본 논문은 무선 센서 망의 실시간 데이터의 전달 확률 향상을 위한 기회적 실시간 데이터 전달 프로토콜을 제안한다. 기존에 재전송 기법은 데이터 전달 확률 향상을 위한 방법으로 잘 알려져 있으나, 이 기법은 딜레이를 발생시키기 때문에 실시간 데이터 전달에 적용하기는 적절치 않다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 무선 망의 브로드캐스팅 방법과 순차적 기회 제공 방법을 동시에 사용한다. 하나의 센서 노드의 1-홉 내에는 실시간 요구사항을 만족하는 다수의 노드가 존재한다. 제안 방안에서는 실시간 요구사항을 만족하는 노드들에게 브로드캐스팅으로 데이터를 전달하고, 이 그룹에 속한 노드들에게 순차적으로 데이터를 중계할 기회를 제공한다. 제안 방안은 데이터를 빨리 처리할 수 있는 노드에게 먼저 기회를 제공하여 좀 더 많은 노드들이 데이터를 전송할 수 있는 기회를 갖게 함으로써 데이터 전달 확률을 높인다.
무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활 환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 동작 환경적 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 센서 노드는 제약적인 자원을 가지고 있지만 데이터 수집, 데이터 프로세싱, 다른 노드로부터 수신된 데이터의 전달 등 여러 가지 작업들이 동시에 발생된다. 기존의 범용 센서네트워크 운영체제에서는 극도로 제한된 자원을 최대한 효율적으로 사용할 수 있는 방법에 대하여 주로 연구해 왔다. 무선 센서 네트워크의 응용 범위가 점차 넓어지고 있다. 방사능 감지와 같이 실시간성을 요구하는 응용분야들이 생겨나기 시작하면서 센서 네트워크에서도 실시간성의 필요성이 대두되게 되었다. 실시간 센서 네트워크 연구 분야에서 실시간 통신 프로토콜의 연구 결과가 발표되고 있지만, 실시간 운영체제의 지원없이 완전한 실시간성을 보장하기 힘들다. 하지만 센서 노드용 실시간 운영체제에 대한 연구는 아직까지 활발히 진행되지 않고 있다. 본 논문에서는 정시성을 보장하는 분산 객체 모델인 TMO를 센서네트워크의 제한된 자원 환경에 알맞도록 경량화 시킨 $\mu$TMO 모델을 제시하고, 센서 노드용 운영체제에 $\mu$TMO 모델 을 적용하여 실시간성 지원에 따른 오버헤드를 감소시킨 실시간 센서 네트워크 운영체제의 구조를 제안한다.
본 논문은 지상이나 해상의 선단 간의 통신 품질을 향상시키기 위하여 소형 무인항공기를 통신중계의 노드로 활용하기 위한 연구를 다룬다. 지상과 해상 공간에서의 무인항공기에 의한 공중 통신중계는 일반적인 통신 한계거리를 넘어서거나 혹은 제한된 위성통신만 가능한 경우에 선단 간의 통신을 효과적으로 보장할 수 있다. 이러한 공중 통신중계를 위한 전자장비는 이미 개발과 양산이 이루어지고 있지만 효과적인 통신중계를 위해 무인항공기를 운용할 지점이나 궤적을 설계하는 연구는 미비하다고 볼 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문은 선단 사이의 무선통신 성능을 향상시키기 위한 무인항공기의 배치를 최적화하기 위한 알고리즘을 제안한다.
멀티홉 셀룰러 네트워크 환경에서 노드의 이동성은 이동 노드와 액세스 노드 사이에 안정적인 경로를 찾고 유지하는데 악영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 멀티홉 셀룰러 네트워크 환경에서 단말의 이동성을 고려하여 빠르고 신뢰할 수 있는 이웃노드 탐색 프로토콜을 제안한다. 제안하는 이웃노드 탐색 프로토콜은 적합한 이웃노드를 신속하게 찾기 위해 각 링크 간 품질을 비교하여 불필요한 제어 메시지의 송수신을 막고, 선택 가능성이 높은 이웃노드 순으로 충돌 없이 제어 메시지를 전달 할 수 있도록 우선순위 기반 접속 제어를 수행한다. 시뮬레이션 결과, 제안한 이웃노드 탐색 프로토콜은 기존 방식보다 빠른 시간 내에 이웃노드를 찾을 수 있으며, 검색해야 하는 이웃노드 수가 증가하거나 노드의 이동성이 증가함에도 불구하고 더 좋은 중계 노드를 선택할 수 있다.
