산업 무선 센서 네트워크는 뛰어난 성능과 신뢰성 있는 통신을 요구한다. 클러스터 구조는 네트워크를 형성하기 위해 소모되는 비용을 줄인다. 그리고 예약 기반 MAC 프로토콜은 네트워크 경쟁 기반 프로토콜에 비해 통신 성능 및 신뢰성이 더 뛰어나다. 이러한 구조를 갖춘 깊이 기반 TDMA 스케줄링 기법은 클러스터 네트워크상에서 깊이 정보에 따라 타임 슬롯을 분산적으로 각 센서 노드에 할당하는 방식이다. DB-TDMA가 깊이 기반 TDMA 스케줄링 기법 중 하나이고 확장성과 에너지 효율성을 보장한다. 하지만 분산 기법의 한계로 네트워크 전체 상황을 파악할 수 없어, 병렬 처리된 타임 슬롯 할당을 수행하기 어렵고, 충돌 문제를 완벽히 피할 수 없다. 이를 위해 본 논문은 DB-TDMA의 종단 간 지연시간을 감소시키기 위한 향상된 알고리즘을 제시한다. 그리고 제안 알고리즘을 DRAND와 DB-TDMA와 비교한다.
Ethernet PON(Passive Optical Network)에서 핵심 기술 중의 하나인 MAC(Media Access Control) 프로토콜은 ONU(Optical Network틴nit)들이 상향으로 트래픽을 전송할 때 공유되어 있는 링크상의 충돌을 방지하고, 효율적인 대역폭을 할당하기 위한 스케줄링 알고리즘을 포함하고 있다. 본 논문에서는 차세대 가입자 망인 Ethernet PON에서 상향으로의 대역폭 부족을 개선하기 위하여, n개의 파장을 사용한 가변 슬롯 할당 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식의 MAC 프로토콜을 제안한다. 이를 검증하기 위하여 OPNET 시뮬레이션 도구를 이용해 Ethernet PON 모델을 설계하고 시뮬레이션 한다.
차량의 전자화가 진행됨에 따라 차량내 전자제어장치의 사용이 증가하고 있으며 각 제어장치들은 급증하는 정보의 처리를 위해 차량 통신 네트워크에 연결되고 있다. 본 논문에서는 FlexRay-CAN의 이종 통신망에 연결된 액추에이터의 네트워크 기반 제어를 위한 FlexRay-CAN 게이트웨이를 구현하고 FlexRay 슬롯의 2분법을 사용하여 할당된 최소한의 FlexRay 프레임 ID (Frame ID)를 사용하여 필요한 센서 정보를 제어 안정성을 보장하는 최대 허용 지연시간 이내로 전송하기 위한 패킹 알고리즘 제안한다. 접촉 힘 센서 정보를 대상으로 패킹맵을 구성하였으며 제안된 알고리즘은 이종의 네트워크에 분산되어 있는 시스템의 제어에 적용할 수 있다.
