기존의 스캐터넷 형성 알고리즘은 스캐터넷의 초기 형성에 있어서는 알고리즘을 제공하고 있으나, 다중 스캐터넷 환경에서 기기가 다른 스캐터넷으로 이동하거나 탈퇴 할 경우 의도하지 않은 기기들의 연결 종료에 대한 재구성 알고리즘으로는 비교적 많은 시간이 소모되어 효과적이지 못하다. 본 논문에서는 블루투스 기기들의 이동이나 탈퇴로 인한 스캐터넷의 변화에 대해 효과적으로 재구성하는 알고리즘을 제안한다.
블루투스는 마스터와 슬레이브 간에 피코넷을 구성하며, 피코넷 네부에서는 시분할 방법으로 통신을 하며 이러한 피코넷이 모여 스캐터넷을 구성한다. 블루투스의 통신은 주파수 홉핑을 사용하기 때문에 여러개의 피코넷이 존재하거나 많은 수의 장치가 연결될 경우에는 스캐터넷이 필요하다. 블루투스 기술규격에는 스캐터넷의 형성 방법에 대하여 구체적으로 정의하지 않고있다. 기존에 제안되고 있는 스캐터넷 형성알고리즘은 스캐터넷의 토폴로지가 트리형태가 되도록 구성한다. 그렇지만 기존의 방법은 트리를 구성함에 있어서 스캐터넷 통신의 기본단위가 피코넷이라는 블루투스 통신의 특성을 간과하고 있다. 본 논문에서는 스캐터넷을 이루고 있는 피코넷에서 효율적인 전송률을 보장할 수 있는 형태로 트리를 구성함으로써, 스캐터넷 전체의 평균 전송효율을 높이는 방법을 제안한다.
블루투스는 휴대폰을 비롯한 디지털 디바이스간의 탄력적이고 확장성 있는 무선 ad-hoc 네트워크를 제공할 수 있는 기술로 가능성을 인정받아왔다. 이러한 네트워크가 지원되기 위해서는 블루투스 스캐터넷(Scatternet)은 필수적인 요소이다. 그러므로 블루투스 스캐터넷과 관련되어서 현재까지 다양한 방법론이 제시되고 있다. 하지만 기존의 연구들은 시뮬레이션을 통한 방법론을 제시하는데 그치는 경우가 대부분이며, 스캐터넷의 탄력성과 확장성을 확보하지 못하고 그 복잡성으로 인해 하드웨어 구현에 제약이 있는 경우들이 많다. 본 논문에서는 실제 하드웨어 구현이 용이하고, 스캐터넷의 탄력성과 확장성을 확보할 수 있는 노드 링 스캐터넷(Node Ring Scatternet:NRS) 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 초기 형성과 재형성 부분으로 구성이 되어 있다. 초기 형성과 관련되어 제한적 SEEK/SCAN 알고리즘을 제안하였고, 재형성과 관련되어서는 DIAC 알고리즘과 예약 복구 노드(Reserved Recovery Node) 알고리즘을 제안하였다. 또 실제 시스템 상에서 스캐터넷 알고리즘을 운용하기 위한 SFMP(Scatternet Formation & Management Protocol)을 설계하고, 상용 블루투스 하드웨어로 구현을 하여 20개의 디바이스까지의 스캐터넷 실험을 수행하였다. 실험 결과 기존의 유사 알고리즘에 비해 스캐터넷 형성 시간과 그 확률이 높은 결과를 얻었다.
최근 단거리 무선통신 중의 하나인 블루투스(bluetooth)의 기술이 첨가된 전자결재시스템 등의 출현으로 블루투스의 보안 문제가 대두되었다. 기존의 블루투스 보안 모델(bluetooth security model)은 하나의 피코넷(piconet)에서만 적용되어지며, 다수의 피코넷으로 구성된 스캐터넷(scatternet)에서는 적용될 수 없다. 본 논문에서는 스캐터넷상에서 서로 다른 보안 정책을 갖고 있는 다수의 어플리케이션을 지원하는 보안 모델을 제안한다.
블루투스 네트워크에서는 여러 피코넷들의 상호 연결을 스캐터넷으로 정의하며, 현재 블루투스 표준에서는 피코넷으로 부터 스캐터넷이 되는 과정을 포함하지 않는다. 기존의 스캐터넷 형성 알고리즘들은 ad-hoc network의 특성을 충분히 반영하지 못하여 노드들의 이동 및 추가, 삭제가 빈번한 시스템에서의 성능 저하를 초래한다. 즉, 스캐터넷의 형성 구조가 복잡해질수록 비효율적인 구성으로 인하여 전송률이 감소하고, 전송 지연이 증가한다. 본 논문에서는 노드들이 분산을 통해 스캐터넷을 형성하는 분산형 블루투스 스캐터넷 형성 알고리즘을 제안하고, 아울러 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘들보다 우수함을 증명한다.
