유비쿼터스 컴퓨팅 기술에 대한 관심이 하드웨어, 통신, 데이터베이스 등의 다양한 분야에서 매우 높게 나타나고 있음에 따라 무선 센서 네트워크에 대한 연구가 활기를 띠고 있다. 특히 최근에 새로 보급되는 스마트 센서들은 각 센서 노드들이 정보를 실시간으로 수집하고 분석할 수 있어, 이에 따른 데이터 처리 역시 중요한 이슈로 부각되고 있다. 본 논문에서는 이동 경로를 주행할 수 있는 라인트레이서를 설계 및 구현하여 쿼리 프로세싱 시스템인 TinyDB를 활용해서 라인트레이서에 센서 노드를 탑재하여 이동 경로 주변의 데이터를 수집하였고, 정지해 있는 특정한 위치에서의 데이터와 비교하였으며, 수집된 데이터를 저장하여 웹 서버에서 나타내었다. 또한 사용자의 편의를 위해 임베디드 보드에서 웹 서버로의 접근을 통해서 터치 식으로 쉽게 데이터를 볼 수 있도록 구현하였다.
사물인터넷(IoT)은 다양한 디바이스가 유무선 네트워크를 통해 연결되어 정보를 수집, 처리, 교환, 공유하는 환경이다. 대표적 디바이스가 스마트폰 같은 모바일 IoT 디바이스인데, 사용자에게 고성능서비스를 제공하기 위해 파워를 많이 소비하지만 상시 공급할 수 없어서 주어진 IoT 환경에 적합하게 파워 관리를 하는 것이 필수적이다. 하지만 기존 모바일 IoT 디바이스의 파워 관리에는 AP, AP 내/외부 HW 모듈, OS, 플랫폼, 어플리케이션 등 다양한 요소가 복잡하게 얽혀 있어서 이 관계를 쉽게 파악하고 관리하는 체계적인 방법이 필요하다. 또한 파워 관리와 연관된 다양한 관리 정책, 운영 환경, 알고리즘 등 가변 요소를 분석하고 이를 파워 관리 개발에 반영하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고 모바일 IoT 디바이스 파워 관리를 체계적으로 개발하기 위한 공학 원칙과 이를 기반으로 한 방법을 제안한다. 실행가능성 검증을 위해 커넥티드 헬멧 시스템 파워 관리가 사례연구로 사용되었다.
본 연구는 모비우스 플랫폼을 이용하여 IoT 센서 네트워크를 구현하였고 성능을 검증하기 위해 스마트 홈 서비스에 적용 가능한 4종의 Z-Wave 센서를 구현하였다. 모비우스가 제공하는 12가지의 CSF(Common Service Function)은 센서들의 상태 감시를 비롯한 어플리케이션 서비스를 빠른 시간에 구현할 수 있도록 하였다. 표준적인 서비스절차와 프로토콜은 시스템의 설계 과정을 생략할 수 있도록 하였고, 어플리케이션 소프트웨어 개발자, Gateway 개발자 및 센서 개발자들 간의 규약확정을 위한 회의시간, 그리고 의견 조정을 위한 논의 시간을 단축할 수 있도록 하였다. 구현된 센서네트워크를 기반으로 하는 어플리케이션 서비스와 IoT 센서의 구현은 개발일정을 단축시킬 수 있음을 확인하였고, 무엇보다도 시장에서 구매한 상용품을 변경개발 없이 수용이 가능함을 확인하였다. 이러한 신속성과 개방성은 다양한 서비스의 요구에 부응할 수 있도록 하여, 서비스 확대 및 신규 시장 창출에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
스마트폰의 증가와 PC 성능 향상으로 유무선 통신망에 트래픽이 폭발적으로 증가하고 있다. 여기에는 페이스북, 유투브와 같은 멀티미디어 서비스와 파일 공유가 큰 부분을 차지하고 있다. CDN(Content Delivery Network)은 원거리에 있는 콘텐츠 사업자의 웹 서버에 저장된 콘텐츠를 이용자 근처 CDN 서버에 미리 저장, 콘텐츠 요구 발생 시 최적의 CDN 서버로부터 콘텐츠를 제공하는 콘텐츠 전송 기술이다. 본 논문에서는 콘텐츠 요청 메시지 전달에 Minimum Spanning Tree(MST) 알고리즘을 응용한 SCRP(Shortest Core Routing Path) 알고리즘을 사용해 CDN 서버와 클라이언트의 콘텐츠 전달에 이용되는 전체 트래픽 양을 최적화하였다. 또한 HC_LRU 캐시 알고리즘을 통해 캐시 적중률을 향상시킴으로써 콘텐츠 요청에 대한 평균 응답시간을 단축시켰다. 제안한 SCRP와 HC_LRU 알고리즘을 통해 트래픽을 지역화하고 병목현상을 방지하여 네트워크 자원을 효율적으로 사용하는 확장성 있는 콘텐츠 전송 네트워크 시스템을 구축할 수 있다.