HFC(Hybrid Fiber Coaxial) 망의 구조는 광케이블 구간과 동축케이블 구간으로 구분되는데 핸드엔드에서 광 노드까지의 주요 트렁크 부분은 광케이블로 설치되고 광 노드에서 가입자까지의 부분은 동출케이블로 구성된다. HFC 망의 형태는 광케이블 전송구간은 성형(Star)구조를 갖으며 동축 전송구간의 수지분기형(Tree and Branch)구조로 되어 있다. HFC 망의 상향 채널에는 구조적인 특성에 따라, 유입잡음, 공통모드 왜곡, 임펄스 노이즈, 백색잡음 등 여러 가지 노이즈가 존재한다. 다양한 서비스의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위해서는 서비스 특성에 따른 우선순위를 제공할 필요가 있다. 예를들면 화상전화나 VOD와 같은 지연시간에 민감한 서비스에는 높은 우선순위를 제공한다. 본 논문에서는 다수의 가입자가 HFC 망의 상향채널을 공유하기 위한 MAC 프로토콜의 구성 요소들 중 여러 주거형 가입자들이 상향채널을 액세스하고 가입자간에 충돌이 발생하였을 경우 이를 해경하기 위한 서비스별 우선 순위를 고려한 충돌 해소 알고리즘을 제안한다. 제안된 충돌 해소 알고리즘은 데이터 슬롯 할당 요구 메시지의 특성에 따른 우선순위를 고려한 江磁\ulcorner遲막關\ulcorner구현이 용이하고 채널 사용이 효율적이며 기존 알고리즘의 문제점으로 제기된 HFC 전송망의 상향 채널에 존재하는 유입잡음, 공통모드 왜곡, 임펄스 노이즈 등 여러 가지 잡음으로 발생하는 헤드엔드의 충돌 검출 오류로 인한 상향 채널의 낭비를 줄이며 다중 충돌을 억제하는데 최적화된 알고리즘이다.
본 연구는 U자형 생산라인(U라인)에서의 라인밸런싱 문제를 해결하기 위한 유전알고리즘을 제시한다. U라인에서는 사이클 타임 내에 제품이 들어가는 방향과 나오는 방향의 작업을 한 작업자가 수행 할 수 있어서, 재공품 수량을 일정하게 유지한다거나 작업부하를 평활화 하는 등의 라인관리가 기존 직선라인에 비해 용이하다. U라인은 JIT(Just-ln-Time)생산 시스템에서 흔히 볼 수 있다. 본 연구는 U라인에서 사이클 타임이 고정되었을 때 작업장 또는 작업자의 수를 최소로 하면서 동시에 작업장에 할당된 작업들 간의 관련성을 최대화하는 라인밸런싱 문제를 다루었다. 라인밸런싱에 관한 기존 연구는 대부분 직선라인에 관한 것으로 U라인의 장점을 충분히 활용하지 못한다. 특히, 라인의 작업장의 수를 최소화하는 문제는 많은 대안해가 있음에도 불구하고, 작업관련성을 고려하여 해를 구하는 기법에 관한 연구는 아직 미미한 실정이다. 실제 조립라인에서는 가능한 한 관련된 작업들을 동일한 작업자에 할당하는 것이 바람직하며, 이러한 작업편성은 작업자의 작업능률을 향상시킬 수 있다. 유전알고리즘은 자연계의 적자생존과 생물학적 진화과정을 모방한 탐색기법으로 조합최적화 문제에 효과적인 기법으로 널리 알려져 있다. 본 연구는 유전알고리즘을 이용하여 U라인에서 작업관련성을 고려한 라인밸런싱 문제를 해결하기 위한 기법을 개발하였다. 문제의 목적에 적합한 개체의 평가함수가 제시되었으며, 개체의 형질을 효과적으로 자손에 유전할 수 있고 유전 연산이 용이한 개체의 표현방법과 개체의 해석방법이 제시되었다. 컴퓨터 실험을 통하여 개발한 알고리즘의 성능을 보였다.