다수의 중계기가 균등하게 분포된 무선 소거 네트워크의 용량 스케일링 법칙을 분석함으로써 인프라 구조 사용시 이득을 보인다. 가정하는 네트워크 하에서 소거 확률을 적절히 모델링함에 근거하여, 혼합 소거 네트워크에서 취득 가능한 네트워크 용량을 보인다. 보다 구체적으로, 지수 감쇠 모델 및 다항 감쇠 모델 이렇게 두 가지 물리적 모델을 사용한다. 중계기 도움이 없는 다중 홉 전송, 중계기 도움을 받는 다중 홉 전송 이렇게 두 가지 존재하는 기술을 사용하여 취득 용량을 분석한다. 유도된 용량 스케일링 법칙은 두 가지 물리적 모델 모두에 대해 노드 수 및 중계기의 수에 의존함을 확인한다.
인프라구조 도움을 받는 최 인근 다중 홉 라우팅 및 순수 최 인근 다중 홉 라우팅은 다수 개의 무선 노드와 중계기가 균일하게 분포되며 패킷이 특정 확률로 삭제되는 거대한 패킷 소거 네트워크에서 최적의 용량 스케일링을 취득하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 보다 실제적인 시나리오로써 무선 노드가 랜덤하게 분포하는 인프라구조 도움을 받는 소거 네트워크에서의 용량 스케일링 법칙을 보인다. 소거 확률을 모델링하기 위해 지수적 감쇠 모델을 사용한다. 혼합 랜덤 소거 네트워크에서 고용량 취득을 위해 침투 이론을 사용한 고속도로 기반 다중 홉 라우팅을 제안하고, 대응되는 용량 스케일링을 분석한다. 주요 결과로써, 제안한 침투 고속도로 기반 라우팅 기술은 혼합 균일 소거 네트워크에서 최 인근 다중 홉을 사용한 경우와 동일한 용량 스케일링 취득이 가능함을 보인다. 즉, 노드가 랜덤하게 분포하는 상황에서도 성능 손실은 발생하지 않음을 확인한다.
이 연구에서는 네트워크 기반의 다중기준국을 이용하여 육상교통환경에서 항법위성의 궤도력에 따른 위치결정 성능향상의 정도를 분석하였다. 위성항법보정시스템(Differential Global Positioning System)을 활용하였을 경우 항법위성의 궤도력 오차정보가 소거되지 않는다는 가정 하에 방송궤도력이 아닌 International GNSS Service(IGS) 정밀궤도력중 신속궤도력(Ultra-Rapid)을 이용하여 궤도력 오차에 따라 위치결정 정확도가 향상됨을 확인하였다. 일반적으로 사용하는 위성항법보정시스템을 활용한 위치결정 방법은 기준국과 사용자의 거리에 따라서 그 성능이 달라진다. 이는 궤도 오차, 대류층 및 전리층 오차 등이 거리에 의존적이기 때문이다. 다중기준국을 활용하는 방법은 거리가 멀어짐에 따라 소거되지 않는 오차등을 극복하기 위한 기술이며 사용자 주변을 둘러싼 기준국들의 측정값을 조합하여 보상을 하거나 정확하게 모델링하여 사용자에게 오차정보를 보정정보로 전송하여 위치결정의 성능을 향상시키는 방법이다. 분석된 결과는 네트워크 기반의 다중기준국 환경에서 사용자와 기준국간의 거리에 따른 공간이격 오차정보 보정정보 생성 연구에 활용하며 이를 통해 육상교통 사용자의 위치결정 정확도 성능을 향상하는데 기여할 것으로 기대된다.