본 논문에서는 Delay Tolerant Network(DTN)에서 Markov chain으로 노드의 속성 정보를 분석하여 노드의 이동경로를 예측하는 알고리즘을 제안한다. 기존 DTN에서의 예측기반 라우팅 기법은 노드가 미리 정해진 스케줄에 따라 이동하게 된다. 이러한 네트워크에서는 스케줄을 예측할 수 없는 환경에서 노드의 신뢰성이 낮아지는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 노드의 속성 정보를 Markov chain을 적용하고 일정 구간에서 시간에 따른 노드의 이동 경로를 예측하는 CMCP(Context-awareness Markov-Chain Prediction)알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 노드의 속성 정보 중 노드의 속력과 방향성을 근사한 후 Markov chain을 이용하여 제한된 주기와 버퍼의 범위에서 확률전이 매트릭스를 생성하여 노드의 이동 경로를 예측하는 알고리즘이다. 주어진 모의실험 환경에서 노드의 이동 경로 예측을 통해 중계 노드를 선정하여 라우팅 함으로써 메시지 전송 지연 시간이 감소하고 전송률이 증가함 보여주고 있다.
3세대 이동통신 망에서는 릴레이 노드를 이용한 셀룰러 망과 애드혹 망의 통합을 통해 셀의 용량 및 셀 커버리지의 증가와 인접 셀 간의 부하 밸런싱 효과를 제공할 수 있다. 이러한 이종 무선 통합 망 환경에서 QoS를 제공하기 위해서는 이종 망 간에 데이터 전송 시 서로 다른 망 간의 네트워크 용량을 고려하여 데이터 릴레이 및 QoS 레벨을 일치시켜 줄 수 있는 릴레이 노드의 중계 역할이 필요하다. 본 논문에서는 과금 서비스에 기반한 보상금과 수익금 제도를 통하여 애드혹 노드와 셀 기지국 간의 데이터 릴레이 기능 및 QoS를 제공하는 협상 에이전트 기법을 제안하며 ns-2 기반 UMTS/WLAN 시뮬레이터를 이용하여 성능을 분석한다.
무선 센서 네트워크에서 패킷모음 기법은 에너지 소모 문제를 개선하기 위한 연구주제 중 하나다. 현재까지 연구된 패킷모음 기법에서는 중계노드들의 비효율적인 패킷전송이 존재한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 센서노드의 위치에 따라 적절한 패킷모음을 함으로써 에너지 효율적으로 패킷을 전송하며, 싱크노드와의 홉 수에 따라 계층별로 패킷을 전송하는 기법을 제안한다. 더불어 계층별 패킷전송을 위해 적합한 트리구성 방법도 소개한다. 성능분석을 통해 계층별로 패킷을 모음으로써 다른 기법들과 비슷한 수준의 전송지연을 가지면서 에너지 소모 측면에서 효율적임을 보인다.
네트워크 기술의 급속한 발달로 인해 최근 무선 Ad-hoc 통신망에 관한 연구가 활발하게 진행되어 오고 있다. Ad-hoc망은 기존의 유선망에서와는 다르게 중앙 집중화된 관리를 필요로 하지 않고 지리적으로 분산된 각 노드들이 역동적으로 위치를 변경하며 라우터의 역할을 수행하여 단대단 정보전송 서비스를 제공한다. 그러나 제한된 통신 자원으로 인한 낮은 대역폭과 높은 전송 오류를 포함하고 있으며, 한정된 대역과 단말기능에 있어서의 제약으로 현재의 인터넷 라우팅 프로토콜들을 그대로 사용하기 어렵다. 현재 사용되고 있는Ad-hoc 네트워크에서의 라우팅 프로토콜은 네트워크 토폴로지가 변화해야만 새로운 경로를설정하도록 되어 있어 이동성이 낮은 환경에서의 트래픽 집중화 현상과 경로 설정을 위한 반복적 검색으로 서비스 효율이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 다중 이웃 노드 테이블을 별도 관리하고 혼잡 상황시 자노드 중계 차단을 수행하여 효율적으로 부하균등을 제어하는 라우팅 기법을 제시한다.
In this paper, we propose a low-power design strategy to minimize energy-consumption for surveillance and reconnaissance sensor networks. The sensor network consists of many different nodes with various operations such as target detection, packet relay, video monitoring, changing protocols, and etc. Each sensor node consists of sensing, computing, communication, and power components. These components are integrated on a single or multiple boards. Therefore, the power consumption of each component can be different on various operation types. First, we identified the list of components and measured power consumption for them from the first prototype nodes. Next, we focus on which components are the main sources of energy consumption. We propose many energy-efficient approaches to reduce energy consumption for each operation type.
Web Real-Time Communication(WebRTC) 기술은 웹 기반으로 실시간 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 쓰이는 기술이다. WebRTC 기술은 인터넷 상의 두 컴퓨팅 노드 사이의 Peer-to-Peer RTP 연결을 가능케 함으로써 상호간 실시간 스트리밍을 가능케 하지만 컨퍼런스 시스템과 같이 다수의 노드가 통신에 참여하는 경우 네트워크 연결은 메쉬 토폴로지의 형태로 구성되어 대역폭의 한계로 확장성에 제한이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 인코딩과 먹싱을 통해 다중 노드간의 통신을 중계를 지원하는 Multipoint Control Unit(MCU)과 MCU 사이의 클러스터링, 그리고 클라우드 플랫폼을 통해 확장성 높은 실시간 스트리밍 서비스를 지원하는 플랫폼 구조를 설계하고 그 예제를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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