스펙트럼 센싱은 인지무선통신(CR, Cognitive Radio) 네트워크를 구성함에 있어 핵심적인 기술 중에 하나이다. 2차 사용자인 CR사용자는 1차 사용자에게 간섭을 주지 않기 위해 스펙트럼을 센싱 하여 해당 채널이 비어있거나 규정된 레벨 이하일 경우에만 해당 채널을 사용하게 된다. 최근 스마트폰의 사용으로 데이터의 트래픽이 증가함에 따라 광대역 서비스가 급증하고 있으며, 그에 따라 한 번에 넓은 대역을 센싱하는 광대역 센싱 기법의 필요성이 점차 높아지고 있다. 이러한 광대역 센싱은 인지무선통신이 수행되기 위한 매우 중요한 기술 중 하나이다. 높은 분해능을 갖는 광대역 센싱을 수행하기 위해서는 신뢰 할 수 있는 신호를 얻기 위한 알고리즘 처리가 선행되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 채널 상태가 좋지 않은 부 대역을 제외한 나머지 대역을 CR 사용자가 각각 센싱하여 정보를 취합하여 1차 사용자의 유무를 결정하는 협력 센싱 기법을 제안하였다. 이 때, 신호의 신뢰성을 높이기 위해 각각의 부 대역으로 나눈 CSI(Channel State Information)를 이용하여, 채널 상태를 파악한다. 또한, 검출 기법으로는 시스템 복잡도를 감소시키기 위하여 에너지검출 기법을 사용한다. 모의실험을 통해 성능을 검증하였고 그 성능은 SNR(Signal Noise ratio)에 따른 검출 확률로 나타내었다.
본 연구에서 개발한 IStorage는 무선 네트워크를 지원하는 안드로이드 폰을 이용하여 언제 어디서 든 WebDAV서버의 자원(PC의 자원)을 사용할 수 있는 기술이다. IStorage는 WebDAV 프로토콜을 이용하여 WebDAV서버의 자원을 사용한다. 그리고 사용자는 GUI 인터페이스를 이용하여 서버에 자원을 등록하고, 그 자원을 열람, 검색, 삭제, 업로드, 다운로드 등의 작업을 할 수 있다. 마치 서버의 자원을 자신의 모바일 장치의 자원처럼 사용하기 때문에, 실시간으로 문서 보기, 음악 감상, 영화 감상 등의 작업을 할 수 있는 것이다. 본 연구는 모바일 기기의 저장 공간 한계를 극복하는 하나의 해결책이 될 수 있으며, 현재 사용자가 급격하게 늘고 있는 스마트폰 시장의 중요한 기술이 될 것이라고 기대한다.
