이동 애드 혹(Ad hoc)네트워크란 노드의 이동에 따라 시시각각 변하는 무선 링크로 연결되어진 여러 개의 단말기들로 구성된 있는 자치분산 네트워크를 의미한다. 지금 까지 이동 ad hoc 네트워크에서의 통신은 Voice(음성)와 Data(데이터)통신을 제공하는 Best effort(최선형)서비스를 제공하는 라우팅 프로토콜만이 고려되어왔기 때문에 이동 네트워크를 사용하는 사용자가 많은 양의 자원을 차지하는 VOD(Video On Demand)와 같은 멀티미디어 Data를 보다 빠르고 정확하고 신속하게 전송하기 위해서는 기존의 Best effort 방식으로 전송되는 라우팅 프로토콜에는 많은 한계가 있었다(1). 따라서 본 논문에서는 성능평가를 위해 단방향 환경 하에서의 QoS(Qualify of Service)를 고려한 제안한 알고리즘을 적용하였다. 성능평가 카네기 멜론 과 버클리대학에서 만든 Ns-2를 사용하여 최선형 서비스(Best Effort)와 비교하여 QoS 서비스의 수신율 상승과 평균 경로설정 시간의 감소, 네트워크 부하 감소를 얻을수 있었다.
VMS(Vessel Monitering System)를 구축하려면 항해중인 선박들의 실시간 선위데이터를 수집할 수 있는 선박용 MDT(Mobile Data Terminal 이동데이터단말기)가 필요하다. 먼저 선박의 운항데이터를 수집하기 위해서 GPS의 정보를 취득하고, 다음으로는 데이터의 전송을 위한 선박용 SSB 모뎀이 개발되어야 한다. 그리고 자동으로 선박의 ID, GPS의 시각 및 위치정보를 지속적으로 무선국에 전송하고 취득할 수 있는 통신프로토콜도 연구되어야 한다. 본 연구에서는 음성과 문자정보를 동시에 전송할 수 있는 SSB 송수신기용 모뎀과 송수신제어부, 데이터전송 및 취득알고리즘에 의한 해상용 GPS MDT를 마이크로프로세서를 사용하여 저가형으로 연구하였다.
인터넷과 무선 이동통신 둥이 실생활에 보편화되면서 두 기술을 접목한 WAP(Wireless Application Protocol)[1]이 등장하였고, 다수의 사용자 요구를 동시에 효율적으로 처리하면 서 다양한 무선 단말기로부터 요청을 신속하게 처리할 수 있는 WAP 게이트웨이(WAP gateway)에 대한 연구가 여러 연구 그룹에서 수행되고 있으며, 이에 대한 효율적인 처리가 필수적이다. WAP 스택[2]은 이러한 연구 중의 가장 기본적인 기술이다. 본 논문에서는 Java의 기본적인 서비스인 멀티쓰레드를 이용하고, 컨테이너 유효 리소스의 효율적 관리를 위해 접속 풀링(connection peeling) 기능을 적용하여 WAP container를 구현하며, 우선순위 정책에 기반한 WAP Protocol의 WTP(Wireless Transaction Protocol)[3] 계층 및 UDP(User Datagram Protocol)[4] 계층을 설계하고 구현함으로 우선순위가 높은 트랜잭션들에 대해 기존 시스템보다 신속히 처리할 수 있는 기능을 구현하였고 모의 실험을 통해 그 효율성을 입증하였다.
