하드웨어/소프트웨어 통합설계를 위한 대부분의 분할 알고리즘들은 스케줄링을 고려하지 않기 때문에 분할결과를 스케줄 하였을 때에 시간제약을 만족하지 못한다면 재분할 해야하는 오버헤드가 있다. 분할 단계에서 스케줄링을 함께 고려하는 FDS를 응용하는 기존의 방법들은 분할 될 노드를 선택하면서 그 노드가 스케줄 되어야 하는 제어구간을 결정한다. 분할될 노드의 선택은 한 노드를 분할함으로써 상승하는 비용 또는 시간과 그 노드의 스케줄로 인해 다른 노드들의 스케줄을 방해하는 정도를 함께 고려한다. 이때, 다른 노드들의 스케줄을 방해하는 정도를 의미하는 유도 힘은 자신과 종속성을 갖는 노드들의 모든 제어구간에서 계산된다. 본 논문은 FDS를 응용하는 분할 방법으로서 노드의 스케줄 긴박도와 상대적 스케줄 긴박도를 정의하여 분할하는데, 노드들의 모빌리티 중에서 처음 제어단계와 마지막 제어단계에서의 상대적 스케줄 긴박도 계산만으로 분할을 결정하기 때문에 기존의 FDS 응용 방법에서의 유도힘 계산에 소요되는 시간복잡도를 개선한다. 벤치마크들에 대한 실험 결과는 기존의 FDS 응용 방법과 비교해서 개선된 알고리즘 실행시간을 보인다.
무선 센서 네트워크 환경에서 각 계층 프로토콜을 설계할 때 에너지 소비를 최대한 줄임으로 노드의 생존 시간을 최대화하기 위한 노력이 필요하다. 본 논문에서는 MAC 계층에서 채널 접근 과정에서 충돌로 인한 에너지의 소비를 최소화하기 위한 예약기반 다중 채널 CSMA MAC 프로토콜을 제안한다. 네트워크를 구성하는 각 노드는 제어채널과 데이터 채널을 독립적으로 운용하며 제어 채널을 이용하여 데이터 전송을 위한 채널을 예약하고 예약된 노드들에게 수신 노드가 채널 이용을 허가함으로 임의의 시간에 재전송하는 절차를 생략할 수 있도록 하였다. 또한, 송신 노드에서 가용 채널 중 임의의 채널을 선택하여 수신 노드에게 전달하면 수신 노드에서 채널의 가용 여부를 판단하여 그 결과를 통해 최종적으로 전송 채널을 선택하도록 하였다. 성능의 평가는 시뮬레이션을 통하여 기존의 방식과의 차이를 비교하였다.
애드혹 네트워크지(ad hoc network)는 기존 유선 환경에서의 인프라가 없이도 각 무선 노드들이 필요한 상황에 맞게 동적으로 네트워크를 구성할 수 있는 무선 노드들의 집합을 말한다. 애드혹 네트워크는 제한된 파워 공급, 노드의 이동성으로 인한 잦은 경로 재설정 등으로 동적인 토폴로 구조를 갖는다. 유선 네트워크와 다른 이러한 특징들 때문에 기존의 라우팅 알고리즘을 수정한 다양한 라우팅 알고리즘이 등장 하였다. 그 중 multi-rate을 고려한 AODV 라우팅 기법은 기존의 single-rate을 이용하는 것보다 전송 연 시간의 감소, 패킷 처리율 증가와 같은 장점을 갖는다. 그러나 새로운 경로를 설정함에 있어서 네트워크 전반에 걸쳐 제어 메시 의 수가 증가하는 단점이 있다. 애드혹 네트워크에서 제어메시 는 데이터 패 킷보다 전송시 우선 순위를 가 기 때문에 제어메시 의 증가는 전체적인 패킷 처리율을 감소시킨다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 경로 복구 매커니즘의 확장 및 검색지(expanding ring search)알고리즘에서 제어 메시 의 수를 효과적으로 줄일 수 있는 방법을 제안하였다. 기본 아이디어는 단절 이전의 정보를 이용하여 선택적으로 제어 메시 를 브로드 캐스트하는 것이다. NS-2로 제안 알고리즘을 시뮬레이션 한 결과. 기존방법에 비해 20%이상 제어 메시 가 감소하였고, 패킷 전송 연에 대해서는 최대 10%의 감소율을 보여 기존 방법보다 좋은 성능을 보임을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 시계열자료를 예측하기 위해 적용한 n$\times$n$\times$1 신경망 구조에서 초기값의 시각적인 선택을 통한 개선된 학습과정을 제안한다. 적용된 Easton[1]의 제어상자는 시각적인 면과 실용적인 적용측면에서 다차원 구조를 논의하기에는 제한적이지만, 적은 개수의 은닉노드를 갖는 단순한 신경망구조에서는 초기 가중값들의 동적인 선택을 통하여 가능한 빨리 효과적인 학습이 이루어질 수 있게 할 수 있다. 신경망 학습의 오차 판단기준은 기존의 평균제곱오차(MSE)를 고려한다. 실증연구에는 모의생성된 ARMA(1,0) 자료와 담배생산량 자료를 이용한다.