A.Satyanarayana와 다른이들은 [1.2.5]에서 domination이론을 사용하여 네트워크의 정확한 신뢰도 계산을 위한 새로운 topologic formel을 발견하였다. 이들은 이식을 통하여 그래프 G로 표현되는 어떤 시스템이나 네트워크의 신뢰도 계산을 위하여 path 또는 k-tree를 사용한 Inclusion-Exclusion식에 나타나는 항들(=2$^{m}$ -1, m은 path나 k-tree의 수)중 서로 소거되지 않는 항들은 그래프 G의 acyclic k-부분그래프(subgraph)와 1대 1로 상응되며, cyclic-과 k-부분그래프들에 상응되는 항들은 소거되어지거나 Inclusion-Exclusion식에 나타나지 않는 -결국 신뢰도계산에 필요없는- 항들임을 밝혔다. 이들은 이성질을 이용하여 그래프 G의 정확한 신뢰도계산을 위한 빠른 알고리즘을 제시하였다. 이 알고리즘은 결국 그래프 G의 path나 k-tree를 기초로 하는 Inclusion-Exclusion식에서 나타나는 항들중 소거되지 않는 항들에 1:1로 대응하는 acyclic k-subgraph만을 찾아 신뢰도계산을 할수있게 하여 준다. 이때 acyclic k-subgraph들은 각각의 domination을 갖으며, 이들은 Inclusion-Exclusion식에서 대응되는 항의 부호들의 합과 같다. 본 논문에서는 첫째로 신뢰도계산을 위하여 주어진 어떤 그래프 G에서 G를 구성하는 선(edge)을 기초로 하는 어떤 임의로 주어진 family M(G) (예: cutset이나 path, 또는 k-tree 등의 family)에 의한 (부분)그래프의 domination에 대한 성질을 관찰하고 몇가지 식을 유도한후, k-tree의 family K(G)를 기초로 한 어떤 그래프의 domination과 Inclusion-Exclusion식과의 관계를 고찰하고, 이식의 강력함과 응용의 가능성을 A. Satyanarayana의 topologic formel의 재증명을 통하여 보인다.
P2P(Peer-to-Peer) 시스템에서의 네트워크 코딩 기법의 사용은 파일전송시간을 단축할 수 있는 등 여러 장점들이 존재한다. 네트워크 코딩 방식과 기존의 통신 방식과의 가장 큰 차이점은, 발신지와 목적지 노드에서만 수행하던 데이터의 부호화와 복호화가 네트워크 코딩 방식의 경우 중간경유 노드들에서도 수행된다는 것이다. 그러나 네트워크 코딩 기법은 소프트웨어적으로 어떻게 구현하느냐에 따라 그 장점이 상쇄될 수 있는 많은 요소들은 존재한다. 먼저, 네트워크 코딩에서의 연산은 유한필드에서 정의되기 때문에 연산을 구현할 때 일반 연산명령을 이용할 수 없고 유한필드 연산 알고리즘을 필요로 하고 알고리즘의 선택이 시스템 전제적인 성능에 큰 영향을 준다. 또한, 필드의 크기 등 시스템의 성능에 큰 영향을 미치는 다른 요소들이 존재한다. 본 논문에서는 위와 같은 요소들이 네트워크 코딩의 성능에 미치는 영향을 살펴본다. 보다 구체적으로는 실험을 통해 이러한 요소들이 각각 2-5배정도의 성능 차이를 줄 수 있다는 사실을 보여주고 따라서 이러한 성능 분석을 토대로 네트워크 코딩을 이용한 시스템의 설계 시에는 가능한 한 큰 필드 크기를 선택하는 등 각 요소별로 시스템 성능의 최대화를 이룰 수 있는 선택을 할 것을 제안한다.
GPS의 3차원 위치결정은 코드파와 반송파를 이용한다. 하지만 이동체에 대한 cm 수준의 정확도를 획득하기 위해서는 정확한 기지점의 성과를 이용한 GPS 반송파 상대측위, 즉 RTK-GPS 기법을 수행하여야 한다. 이 때 두 대의 수신기 사이의 거리가 증가할수록 기선장에 따른 오차가 증가하여 기준국과 사용자 수신기의 거리를 $10{\sim}20km$ 정도로 제한하고 있다. 따라서 사용자는 깊은 내륙, 연안 해역 등과 같은 기준국과 이동체의 이격이 수십 km로 증대되는 지역에서는 기준국 설치의 문제를 포함하고 있으며 독자적인 기준국을 설치하여야 하는 인력 및 장비의 부담을 가지게 된다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 네트워크 기반의 GPS 반송파 상대측위 방식을 제안하였으며 GPS 네트워크 처리 프로그램인 DAUNet을 개발하였다. 기선장에 따른 오차보정량 산출을 위해 선형보간알고리즘 방식에 기반한 함수모델과 통계모델을 제시하였으며, 오차보정량의 보간은 면보정매개변수 방식을 제안하였다. 기존 단일기준국 방식은 기선장에 따른 오차를 소거하지 못하였지만 본 연구에서는 사용자 수신기와 평균 30km 떨어진 3대의 기준국을 이용하여 기선장에 따른 오차보정량을 소거 혹은 감소시킬 수 있었다. 따라서 사용자는 네트워크 기반의 GPS 반송파 상대측위 방식을 이용하여 이동체에 대한 10cm 이하 수준의 정확도를 획득할 수 있었다.
