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산업 무선 센서 네트워크에서 실시간 모니터링을 위한 신뢰성 향상 기법 (A Reliable Protocol for Real-time Monitoring in Industrial Wireless Sensor Networks)

  • 오승민;정관수
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.424-434
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    • 2017
  • 산업 무선 센서 네트워크에서는 많은 응용들이 복합적인 서비스 품질 지원을 요구한다. 본 논문에서는 산업 무선 센서 네트워크에서 실시간 서비스의 신뢰성을 향상시키기 위하여 기회적 실시간 모니터링 데이터 전달 프로토콜을 제안한다. 전송 실패를 복구하기 위해 가장 많이 알려진 재전송 기법들은 실시간 요구사항에 위배되는 추가적 딜레이를 발생시키기 때문에 실시간 데이터 전달에 적절치 않다. 제안 프로토콜은 무선 네트워크의 브로드캐스팅 특성과 시간적 기회 제공 방법을 사용한다. 브로드캐스팅 특성을 통해서 라디오 반경 내 모든 이웃에게 전달하고, 시간적 기회 제공 방법으로 중계 우선순위를 정하여 모든 노드들이 중계 기회를 얻을 수 있게 한다. 제안 방안은 최대한 많은 노드가 라우팅에 참여하여 실시간 데이터 전송 확률을 높인다. 시뮬레이션을 통하여 제안 방안이 실시간 데이터 전송과 신뢰성 측면에서 우월함을 보인다.

광 버스트 스위칭 네트워크에서 Look-Ahead 알고리즘을 적용한 그룰 스케줄링의 성능 분석 (Performance Analysis of Group Scheduling with Look-Ahead Algorithm for Optical Burst Switching Networks)

  • 신종덕;장원석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권12B호
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    • pp.1037-1043
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    • 2006
  • 본 논문에서는 광 버스트 스위칭 네트워크의 코어 노드에 그룹 스케줄링을 적용한 경우 발생하는 데이터 버스트 처리 지연시간의 감소를 위한 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘에서는 일차 스케줄링 세션 종료 직후에, 스케줄링 창 내의 모든 빈 공간(void) 정보를 나타내는 표를 생성하기 때문에, 직전 스케줄링에서 예약에 실패한 데이터 버스트들을 다른 채널의 빈 공간에 재할당할 때, 이 표를 활용하여 효과적으로 버스트 처리 시간 지연을 감소시킬 수가 있다. 이 알고리즘이 적용된 그룹 스케줄링 방식과 기존의 그룹 스케줄링 방식을 비교한 결과, 채널 이용률에 있어서는 서로 거의 동일한 성능을 보이나, 버스트 손실 확률과 파장 변환률은 알고리즘을 적용한 그룹 스케줄링 방식이 기존의 그룹 스케줄링 방식보다 약간 우수하였다. 버스트 처리 시간에 있어서는 부하가 약 0.6이하인 영역에서는 기존 그룹 스케줄링 방식이 약간 빠른 반면에, 부하가 0.8이상인 영역에서는 알고리즘을 적용한 방식의 처리 시간이 현저히 짧게 나타났다, 부하 0.9에서 약 1/2.1로 감소하였다.

IEEE 802.11n 무선 LAN 시스템의 시간 동기화 하드웨어 구조 (Hardware Architecture of Timing Synchronization for IEEE 802.11n Wireless LAN Systems)