VANET은 MANET과 달리 노드의 고속 이동성, 노드 밀도, 네트워크 토폴로지의 빈번한 변화와 같은 차량 환경 고유의 특징을 가진다. 이러한 특징들은 MANET의 네트워크 토폴로지 기반 프로토콜을 VANET에 적용할 수 없는 주요 원인이 된다. 본 논문에서는 영역 기반 릴레이 노드 선택 알고리즘을 사용한 긴급경고메시지 브로드캐스팅 프로토콜을 제안하였다. 영역 기반 릴레이 노드 선택 알고리즘은 긴급 경고 메시지를 전달하는 릴레이 노드가 통신 영역의 가장 자리에 위치하지 않더라도 최적의 전달 대기 시간을 부여함으로써 종단간 메시지 전달 지연 시간을 최소화 할 수 있다. 또한, 긴급경고메시지 브로드캐스팅을 위한 제어 메시지 교환이 필요 없기 때문에 낮은 네트워크 부하를 가진다. 제안한 알고리즘은 낮은 노드 밀도와 짧은 전송 거리의 VANET 환경에서도 종단간 메시지 전달 지연 시간을 줄여 줄 수 있다.
본 논문에서는 이동 에드혹 네트워크(Mobile Ad hoc network: MANET)에서의 상황인식 기반의 스케쥴링 기법인 CSWC(Coverage Scheduling Weight-value Control) 알고리즘을 제안한다. 기존의 LEACH 알고리즘은 확률적 분포 함수에 의해 커버리지 영역 안에 존재 하는 클러스터 헤드노드를 선택하여 중계노드로 통신한다. 하지만 확률적 분포함수에 의해 선택된 헤드 노드가 커버리지 영역에서 전송거리 비율이 비균형으로 나뉘어 전송할 경우, 노드의 에너지 소모가 일정하지 않아 효율적으로 사용하지 못하는 경우가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 최적의 커버리지 영역을 설정하여 유지하는 CSWC알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 커버리지 영역이 비균형으로 설정되어 있을 경우, 커버러지 영역을 결정하는 홉 수를 증가시켜 최적의 커버리지 영역을 제공하는 알고리즘이다. 주어진 모의실험 환경에서 노드의 효율적인 커버리지 영역을 설정하여 네트워크의 최적화된 에너지 소모를 보여주고 있다.