월 초순부터 중순에 각각 최고 성기를 나타내었다. H. papariensis의 암컷과 수컷의 발광양상을 분석하고자 정지발광과 구애 발광을 구분하여 조사하였고 각각의 발광지속시간과 발광주기를 구분하여 측정하였다. 수컷의 발광지속시간은 정지발광(0.12초)보다 구애발광(0.17초)에서 1.4배 증가하였으며 암컷의 발광지속시간은 정지발광(0.15초)보다 구애발광(0.19초)에서 1.5배 증가하였다. 발광주기는 수컷에서 정지발광(1.26초)보다 구애발광(1.12초)에서 0.88배 감소하였고, 암컷에서 정지발광(2.99초)보다 구애발광(1.06초)에서 0.35배 감소하였다. 발광양상에서 발광주파수는 수짓의 정지발광에서 0.8 Hz, 수컷 구애발광에서 0.9 Hz, 암컷의 정지발광에서 0.3 Hz, 암컷의 구애발광에서 0.9 Hz로 각각 나타났다. H. papariensis의 발광파장영역은 400 nm에서 700 nm에 이르는 모든 영역에서 확인되었으며 가장 높은 첨두치는 600 nm에 있고 500에서 600 nm 사이의 파장대가 가장 두드러지게 나타났다. 발광양상과 어우러진 교미행동은 Hp system과 같은 결과를 얻었다.하는 방법을 제안한다. 즉 채널 액세스 확률을 각 슬롯에서 예약상태에 있는 음성 단말의 수뿐만 아니라 각 슬롯에서 예약을 하려고 하는 단말의 수에 기초하여 산출하는 방법을 제안하고 이의 성능을 분석하였다. 시뮬레이션에 의해 새로 제안된 채널 허용 확률을 산출하는 방식의 성능을 비교한 결과 기존에 제안된 방법들보다 상당한 성능의 향상을 볼 수 있었다., 인삼이 성장될 때 부분적인 영양상태의 불충분이나 기후 등에 따른 영향을
본 논문은 다양한 요구조건을 가진 멀티미디어 클래스를 지원하는 차세대 무선망에서 효율적으로 적용될 수 있는 무선 액세스망 스케줄러를 제안한다. 제안하는 스케줄러는 클래스 단위의 차등화된 서비스를 보장하면서 전송률을 높이고 패킷의 손실률을 낮출 수 있도록 설계되었다. 이를 적용하기 위한 무선망은 TDD/CDMA 시스템을 기반으로 하였고, 특정 클래스에 속하는 사용자들의 패킷을 효율적으로 스케줄링하기 위하여 사용자별 전용 슬롯을 프레임 단위 내에 할당하여 처리했다. 이를 통해 효율적인 슬롯 할당은 물론 서로 다른 QoS 요청을 만족시킬 수 있다. 본 논문은 또한 시뮬레이션을 이용해서 기존에 제안된 스케줄링 방안과의 성능 비교를 수행하는 것으로 제안된 스케줄링 알고리즘의 특성 및 장점을 고찰한다.
효과적인 패킷전송 스케쥴링 알고리즘은 호 수락제어를 통하여 할당된 대여폭 및 기타 서비스 품질 요구사항등을 고려하여 각 연결에게 자원을 공정하게 배분하고 잘못된 사용자로부터 각 연결을 보호할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 지연 서비스 품질 요구사항을 고려한 지연허용패킷 저장기법(DTPRS)을 이용하여 효과적인 라운드 로빈 방식의 패킷 전송 스케줄링을 제안한다. 제안된 방법은 각 연결에 대하여 공정한 대역폭 할당을 제공할 뿐만 아니라, 각 연결의 서로 다른 지연특성에 기반하여 지연이 허락되는 패킷의 출력링크 시간 슬롯을 저장하고 이를 지연에 급박한 패킷에 할당함으로써 지연, 지연변이 및 셀손실을 감소시킬 수 있다. 또한 본 논문에서 제안한 방법은 O(1) 복잡도로 패킷을 처리하기 때문에 ATM과 같은 실제 통신망에 적용이 가능하다.
