMACA(Directional Multiple Access Collision Avoidance) 구조를 기반으로 신뢰성 있는 지향성 브로드캐스트를 지원한다. 성능 평가를 위해 MNDB 프로토콜과 기존의 $RMDB^{[2]}$ 참고문헌 [3]의 프로토콜 2, IEEE 802.11 프로토콜$^{[9]}$를 비교대상으로 브로드캐스트로 인한 충돌과 패킷 분실, 패킷 중복수신, 브로드캐스트 전송지연 관점에서 성능을 분석하였다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제33권1호
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• pp.86-101
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• 2006

무선 환경에서는 채널의 대역폭과 휴대장치의 전력이 제한된다. 이러한 환경에서 데이타를 브로드캐스트(Broadcast) 하는 것은 효과적으로 클라이언트(Client)에게 데이타를 제공하기 위한 훌륭한 기법이 된다. 싱글 채널(Single channel)에서 뿐만 아니라 다중 채널(Multi-channel) 환경에서 클라이언트들의 데이타에 대한 접근 패턴에 따라 브로드캐스트 프로그램을 작성하는 기법이 연구되어 왔다. 본 논문에서는 물리적으로 독립된 다중 채널 환경에서의 효과적인 브로드캐스트 기법에 대해 소개한다. 기존에 소개된 기법들에서는 데이타의 접근 확률(access probability)을 기초로 주어진 물리지 채널 수만큼 데이타 집합을 분할하게 된다. 이러한 기법들은 높은 접근 확률을 가지는 소수의 데이타의 낮은 접근 확률을 가지는 다수의 데이타로 나누게 된다. 하지만 이러한 기법들은 단순히 채널 수에 따라 데이타의 구분에만 관심이 있기 때문에, 동등한 채널 내에서 생기는 데이타들 간의 접근 확률의 차이가 무시된다. 실제 환경에서는 많은 수의 물리 채널을 확보하기가 어렵고, 상당히 많은 수의 데이타를 브로드캐스트 해야 한다. 따라서 동등한 채널 내에서도 접근 확률을 기초로 브로드캐스트 프로그램을 작성할 수 있다면 기존의 기법에서보다 더 좋은 성능을 낼 수 있을 것이다. 본 논문에서는 데이타의 집합을 채널 수에 맞게 분할함과 동시에 채널 내에서 브로드캐스트 되는 횟수를 정함으로써 다중 채널에서 접근확률의 편차가 심한 데이타를 브로드캐스트 해야 하는 상황에서 보다 적합한 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제33권1호
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• pp.69-85
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• 2006

브로드캐스트는 하나 또는 여러 개의 채널을 이용해서 다수의 모바일 클라이언트들이 빈번하게 필요로 하는 데이타를 효과적으로 전송하기 위한 방법 중의 하나이다. 무선 브로드캐스트 환경에서는 채널의 상향 대역폭의 한계로 인해 기존의 동시성 제어 기법은 적합하지 않다. 무선 브로드캐스트 환경에서 서버는 종종 모바일 클라이언트의 접근 패턴을 고려하여 편향된 접근 빈도를 갖는 서로 다른 데이터 아이템을 브로드캐스트 하기도 한다. 무선 브로드캐스트 환경에서 모바일 트랜잭션을 위한 기존의 제안된 동시성 제어 기법들은 일정한 데이타 접근 패턴에 중점을 두고 있다. 하지만, 기존의 기법들은 데이터의 접근 패턴이 일정하지 않고 편향된 경우에는 오히려 심각한 성능 저하를 발생시킨다. 편향된 데이타 접근패턴을 갖는 갱신 모바일 트랜잭션들은 높은 접근 빈도를 같은 데이타를 동시에 접근하고자 하는 다른 모바일 트랜잭션들 간의 충돌로 인해 실행이 취소되고 재실행될 것이다. 본 논문에서는 일정한 데이타 접근패턴뿐만 아니라 편향된 데이타 접근 패턴을 갖는 모바일 트랜잭션을 위한 에너지 효율적인 동시성 제어기법을 제안한다. 본 논문에서는 임의 백오프 기법을 통해 갱신 모바일 트랜잭션의 빈번한 실행 취소와 재실행을 방지한다. 우리는 기존의 동시성 제어 기법과의 비교를 통해 본 논문에서 제안하는 기법을 심층적으로 분석한다. 또한 실험을 통해 기존의 기법들에 비해 평균 접근 시간, 상향 및 하향 통신 대역폭의 사용량이 현저히 줄어드는 것을 보임으로써 제안하는 기법의 성능을 검증한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권2호
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• pp.149-156
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• 2004