지혜콘텐츠는 여러 사람들의 경험과 아이디어로 창작되고 지역 제한이 없는 인터넷 기반 소셜 플랫폼에서 소비된다. 기존의 저작권 등록 시스템은 전문 제작자를 대상으로 하고 있으며 그 효력은 해당 국가에 종속된다. 블록체인은 서비스에 종속적이고 P2P 네트워크를 구성하는 노드들의 합의에 의해서 수정 및 삭제할 수 없는 데이터가 저장된다. 본 논문에서는 소셜 플랫폼에서 사용되는 지혜콘텐츠의 공동저작권 보호에 적합한 블록체인 기반의 부인봉쇄 다중서명 기법을 제안한다. 제안한 기법은 공동저작자들의 공통키 생성, 다중서명 생성 및 검증 프로토콜로 구성된다. 부인봉쇄 서명은 서명자의 도움 없이는 서명을 검증할 수 없는 기법이다. 제안한 기법은 콘텐츠 구매 프로토콜에 적용되어 자동화된 수익분배를 가능하게 한다. 블록체인 기반 다중서명 검증을 통해서 모든 공동저작자들은 수익분배의 공정성을 부인할 수 없다.
본 논문은 XR 콘텐츠나 인터페이스 환경에서 활용할 수 있는 음향 자극의 종류를 고찰하고, 청각 자극 기반의 감성 유발이 뇌과학적으로 실효성을 가지는지에 대해 논의하였다. 외부 청각자극, 감성변화 및 뇌연결성의 상관관계 규명에 초점을 맞추어, XR 환경에서 사용자 경험을 제고하기 위한 기계학습 기반 개인 맞춤형 사운드 트랙 제공 서비스 개발이 필요하다는 시사점을 도출하였다. 또한, 짧은 음향자극으로 감성을 유발할 수 있는지를 테스트하여 청각자극에 의해 유발된 각성상태에서 우측 전두엽이나 전두엽, 두정엽, 후두엽 네트워크에서 뇌의 기능적 연결성이 강화되고 이완시에는 상반된 패턴을 보이는 것을 확인하였다. 본 연구에서 도출된 결과는 보다 입체적인 XR 상호작용 경험을 제시하고 사용자의 XR 인지수용성을 제고하여, 현장에서 실질적으로 적용될 수 있는 초실감 XR 사운드 바이오피드백 시스템 개발에 활용될 수 있을 것이다.
최근 스마트 디바이스 및 스트리밍 서비스의 수요 증가에 따른 네트워크 트래픽을 효과적으로 관리하기 위한 방법으로 Mobile Edge Computing(MEC)기술이 주목받고 있다. MEC는 Base Station(BS)과 같은 네트워크 엣지에 캐시를 설치함으로써 사용자에게 보다 가까운 곳에서 서비스를 제공하므로 낮은 지연시간을 제공하고, 네트워크 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 엣지 네트워크에서 사용자는 가장 가까운 BS와 연결되는 것보다 요청된 콘텐츠가 캐싱되어 있는 BS와 연결하는 것이 서비스 지연시간 감소에 유리하다. 따라서 본 논문에서는 캐시 적중률 향상을 위한 이동성 기반 캐싱 및 사용자 연결(user association)알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 체류시간과 콘텐츠 요청 유사도를 토대로 사용자 연결을 결정하고 콘텐츠를 캐싱한다. 시뮬레이션을 통해 기존 연구 대비 제안 알고리즘의 향상된 캐시 적중률과 감소된 지연시간을 확인한다.
코로나19로 인하여 기존의 제조 시설에 많은 패러다임의 변화와 비대면 서비스의 확대가 전 세계적으로 가속화되고 있다. 대표적인 기술이 디지털 트윈기술이다. 이러한 디지털 트윈기술은 과거에 개념적으로만 존재하던 것이 최근 5G 기반의 네트워크가 구성되며 실현 가능해졌다. 이에 본 논문은 이러한 패러다임의 변화에 맞추어 USB 공정 일부를 실제 사물 객체와 가상현실 기반의 USB 공정과정을 표준 연동구조인 OPC UA 통신을 기반으로 디지털 트윈이 가능하도록 설계하고 구현하였으며, 이때, 가상세계에 실제 사물의 물리적 특성을 같이 반영하여 이를 실제 사물과 실시간으로 동기화한 시뮬레이션이 가능하도록 하였다. 향후 이는 다양한 산업 분야에 적용 가능하며, 의사결정을 위한 비용 절감 및 위험한 사고로부터 예방이 가능할 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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