무선단말기용 오디오 복호화기는 무선이동환경의 특성상 낮은 전력소모가 요구된다. 단일 RISC 프로세서를 이용하며 비디오/오디오 신호를 처리하는 기존의 구현은, RISC 프로세서의 연산부담이 과도하여 실시간 밀터미디어 서비스를 지원하기에는 효율적이지 못하고 캐쉬 메모리가 충분하지 않은 경우 잦은 캐쉬-미스로 인하여 전력소비량이 증가하게 된다. 본 논문에서는 무선단말기를 위한 MPEG/Audio 복호화기를 설계하자 MAC 연산에 최적화된 DSP 블록이 내장된 RISC 프로세서를 이용하여 복호화 시스템을 구현하였다. 오디오 복호화 과정을 연산중심부분과 제어중심부분으로 분할하고, 각각 DSP 블록과 RISC 프로세서에 할당하여. 병렬적으로 처리할 수 있도록 알고리듬을 설계하였다. 제안된 시스템은 MP3와 AAC 복호화 과정을 각각 17MHz, 24MHz로 처리한다. 이것은 단일 RISC 프로세서의 구현에 비하여 각각 48%와 40% 감소한 것이다. 오디오 신호처리에 최척화된 DSP 블록이 내장된 RISC 프로세서를 이용하는 것은 자원의 효율적인 이용이 가능하고, 캐쉬 메모리가 크지 않은 휴대용 멀티미디어 시스템에 적합하다.
해상작업 모니터링 시스템은 해상에서 수행될 수 있는 국가와 국가간의 광케이블 매설 작업이나 낙도의 전기 공급을 위한 해저의 전선 매설 작업, 천연가스공사의 파이프라인 매설 작업 등 각 종 해상작업에서 사용되는 선박 자동화를 위한 모니터링 시스템이다. 다양한 센서로부터의 입력과 환경 설정을 통해 얻어진 데이터를 가공 처리하고, 전자해도 데이터를 읽어 GPS의 위치정보와 함께 나타낸다. 또한, 작업과 관련한 루트파일의 정보를 오버레이하여 관련 데이터를 처리하며, 무선 네트워크 환경으로 구축된 무선접속장치(AP; Access Point)와 클라이언트 측의 휴대용 개인정보단말기(PDA; Personal Digital Assistants)를 무선랜으로 연동시켜 실시간으로 정보를 처리하도록 하며, 유효 반경 내에서의 자유로운 이동을 가능하게 하여 작업의 효용성을 높일 수 있다. 본 연구는 이러한 상황 하에서 해상작업과 관련한 모니터링 시스템을 임베디드 환경에서 설계 및 구현함으로써 선박 자동화와 선박의 안전 항해를 지원하고 해상에서의 작업 부하를 최소화시키며 사고 방지를 통한 선박의 경쟁력을 높일 수 있다.
의료 정보 전달 시스템은 이동 중에 있는 환자의 감시용 센서에서 발생하는 의료 정보를 의사나 간호원이 상주하고 있는 사무실로 전송하고 수집된 데이터를 종합 분석 처리하는 기능을 가지며, 사무실에 설치된 중앙 센터 기지국, 복도나 입원 환자실에 설치된 중계 기지국과 환자의 이동 단말기로 구성된다. 기존의 의료 정보 전달 시스템은 환자 데이터를 중앙 센터로 송신하는 단방향 통신이며, 데이터 전송속도는 9.6Kbps이고, 전용망으로 구성된다. 본 논문에서는 의료 정보 전달 시스템에 활용될 수 있도록 양방향 통신 프로토콜 구현 방안을 제안하고 수치 해석과 실험을 통하여 제시된 방안의 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 각 가정이나 사무실에 설치된 전기, 수도, 가스 등 계량기의 사용량을 검침원 호별방문 없이 원격지에서 검침할 수 있도록 블루투스와 CDMA의 SMS를 이용한 원격 검침시스템을 구현하였다. 블루투스란 2.4GHz 대의 무선 주파수를 사용하는 근거리 무선 통신 기술로서 저전력 특성과 고속의 주파수 호핑 방식에 따른 높은 신뢰성 및 자체 에러 정정 기술을 지니고 있다. 이는 기존의 무선모뎀보다 데이터 전송에 있어서 높은 신뢰성을 얻을 수 있게 해준다. 그리고 자체 네트워크망을 형성하므로 손쉽게 다른 기기와의 통신을 가능케 한다. 또한 무선 모뎀은 무선 단말기 소형화에 따른 제약을 받고 있으나 블루투스를 사용함으로써 저전력 특성과 더불어 휴대용으로의 기능에 부합시킬수 있으며, 모듈의 원칩화가 진행됨에 따라 작은 크기로의 가능성이 제시된다. CDMA의 SMS 프로토콜은 적은 양의 데이터를 보낼 때 효율적인 프로토콜로 적은 전력소모, 저렴한 이용요금, 적은 양의 전자파방출의 특징을 가지고 있다. 본 논문에서 구현한 시스템은 기존의 CDMA기반 망을 사용할 수 있도록 구현함으로써 무선 네트웍 구축을 위한 비용을 절감하고, 원격 검침 장비의 이동성을 보장함으로써 효율적인 검침을 할 수 있을 것이며, 저전력 설계로 보다, 오랜 시간 효율적으로 장비를 사용한 수 있을 것이다.
