본 논문에서는 사용자 위치 기반의 푸시 메시지 전달 기법을 제안한다. 제안한 기법은 푸시 메시지에 메시지 전달이 필요한 범위 정보를 내포하여, 메시지를 수신하는 모바일 장치가 사용자 위치에 기반을 두어 수신된 메시지가 적절한 메시지인지 판단한 후 디스플레이를 결정한다. 사용자 위치 기반의 푸시 메시지는 기존 사용자의 위치를 서버에 등록할 필요 없이 모바일 장치에서 사용자 위치를 판단함으로서 개인 정보를 보호하고 푸시 메시지를 사용자 위치에 기반하여 효과적으로 전달할 수 있다. 제안 기법의 응용 예로서는 위치기반 서비스 및 사용자 맞춤형 광고 서비스 등이 있다.
무선 센서 망을 위한 위치 기반 라우팅에서 소스 노드가 데이터 패킷을 전달하기 위해서는 목적지인 싱크의 위치 정보가 필요하다. 기존의 대부분의 위치 기반 라우팅 방법들은 소스 노드가 위치 서비스를 통해 싱크의 위치를 알 수 있다고 단순히 가정한다. 그러나, 소스 노드가 싱크의 위치 정보를 알기 위한 방법은 쉬운 일이 아니다. 따라서, 본 논문에서, 우리는 무선 센서 망을 위한 위치 기반 라우팅에서 싱크 위치 전달 방안을 제시한다. 제안 방안에서, 소스 노드와 싱크 노드는 싱크 위치 알림과 질의 메시지를 위치 기반 라우팅을 통해 각각의 두 경로로 보낸다. 두 경로의 교차점에 위치한 노드는 소스에게 싱크의 위치를 알려준다. 그때, 소스는 위치 기반 라우팅을 통해 싱크에게 데이터 패킷을 전달할 수 있다 어떠한 불규칙한 센서 망의 형태에서도 두 경로가 최소한 하나의 교차점을 갖도록 보장하는 것이 본 논문의 요점이다. 시뮬레이션 결과는 우리의 프로토콜이 다른 프로토콜들에 비해 에너지 소비와 제어 부하 부분에서 월등히 우월함을 보인다.
이동 에이전트에 메시지를 전달하기 위해서 이동 에이전트의 위치를 추적할 수 있는 위치 추적 기능이 필요하다. 대부분의 위치 추적 방법은 목표 이동 에이전트의 위치 정보를 이용하여 메시지를 전달하는 릴레이 노드를 이용한다. 릴레이 노드들을 구성하는 방법에 따라 메시지 전달 비용이 커지거나, 또는 위치 정보등록 비용이 커져서 비효율적이다. 본 논문에서는 도메인 기반 프록시를 이용하여 위치 정보 등록 비용을 줄이고, 프록시 체인의 길이를 압축하여 메시지 전달 비용을 더욱 줄여서 전체 비용을 최소화하는 방법을 제안한다.
위치기반 라우팅 프로토콜에서의 기본 가정인 이웃 노드들과의 주기적인 위치정보 교환은 노드의 이동성이 있는 경우, 그 성공률을 보장하기가 어렵다. GPSR[1]에서 제안하고 있는 1-홉 거리에 있는 노드들의 정보를 테이블로 관리하는 방식은 데이터 전달이 없는 지역에서도 주기적인 비콘의 교환으로 불필요한 에너지 소모가 있으며, 노드들의 위치가 변경되었을 때, 비콘 (beacon)을 수신한 시점의 위치정보와 데이터 전달시점의 위치정보의 불일치 가능성을 배제할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 노드의 이동성이 빈번한 환경의 위치기반 라우팅 프로토콜에서 데이터전달시점에 이웃 노드들의 정보를 바탕으로 다음 전송노드를 선택하는 방법을 제안한다.
이동 에이전트에 대한 위치 추적 기능은 네트워크에서 움직이는 개체에 메시지를 전달하기 위한 것이다. 대부분의 위치 추적 방법들은 이동 에이전트의 현재 위치 정보를 가지고 있는 릴레이 노드를 사용하여 메시지를 전달할 수 있게 한다. 본 논문은 도메인 기반의 프록시를 이용한 효율적인 위치 추적 방법을 제안한다. 이동 에이전트들이 이동 할 호스트를 무작위로 결정하지 않고 같은 도메인에 있는 호스트들을 먼저 방문하는 특징을 이용하여 위치 정보 등록 비용과 메시지 전달 비용을 최소화하는 것이다. 도메인 기반 프록시는 위치 정보 등록 비용을 줄이는데 효과적이지만, 프록시 체인의 길이가 길어지면 메시지 전달 비용을 높일 수 있는데 프록시 체인의 길이를 압축 시켜 메시지를 효율적으로 전달하는 방법을 제안한다.