  • 조종민;김진상;조원경
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권11A호
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    • pp.1124-1131
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    • 2008
  • 본 논문에서는 MIMO-OFDM 기반의 차세대 무선 LAN(Local Area Network) 시스템, IEEE 802.11n 드래프트 표준의 시간 동기화 구조의 알고리즘과 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 시간 동기화 구조는 일반적인 대략추정과 상세추정 과정으로 이루어져 있고 자기 상관기를 이용하여 구현하였고, 대략추정에서는 자기상관함수의 최대치에서 발생하는 평탄면 문제를 해결하기 위해 슬라이딩 윈도우를 사용하였고, 상세추정을 위해서는 긴 훈련 심볼(L-LTS)의 공액복소수 대칭특성을 이용하여 연산구조를 단순화하였다. 또한, 제안된 구조에서는 기존의 시간 동기에서 필요한 상호상관이 쓰이지 않았기 때문에 곱셈 연산량이 감소되며 하드웨어 복잡도를 감소시키기 위해서 복소수 곱셈기를 부호비트만으로 양자화하여 사용하였다. 시뮬레이션 결과에 따라, 제안된 시간 동기화 구조는 기존의 알고리즘보다 시간 동기화 실패 확률이 감소함을 확인하였고, 추후 IEEE 802.11n 표준의 주파수 동기 구조와 쉽게 결합될 수 있다는 장점이 있다.

차량 안전 통신을 위한 새로운 혼잡 제어 알고리즘 제안 (A New Congestion Control Algorithm for Vehicle to Vehicle Safety Communications)

  • 이원재
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.125-132
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    • 2017
  • 차량 안전 서비스는 무선 환경에서 차량 간 통신(Vehicle-to-Vehicle, V2V)을 통하여 운전 중 발생할 수 있는 위험을 사전에 감지하여 운전자에게 알려줌으로써 교통사고와 교통 체증을 줄이는 서비스이다. 차량 안전 서비스를 위해서 차량은 안전 메시지(Basic Safety Message, BSM)를 주기적으로 브로드캐스트 한다. 하지만, 차량 밀집 지역에서 이는 과도한 네트워크 트래픽의 원인이 되고 안전 메시지의 전송실패 확률과 지연을 급격하게 증가시켜 차량 안전 서비스의 안정성을 떨어뜨린다. 본 논문에서는 차량 안전 서비스를 수행하는 과정에서 발생하는 통신 혼잡 문제를 해결하기 위해 Channel Busy Ratio와 차량 수 간의 관계를 수식적으로 근사하고 이를 이용하여 전체 네트워크 혼잡도를 추정한다. 그리고 이를 기준으로 송신전력을 제어하는 새로운 상황인지 기반 송신전력제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 네트워크 시뮬레이터인 Qualnet을 이용하여 성능평가를 하였고 그 결과, 전체 네트워크 혼잡도의 추정이 특정 시나리오에서 정확하게 근사 되었으며 송신전력제어를 통해 차량 안전 통신 간 패킷 에러율이 감소한 것을 확인할 수 있었다.

도로표지의 지명 판독 성패에 영향을 미치는 인자 분석 (The Obstructing Factors for Safe Driving on Road Signs)

  • 이종학;노관섭
    • 대한교통학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.195-204
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    • 2008
  • 운전자가 도로를 주행하면서 안내표지판을 인지하고 원하는 목적지로 잘 도착할 수 있도록 하기 위해서는 인적요소, 표지판의 요소, 기하구조 등 여러 가지 원인이 잘 조화되어 운전자를 이끌어야 한다. 본 연구의 목적은 운전자가 표지판을 정확하게 인지하고 다음 목적지로 갔는지를 알아보기 위해서 성공여부(성공0, 실패1)의 개념을 사용하여 도로표지의 지명 판독과정에서 영향을 미치는 인자를 규명하는 것이다. 운전자의 인적요소, 표지판 요소 등을 고려하였으며, 도로주행시뮬레이터(driving simulator)를 이용하여 도로표지의 지명 판독과정에서 안전운행에 영향을 미치는 인자에 대한 통계 분석을 실시하였다. 통계적 분석은 선정된 변수를 토대로 Logistic Model을 이용하여 성공여부에 대한 확률식을 제시하였다. 본 연구의 결과는 도로표지 설계 및 설치에 있어서 도로 이용자에게 보다 좋은 시설이 될 수 있도록 하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

Frame Offset의 불일치로 인하여 발생하는 Soft Handoff Blockig Probability를 줄이기 위한 새로운 Frame Offset Assignment Algorithm (A New Frame Offset Assignment Algorithm For Reducing the Soft Handoff Blocking Probability Due to Lack of Frame Offset Capacity)