브로드캐스트 암호화 기법은 공개된 네트워크 상에서 멀티미디어, 소프트웨어, 유료 TV 등의 디지털 정보들을 전송하는데 적용되고 있다. 브로드캐스트 암호화 기법에서는 중요한 것은 오직 사전에 허가된 사용자만이 디지털 정보를 얻을 수 있어야 한다는 것이다. 브로트캐스트 메시지가 전송되면 권한이 있는 사용자들은 자신이 사전에 부여받은 개인키를 이용하여 디지털 정보를 얻게 된다. 이와 같이 사용자가 디지털 정보를 획득하기 위해서는 브로드캐스터가 키를 생성하고 분배하는 과정이 필요하다. 또한 사용자가 탈퇴나 새로운 가입 시에 효율적인 키 갱신이 필요하게 된다. 이에 본 논문에서는 효율적인 키 생성과 분배, 키 갱신 방법에 대해 소개한다. 제안 방식은 두 가지 기법을 이용하는데, 하나는 서버가 사용자의 동의 없이 사용자를 예측하여 키를 생성하는 방법이고 다른 하나는 서버와 사용자가 서로 동의하여 키를 생성하는 방법이다. 두 제안 방식의 장점은 수신자는 하나의 비밀키를 이용하여 브로드캐스트되는 메시지를 복호화 할 수 있으며 후에 키가 갱신된다 하더라도 하나의 정보만을 이용하여 효과적으로 갱신이 가능하다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권1호
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• pp.91-102
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• 2006

데이타 브로드캐스트 방식은 향후 차세대 이동통신에서 널리 사용될 것으로 예상되는 데이터 전송 방식이다. 이러한 데이타 브로드캐스트 방식에 있어, 그 전송 에러의 정정은 전방향에러교정기법(FEC: Forward Error Correction)을 통해 이루어진다. 본 논문에서는 먼저 브로드 캐스트 및 멀티캐스트(BCMCS: Broadcast and Multicast services) 환경에서 에러교정을 위해 사용하고 있는 에러제어블록 (ECB: Error Control Block)의 가변성을 살펴보았으며, 통신 구조상 MAC 계층에 위치하고 있는 Reed-Solomon 정정 방식에 있어, 무선채널의 수신 상태가 그 복구 성능에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 또한, 다양한 실험을 통해 에러제어블록의 크기 변화와 그에 따른 에러복구 성능 및 서비스 지연시간사이의 상호 연관 관계를 파악하였다. 본 논문에서는 이러한 실험 결과를 토대로 실시간 응용이 요구하는 서비스 품질을 만족하면서도 서비스 지연시간을 최소화할 수 있는 에러복구기법을 제안하였다. 제안하는 에러복구기법은 모바일 사용자의 무선 수신 상태를 고려하여, 에러제어블록의 크기를 동적으로 조절함으로써 서비스 지연시간을 단축한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법이 다양한 채널 환경의 변화에 능동적으로 적응할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권4B호
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• pp.236-244
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• 2012

무선 네트워크에서 최소 에너지 브로드캐스트 문제는 네트워크에 배치된 모든 노드가 브로드캐스팅과정에서 데이터 전송에 사용되는 에너지를 최소화하는 문제이다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 최소 에너지 브로드캐스트 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 메타휴리스틱 기법인 타부서치 알고리즘을 제안한다. 보다 효과적인 해 검색을 위해 제안된 알고리즘은 새로운 이웃해 생성방식과 복구함수를 적용한다. 제안된 알고리즘의 성능평가는 배치된 모든 노드로의 브로드캐스팅 시 전송 에너지와 알고리즘 실행시간 관점에서 기존의 알고리즘과 비교를 하였으며, 실험 결과에서 제안된 알고리즘이 최소 에너지 브로드캐스트 문제에 효과적으로 적용됨을 보여준다.