블루투스는 저렴한 칩 가격과 간섭에 강한 특성을 바탕으로 휴대폰, PDA, 노트북 등 모바일 디바이스를 주요 대상으로 하는 좁은 범위의(short-range) 무선 ad-hoc 네트워크를 구성하기 위한 유력한 기술로 떠오르고 있다. 블루투스는 대부분의 무선 ad-hoc 네트워크 기술들이 단일 채널의 방송 기반 (broadcast based) 방식에 바탕을 두고 있는 것과는 달리, 주파수 호핑(frequency-hopping)을 기반으로 하는 다중 채널 방식에 바탕을 두고 있다. 그러므로 각각의 채널을 서로 연결하여 스캐터넷 (scatternet)이라고 하는 하나의 네트워크를 형성하게 되는데, 이 때 각 채널을 연결하는 방법에 따라 다양한 형태의 스캐터넷을 형성할 수 있다. 현재 발표되어 있는 스캐터넷 형성 정책들은 모바일 환경에 대한 고려가 부족하여, 노드들의 이동이 빈번한 모바일 환경을 효과적으로 지원하지 못하고 있다. 본 논문에서는 각 노드들이 빈번하게 스캐터넷에 추가되고 삭제되는 모바일 환경에서 정화하고 효과적으로 스캐터넷을 형성할 수 있는 정책을 제시한다.
본 논문에서는 multi-hop 블루투스 스캐터넷을 형성하는 BSFP (Bluetooth Scatternet Formation Protocol)을 제안한다. BSFP는 각각의 블루투스 기기에서 독립적으로 수행되고, 초기단계에서 주변 기기들에 대한 정보를 요구하지 않으며, 모든 기기들이 블루투스의 통신 가능 범위 안에 위치하지 않아도 스캐터넷을 형성할 수 있다. BSFP는 1) 자신의 주위에 어떤 노드들이 있는지를 찾는 Init 단계, 2) 각각의 노드가 국부적 정보만을 가지고 스캐터넷을 형성하는 Ready 단계, 3) 연결된 링크를 이용하여 통신을 하는 Complete 단계로 구성된다. BSFP에서는 스캐터넷 형성을 완료할 때까지 걸리는 실행시간이 기기들의 수가 늘어나도 크게 변하지 않으며, 인접 기기들 간의 통신 링크의 수가 많은 스캐터넷을 형성하여 신뢰도 높은 mobile ad hoc network을 구성할 수 있도록 해 준다.
본 논문에서는 어떤 주제에 대해 한 공간에 모인 사람들의 의견을 조사하기 위해 실시될 수 있는 모바일 즉석투표 시스템의 개발내용에 대해 기술한다. 이 시스템은 블루투스 스캐터넷 형성을 통해 특정 서버가 갖춰지지 않은 상태에서, 사전 관계가 지어있지 않은 모집단을 대상으로 투표를 실시 할 수 있다.
블루투스(Bluetooth)는 휴대폰을 중심으로 하여 다양한 디지털 기기 사이의 무선 인터페이스를 제공할 수 있는 기술로 가능성을 인정받아 왔다. 특히 블루투스에서 지원되는 스캐터넷(Scattemet)이라는 네트워크의 형태는 PAN(Personal Area Network)과 같은 동적인 Ad-hoc 네트워크 환경에서 블루투스가 지원되기 위해서는 필수적인 요소이다. 하지만 기존의 블루투스 스캐터넷 관련 연구들은 노드들이 수시로 추가 혹은 이탈하는 동적인 네트워크 환경을 거의 고려하지 않고 있다. 본 논문에서는 동적인 네트워크 상황을 고려하여 블루투스 스캐터넷 내부에서 노드가 이탈하였을 경우 이를 재형성하기 위한 알고리즘을 제시하였다. 본 알고리즘은 다양한 스캐터넷 형태와 무관하게 적용될 수 있는 범용 알고리즘이며, Inquiry 과정이 생략된 채 Page 과정만으로 빠르게 네트워크가 복구되는 특성을 지닌다. 또 노드의 형태에 따라 복구 마스터/슬레이브를 지정하여 작성되는 복구 노드 벡터(Recovery Node Vector)에 따라 동작한다. 또 본 논문에 제시한 알고리즘은 상용 하드웨어에 적용이 가능한 구체적인 알고리즘으로, 실제 상용 하드웨어 실험을 통해 그 성능을 평가하고 발생되는 문제점을 수정하였다. 실험을 통해 제안한 알고리즘의 재형성 지연 시간은 Inquiry 과정이 포함된 경우의 23~60% 정도로 단축된 결과를 얻었고, 97% 이상의 복구 성공률을 보였다.
일반적으로 블루투스 기술은 기기들이 한의 중심기기에 7개의 보조기기가 연결된 소형 네트워크를 피코넷 구성하게 하는 통신규약을 의미한다. 스캐터넷은 피코넷과 피코넷 간의 통신으로 이루어져 있다. 스캐터넷의 형태로는 트리와 링 형태가 있다. 그리고 링 형태가 모바일 환경에 더욱 적합하다고 한다. 본 노문은 트리와 링 구조의 성능을 비교 분석하여 어떤 형태가 모바일 환경에 적합한지를 알아보았다. 성능 측정은 단말기들이 빈번하게 추가 삭제되는 모바일 환경에서 스캐터넷 형성 알고리즘을 분석하여 스캐터넷 형성시간을 비교하였다. 실험 결과는 노드 수의 증가에 따라 트리 구조보다는 링 구조가 스캐터넷 형성 시간이 빠르고 시간의 차이의 폭이 넓어졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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