무선 센서 네트워크에서 지역 감시는 데이터를 보호하는 효과적인 방법이지만 기존의 방법은 위조 데이터를 탐지하는데 많은 통신 부하를 요구하며, 이는 네트워크 수명을 단축시키는 결과를 야기한다. 따라서 본 논문에서는 시큐어 데이터 병합에 소요되는 에너지 소모 저감을 목적으로 하는 새로운 감시 기반 시큐어 데이터 병합 및 허위 데이터 필터링 방법을 제안한다. 제안된 방법에서 애그리게이터와 이의 감시 노드는 60o의 내각을 갖도록 분할된 육분원형 클러스터를 기반으로 데이터 병합을 수행한다. 그리고 데이터 병합 과정에서 메시지 인증 코드(MAC)의 비교를 통해 애그리게이터에 의해 병합된 데이터와 감시 노드에 의해 감지된 데이터가 불일치하는 것으로 판단되면 병합 데이터는 전달 애그리게이터에 의해 소거된다. 시뮬레이션에 의하면 제안된 방법은 평균 소모 에너지 측면에서 DAA 프로토콜에비해에너지 소모가 64% 감소되었음을확인하였다. 또한 이를통해제안된 프로토콜은DAA 프로토콜에 비해 네트워크 수명을 283% 연장 가능하며, 이 때 데이터 정확도 측면에서의 성능 저하는 없었다.
본논문에서는 클라이언트-서버 환경에서 DQDB-SR 네트워크 대역폭을 모든 스테이션에게 공병하게 할당하기 위한 새로운 방식을 제안하였다. 제안한 방식은 클라이언트-서버 부하 패턴의 특성을 따르는 접근 임계값과 대역폭 빌림과 반환 방식을 사용하여 DQDB-SR에게 공평한 대역폭 제어 기능을 제공한다. 이를 구현하기 위해 DQDB-SR의 처리 용량을 최대로 하는 소거 노드의 위치와 접근 임계값을 구하였다. 제안한 방식이 과부하시 클라이언트-서버 부하 패턴에 대하여 네트워크 처리 능력을 저하시키지 않고 패킷 전송 성공률과 평균 패킷 전달 지연 시간에 있어 다른 공정성 제어 방식들 보다 우수하다는 것을 시뮬레이션 결과를 통하여 확인하였다.
블록체인의 데이터 중복 저장 문제를 해결하기 위해 소거 코드 기반의 분산 저장 방법이 제안되었고, 이에 따라 청크 데이터의 효율적인 전파가 중요해졌다. 본 연구는 이를 위해 QUIC 프로토콜을 도입하여 청크 데이터의 신속한 전파 기능을 구현하였다. 더불어 Reed-Solomon 코드 기반 시스템에서 QUIC 프로토콜의 효용성을 검증한 결과, QUIC 프로토콜은 분산 저장 시스템에서 청크 데이터 전파와 재인코딩 성능에 결정적 역할을 수행함을 확인하였다. 이는 QUIC 프로토콜이 블록체인과 같은 네트워크 환경에서 효과적으로 사용될 수 있음을 나타낸다.
본 논문에서는 이중버스 구조의 고속 통신망인 IEEE 802.6 MAN에서 나타나는 대역폭 사용의 비효율성을 해결하여 성능을 향상시키는 메커니즘을 제시한다. MAN 프로토콜은 기존의 LAN보다 다양한 수용능력 및 전송속도 측면에서 우수하나 단방향 버스 구조와 예약비트의 전파지연으로 인하여 상위스테이션일수록 보다 많은 대역폭을 사용하게 되는 불공정성 문제가 발생하여, 이는 스테이션 수가 늘어나거나 스테이션간의 거리가 커질수록 심하게 나타난다. 이의 해결을 위해 각 스테이션에 슬롯의 사용 여부를 구별할 수 있도록 하고, 특별한 스테이션에 목적지 소거기능을 주어, 슬롯의 재사용을 가능케한다. 이와 같이 하여 네트워크의 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있으며, 제안된 메카니즘을 사용한 네트워크를 모델링하고, 각 스테이션에서의 카운터값을 상태변수로하여 해석적 방법으로 처리율과 지연시간을 분석하고, 모의실험을 통하여 성능이 향상됨을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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