    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권9B호
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    • pp.1624-1630
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    • 1999
  • CDMA 이동 통신 시스템에서는 호를 진행중인 단말기가 인접한 기지국의 서비스 영역으로 이동할 때 호의 계속적인 서비스를 위하여 단말기가 handoff 영역에 있는 동안 인접한 기지국으로부터 동시에 서비스를 받는 soft handoff 방식을 사용한다. 이 때 soft handoff가 성공적으로 이루어지기 위해서는 진행중인 호가 이전의 기지국에서 서비스를 받을 때 사용되던 것과 동일한 frequency assignment와 frame offset을 새로운 기지국으로부터 할당받아야 한다. 새로운 호에 대해 frame offset을 할당할 때 인접한 기지국의 frame offset의 할당 상태를 고려하지 않고 해당되는 기지국의 frame offset의 할당 상태만을 고려할 경우 호가 인접한 기지국으로 soft handoff를 요청할 때 frame offset의 불일치로 인하여 soft handoff가 실패할 확률이 커질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 인접한 기지국의 frame offset의 할당 상태를 고려하는 새로운 frame offset 할당 방법을 제안하고자 한다. 분석적인 방법을 통하여 새로이 제안된 frame offset assignment algorithm의 성능을 분석한 결과에 의하면 제안된 방법으로 handoff 영역에서 \ulcorner생한 호에 대해 frame offset을 할당할 경우 frame offset의 불일치로 인한 soft handoff blocking probability가 크게 작아지는 것으로 분석되었다.

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웨이블렛 변환과 HMM을 이용한 고유공간 기반 얼굴인식에 관한 연구 (A Study on Eigenspace Face Recognition using Wavelet Transform and HMM)

  • 이정재;김종민
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.2121-2128
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    • 2012
  • 본 논문은 Wavelet 변환을 이용한 실시간 얼굴 영역 검출을 제안하였으며, 계산의 효율성과 검출 성능을 동시에 만족시키는 강인한 검출 알고리즘을 제안하였다. 검출된 얼굴 영상은 주성분 분석을 통해 저차원 얼굴 심볼로 구성하여 얼굴을 인식한다. 제안된 방법은 기존의 기하학적인 특징 기반 방법이나 외관기반 방법의 비해 많은 계산 량이 요구 되지 않고 최소한의 정보를 사용하고도 높은 인식률을 유지 할 수 있기에 실시간 시스템 구축에 매우 적합하다. 또한 얼굴 인식 시 발생하는 잘못된 인식이나 인식 오차를 줄이기 위해 고유 공간상에 투영된 모델 특징 값을 군집화 알고리즘을 통해 특정한 기호로 구성하여 은닉마르코프 모델의 입력 기호로 사용하였다. 이렇게 함으로써 임의의 입력 얼굴은 확률 값이 가장 높은 해당 얼굴 모델로 인식하게 된다. 실험 결과 기존의 방식인 Euclidean과 Mahananobis방법 보다 제안한 방법이 잘못된 매칭이나 매칭 실패에서 우수한 인식 성능을 보였다.

유비쿼터스 서비스 생존성 제고를 위한 침입감내 Jini 서비스 구조 (Intrusion-Tolerant Jini Service Architecture for Enhancing Survivability of Ubiquitous Services)