에드 혹 네트워크의 각 무선 단말기는 배터리 기반의 제한된 에너지로 동작하기 때문에 효율적인 에너지 사용에 관한 문제는 아주 중요하다. 시스템 수명을 연장하기 위해서는 단말 노드의 에너지 소비를 균형있게 유도하여 어느 특정 단말기의 에너지가 먼저 고갈되어 통신 단절을 초래하는 상황을 지연시켜야 한다. 또한 단말기 노드의 빈번한 이동 등으로 인해 신뢰성이 낮은 링크는 경로 설정시 고려해야 할 요소이다. 본 논문에서 제안하는 CMLR 방법은 잔여 에너지와 링크 에러율, 전송 소비 에너지를 고려한 새로운 비용 관계식을 이용하여 에너지 사용의 효율성을 증가시킨다. 이 방법은 전송 에너지 소모의 최소화와 노드 수명의 최대화 사이의 값을 절충하여 에너지 효율성을 높이고 균형있는 에너지 소비를 유도하여 네트워크 수명을 연장시키도록 하는 방법이다. 또한, 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안하는 CMLR의 성능을 검증하였으며, 네트워크 수명과 경로의 효율성 측면에서 볼 때 기존의 알고리즘보다 우수한 결과를 보여주었다.
최근 이동 단말기 사용이 일반화 되면서 이동성을 전제로 한 고속 인터넷 서비스에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 사용자들은 유무선 통합 환경을 통하여 언제 어디서나 자유롭게 원하는 콘텐츠를 다양한 단말에서 제공받기를 원하고 있다. 이에 따라 단말의 이동성을 지원하는 여러 가지 메커니즘이 제안되었지만, 이러한 메커니즘들은 모바일 멀티캐스트 환경에서 끊기지 않는 이동성과 서비스 품질 보장을 지원해주기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 사용자의 요구에 따라 모바일 IPTV 서비스 등과 같은 고품질 실시간 서비스를 유무선 통합 환경에서 효과적으로 제공해줄 수 있으며 서비스 품질 보장도 고려된 핸드오버 메커니즘을 제안하였다. 제안한 메커니즘은 유선망에서의 probing 기반 수락제어를 통한 서비스 품질 보장 방법을 PMIPv6 기반의 무선망까지 확장한 유무선 통합 망에서 2계층 멀티캐스트 정보 관리 기법으로 멀티캐스트 수락제어 및 핸드오버를 관리한다. 또한 네트워크 시뮬레이터 ㎱-2를 사용하여 제안한 메커니즘의 성능과 특성을 분석하였다.
최근 무선 인터넷 서비스의 급속한 확산과 모바일 단말기의 보급이 확대되면서 모바일 서비스 구현을 위한 갖가지 콘텐츠의 개발이 활발하다. 모바일 서비스는 언제, 어디서나 누구에게나 유연한 서비스를 제공할 수 있다는 특징을 기반으로 기존의 유선 서비스로는 접근이 제한되는 곳까지 보편적 서비스를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 WIPI(Wireless Internet Platform for Interoperability)를 기반으로 남녀노소 모두 쉽게 조작하고 어디서나 즐길 수 있는 모바일 게임 시스템을 제안한다. 이동통신 업체들이 같은 플랫폼을 사용하도록 한 WIPI로 개발된 게임은 이동통신사에서 동일하게 서비스할 수 있는 장점이 있어 기존 게임의 WIPI 전환이 일반화 되고 있는 만큼 신규 WIPI 게임 콘텐츠 개발은 시장성이 높아 그 의의가 크다고 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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