본 논문에서는 MQTT 프로토콜을 이용하여 이동 중인 차량 및 보행자의 위치 정보를 실시간으로 수집하고 행정구역 단위의 위치기반 정보 서비스를 제공할 수 있는 실시간 IoT 메시징 시스템을 설계하고 구현하였다. 차량 위치정보 수집 및 통신을 위한 MQTT 기반 IoT 기기와 보행자 위치정보 서비스를 위해 MQTT 기반 스마트폰 앱을 구현하였다. IoT 클라이언트들은 행정구역 명을 MQTT Topic으로 가입(Subscribe)함으로써 위치 기반 응용프로그램에서 클라이언트들에게 행정구역 단위로 메시지 전달이 가능하다. 본 연구에서 구현한 위치기반 IoT 메시징 시스템(SLIMS : Seoul Location based IoT Messaging System)에서는 서울시 행정구역 단위인 구와 동을 기준으로 클라이언트들의 위치를 추적하여 보행자 및 차량의 실시간 통행량 분석이 가능하며 행정구역 단위 및 좌표 범위 기준으로 메시지 전달이 가능하다. SLIMS는 실시간 유동인구 파악과 차량 통행량 분석 및 위치기반 메시지 전달과 같은 대규모 IoT 기기들을 대상으로 실시간 위치기반 정보 제공 서비스로 활용될 수 있다.
다중 지역 이동 에이전트 컴퓨팅 환경을 기반하여 이동 에이전트 시스템을 개발하는데 있어서, 이동 에이전트를 관리하고 이동 에이전트들간의 메시지 전달을 보장하기 위한 위치 관리 및 메시지 전달 기법은 중요한 고려사항이다. 그러나 기존이 관련연구들은 여러 지역으로 구성된 다중 지역 이동 에이전트 컴퓨팅 환경에 적용하기에는 위치 갱신 비용 및 메시지 전달 비용이 상대적으로 증가한다는 단점과 추적문제(Following Problem)를 발생시킨다는 한계를 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 기존의 홈 프락시 기법과 블랙보드 기법을 변형ㆍ혼합(Hybird)하는 새로운 이동 에이전트 위치 관리 및 메시지 전달 기법인 HB 프로토콜을 제안하고자 한다. HB 프로토콜은 다중 지역 이동 에이전트 컴퓨팅 환경에서 이동 에이전트의 위치 변경시 발생하는 위치 갱신 비용과 이동 에이전트들간의 메시지 전달 비용을 효과적으로 줄이며, 추적문제를 낮은 통신비용으로 해결한다.
위치 기반 라우팅 프로토콜들에 기본 가정인 이웃 노드들간의 주기적인 위치 정보 교환은 다음 두 가지 문제를 갖는다: (1) 데이터 전달이 없는 지역에 노드들의 불필요한 에너지 소비와 (2) 데이터 전달 시점에 이웃 노드 위치 정보의 부정확성. 따라서, 본 논문은 이동 무선 센서 네트워크에서 on-demand 위치 기반 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 방안에서 송신 노드는 데이터 전달 시점에 필요한 이웃 노드들만의 위치 정보를 획득하고 그 노드들의 이동성을 고려하여 그 이웃 노드들 중에 가장 적합한 노드를 목적지 노드까지 데이터 전달을 위한 수신 노드를 결정한다. 시뮬레이션 결과는 제안 방안이 기존의 위치 기반 라우팅 프로토콜보다 더 효율적임을 보인다.
본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 프로토콜 성능 극대화를 위해서 비동기식 MAC과 라우팅 교차 계층 방식의 향상된 위치 기반 데이터 전송 (Enhanced Geographic Forwarding; EGF) 기법을 제안한다. EGF 기법은 기존의 일반적인 위치 기반 전송 알고리즘과 달리 주기적인 이웃 노드들의 위치 정보 등을 이용하지 않고, 오직 소스와 목적지 노드의 위치 정보와 에너지 비용 정보만을 이용한 최적의 back-off 매핑 메커니즘을 사용하여 데이터를 전송한다. 또한 효율적인 MAC과 라우팅의 교차 계층 방식으로 오버헤드를 최소화하고 데이터 전달 성능을 최적화 하였다. 성능 분석 결과 패킷 전송 성공률, 저전력성 및 데이터 전송 지연에 대해서 향상된 성능을 확인하였다.
모바일 단말기의 보급과 무선 네트워크 기술의 발달로 단문 메시지 전달 서비스, 멀티미디어 메시지 전달 서비스는 이미 우리에게 친숙한 서비스다. 그러나 Mark Weiser가 강조했던 기술과 서비스에 의한 사용자의 편의보다는 오히려 불편과 방해가 점점 늘어나고 있다. 적절하지 않은 시간과 장소에서의 원하지 않는 메시지가 스팸 메시지만큼이나 사람을 불편하게 만들고 있기 때문이다. 제안하는 서비스는 기존 메시지 전달 서비스에 'Location' 요소를 추가한 메시지 전달 서비스로서, 사용자 편의 중심의 메시지 전달서비스를 가능하게 해준다. 수신자, 위치, 시간에 기반을 둔 메시지 송수신과 사용자 피드백에 의한 위치목록 구성 등을 특징으로 가지고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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