  • 김성기;박경노;민병준
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제45권4호
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    • pp.41-52
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    • 2008
  • 유비쿼터스 서비스 환경에서는 연결의 신뢰성이 낮고 서비스를 제공하는 시스템에 대한 침입이나 서비스 실패가 발생할 확률이 높다. 따라서 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는 본연의 서비스를 지연 없이 제공할 수 있는 시스템 능력, 즉 서비스 생존성을 제고해야할 필요가 있다. 본 논문에서는 유비쿼터스 정보 서비스 환경에서 결함감내 Jini 서비스 개발을 돕는 Jgroup/ARM 프레임워크를 분석한다. 이 분석을 토대로 보안성과 가용성 서비스 품질을 만족하는 침입감내 Jini 서비스 구조를 제시한다. 제시된 침입감내 Jini 서비스 구조는 네트워크 분할이나 서버 붕괴와 같은 결함뿐만 아니라 취약점을 악용한 공격으로부터 시스템을 보호할 수 있으며 심리스 서비스 지속이 가능하도록 낮은 응답지연의 성능을 보여준다. 테스트베드를 통해 실험한 결과, 서비스 품질 저하를 무시할 수 있는 수준에서 높은 보안성과 가용성을 제공할 수 있음을 확인하였다.

파장 분할 다중화 방식을 사용하는 광 전송망을 위한 분리 제어 신호 방식 (Separated Control Signaling Protocol for WDM Optical Networks)

  • 소원호;김영천
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권6호
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    • pp.361-361
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    • 2000
  • 본 논문에서는 WDM 망에서 연결의 설정 및 해제를 효율적으로 제어하기 위한 분리 제어 신호방식 (Separated Control Signaling Protocol : SCSP)을 제안하였다. 제안된 분리 제어 신호 방식은 기존의 연결 제어 기능을 파장 및 각 노드 자원의 가용성을 점검하는 호 제어와 망 자원의 예약 및 할당을 위한 베어러 제어로 분리함으로써, 자원을 예약하기 전에 망 자원의 가용성을 점검하고 망 자원의 예약 시간을 줄일 수 있도록 하여 효율적으로 망 자원을 이용하며 또한 연결 설정 요청 수락률을 증가시킬 수 있다. 분리 신호 방식을 위한 노드 구조는 호 제어 기능을 수행하는 호 제어기와 베어러 제어 기능을 수행하는 베어러 제어기로 구성하였으며, 이에 대한 각 제어기의 기능과 제어기간의 정보 교환을 위한 제어 메시지 및 프리미티브를 정의하고 상태 천이도를 설계하였다. 이를 기반으로 분리 신호 방식에서의 연결 설정, 해제 및 실패에 대한 정보 흐름도를 작성하였다. 제안된 분리 제어 신호 방식의 성능 평가를 위해 다양한 시뮬레이션을 수행하였다. 성능 평가 결과 연결 요청 거절 확률과 자원의 이용률 측면에서 분리 제어 신호 방식이 기존의 통합 제어 신호 방식보다 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.

S-DMT 케이블 모뎀을 위한 심볼 타이밍 복원 알고리즘 성능평가 (Performance Evaluation of Symbol Timing Recovery Algorithm for S-DMT Cable Modern)

  • 조병학
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.41-48
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    • 2005
  • 잡음환경이 열악하고 대역폭이 부족한 HFC 망 상향채널에서 보다 나은 대칭형 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 S-DMT 방식의 상향 채널 케이블모뎀을 위한 심볼 타이밍 복원 알고리즘을 제안하고 그에 대한 성능을 평가하였다. 타이밍 복원 알고리즘은 시간 영역에 PN 시퀀스를 삽입하는 방식을 제안하였으며 AWGN, ISI, 및 임펄스 잡음 환경에서 시뮬레이션을 통해 성능을 평가 하였다. 성능 평가 결과, PN 시퀀스 삽입 알고리즘에 의한 타이밍 복원방식은 잡음 환경에 따라 타이밍 추정 성능이 매우 달라지며, 동일한 샘플링 클럭 오프셋에서 AWGN, ISI, 및 임펄스 잡음이 함께 존재하는 채널일 경우가 임펄스 잡음 채널 경우보다 타이밍 실패 확률이 $10^3$일 때의 Eb/No가 10dB 이상 열화되나 초기부터 샘플링 클럭 오프셋을 보정하여 최적화한 경우 잡음환경에 의한 성능차이가 있으나 비교적 양호한 타이밍 추정 성능을 보임을 확인 하였다.

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