무선 센서 네트워크는 다양한 응용분야에서, 개방된 환경에 배치되어지므로, 공격자에게 손쉽게 노출된다는 취약점을 가지고 있다. 선택적 전달 공격(Selective Forwarding Attack)은 센서 네트워크에서 발생할 수 있는 공격중의 하나로 공격자는 훼손된 노드를 통하여 전장지역에서의 적의 움직임등과 같이 중요한 정보의 기지노드까지 정상적인 전달을 차단하여 감시자의 원활한 탐지를 어렵게 한다. Xiao, Yu 그리고 Gao는 이와 같은 위협에 대한 대안으로 선택적 전달 공격 탐지기법(checkpointbased multi-hop acknowledgement scheme; 이하 CHEMAS)를 제안하였다. CHEMAS에서 전달경로 상에 노드들은 미리 정해진 확률에 따라 감시 노드(checkpoint)로 선택되어지며 이 감시 노드들을 통해 공격 발생 지역을 탐지할 수 있다. 해당 기법에서 인증 패킷 전달 홉 수는 시스템 상에서 탐지율과 에너지 효율 사이에서 트레이드 오프 관계에 있으므로 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 보안 강도를 충분히 유지하면서, 에너지 효율성 또한 제공할 수 있는 경계 값 선택을 위해 퍼지 규칙 시스템을 적용하였다. 기지노드는 퍼지 규칙 시스템을 이용하여 매 주기마다 에너지 레벨과 훼손된 노드 수 그리고 기지노드로부터의 거리를 고려하여 상황에 맞는 적절한 경계 값을 결정한다.
심각한 에너지의 제한과 저전력 소모 조건은 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 에러제어 메커니즘의 중요성을 요구하고 있다. 본 논문에서는 에러 제어 기법의 해석을 위하여 ARQ 기법이 제시되었으며 패킷길이의 영향, 변조방식, 무선채널에서 간섭의 영향을 분석하였다. 더욱이, ARQ 에러 제어의 해석은 무선 센서 네트워크에서 주요한 Mica2 and MicaZ 센서 노드를 대상으로 고려하였다. 본 논문에서는 다중간섭 채널에서 선택 재전송 ARQ 방식을 적용한 비동기 FSK 신호와 DSSS-OQPSK 신호의 처리율 성능을 분석하였고 목적 노드로부터 수집 노드까지 올바르게 수신된 비트와 패킷의 수신 확률을 채널 파라미터, 무선 센서 노드의 수, 확산지표에 따라서 평가하였다.
무선 센서 네트워크에서 제안된 혼잡을 회피한 TDMA 기반의 MAC 프로토콜은 많은 노드에서 한꺼번에 전송할 데이터가 발생하더라도 중간에서 전달하는 노드가 타임슬롯을 소스 노드의 타임슬롯을 선택함으로써 혼잡에 의한 지연 없이 데이터를 BS(base station)으로 전달할 수 있다. 하지만, 데이터를 전달받기 위해서는 모든 타임슬롯에 걸쳐서 idle listening 을 수행하여야 하므로 에너지 소비가 크다. 본 논문은 혼잡을 회피한 TDMA 기반의 MAC 프로토콜로써 전원 제어 패킷(power control packet)을 이용하여 데이터의 전달을 이웃 노드에게 예측할 수 있도록 함으로써 노드들로 하여금 수면 모드로의 전환이 가능하게 되어 각 노드의 에너지가 절감된다.
본 논문에서는 무선 인지 애드 혹 네트워크에서 다중 채널 숨겨진 지국 문제(hidden terminal problem)를 해결하고 네트워크 성능을 향상시키기 위하여, 이웃 휴지 노드(idle node)들을 활용하는 효율적인 다중 채널 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 알고리즘은 각 노드가 단일 송수신기를 갖고, 제어 메시지 교환을 위한 공동 제어 채널을 활용하는 무선 인지 애드 혹 네트워크에 활용될 수 있다. 특히, 제안된 알고리즘에서는 데이터를 교환하고자 하는 통신 노드들이 한 홉(hop) 밖에서 사용되고 있는 데이터 채널에 대한 정보를 가지고 있는 이웃 휴지 노드들을 활용하여 데이터 채널을 선택함으로써 다중 채널 숨겨진 지국 문제를 효율적으로 해결할 수 있다. 시뮬레이션을 통해, 제안된 알고리즘이 중 채널 숨겨진 지국 문제를 최소화하고 2차 사용자간의 데이터 채널 선택시 발생하는 출돌(collision)을 줄임으로써 네트워크의 처리율을 증가시킬 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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