본 연구에서는 NB-IoT 환경에서 한 셀에 H2H 단말과 대규모의 M2M 단말이 공존하는 경우, 단말들을 그룹화하여 그룹 연결과 전달을 하는 그룹 기반 랜덤 액세스 방법을 고려한다. H2H 단말들은 개별 랜덤 액세스를 하지만 M2M 단말들은 NPRACH 전송주기에 따라 그룹화 하고, 각 그룹의 리더가 그룹 기반 랜덤 액세스를 수행한다. 비 결합 할당 방식(DA)으로 프리앰블을 할당하는데, H2H 단말의 처리량을 최대로 하는 프리앰블을 우선적으로 H2H 단말에 할당해 주고, 나머지를 M2M 단말에 할당해 주는 가변 프리앰블 할당 알고리즘을 제시하였다. H2H와 M2M 단말들의 접속 분포는 각각 포아송 분포와 베타 분포로 설정하여, 처리량, 충돌확률 그리고 자원 사용률로 분석한다. 랜덤 액세스 전송 슬롯이 반복됨에 따라 제안된 프리앰블 할당 알고리즘은 M2M 그룹 수가 150인 경우, 충돌확률을 0.93에서 0.83 그리고 0.79 로 감소함을 알 수 있었으며, 자원의 사용률이 33.7[%], 44.9[%], 48.6[%]로 증가의 폭이 줄어드는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 UWB 기술 기반 WiMedia 무선 USB Distributed Medium Access Control (D-MAC) 프로토콜의 공평하고 분산적인 SoQ기반 Distributed Reservation Protocol (DRP) 타임슬롯 자원 할당 방법의 성능을 분석하고, DRP 예약 충돌을 회피하기 위해 릴레이 통신 기술을 적용한 SoQ 릴레이 전송 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 SoQ 릴레이 전송 프로토콜은 Satisfaction of QoS (SoQ) 알고리즘을 각 단말 디바이스에서 분산적으로 실행하고, 충돌대상 디바이스에게 예약된 QoS 자원을 유지할 수 있도록 Direct Link 뿐만 아니라 릴레이 노드를 경유하여 또 다른 Indirect Link 링크를 예약할 수 있는 자원 예약 프로토콜을 제안한다.
모바일 헬스케어란 정보 통신 기술과 바이오 기술을 융합한 신개념 의료서비스로서 시간과 공간에 구애받지 않고 언제 어디서나 건강과 생활을 관리하여 건강한 삶을 유지시키기 위한 건강관리 서비스이다. 모바일 헬스케어를 위해서는 생체신호 계측 관련 기술인 WBAN(Wireless Body Area Network)과 모바일 장치를 이용한 데이터 분석 및 모니터링 기술이 필수적이다. 모바일 헬스케어 환경에서는 이용자의 모바일 장치를 중심으로 구성된 WBAN이 이동 중에 다른 WBAN을 만나게 되면 하나의 매체에 두 개의 WBAN이 동작하는 결과가 된다. 두 개 이상의 WBAN이 충돌하게 되면 노드들이 서로 부여 받은 슬롯에 보내는 데이터 프레임들의 충돌이 발생하며 이는 전송실패와 더불어 데이터 재전송으로 인한 불필요한 에너지 소모를 가져오게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 다음과 같이 모바일 헬스케어를 지원하는 MAC 프로토콜 요소기술을 제안하였다. 첫째, 제안하는 슈퍼프레임은 노드가 할당된 슬롯에서 데이터 전송을 보장받는 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반의 경쟁 구간과 CSMA/CA 알고리즘을 통해 데이터를 전송하는 경쟁 구간을 가진다. 둘째, 제안하는 MAC 프로토콜을 기반으로 하는 WBAN의 충돌을 감지하고 네트워크를 병합하는 알고리즘을 제안하였다. 이동성을 가지는 WBAN이 다른 WBAN과 충돌하게 되면 네트워크를 재구성하여 노드가 전송하는 데이터 프레임 충돌을 줄이도록 하였다. 제안하는 슈퍼프레임 구조와 네트워크 병합 알고리즘의 성능평가를 위해서 OMNeT++ 네트워크 시뮬레이션 프레임워크 기반의 Castalia를 사용하였다. 성능평가 결과 제안한 MAC 프로토콜을 사용했을 때가 IEEE 802.15.6을 사용했을 때 보다 충돌 확률이 감소하여 패킷 전송 성공률과 에너지 효율이 개선된 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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