• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권5호
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• pp.1036-1057
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• 2013

Wireless body area network (WBAN) is a promising candidate for future health monitoring system. Nevertheless, the path to mature solutions is still facing a lot of challenges that need to be overcome. Energy efficient scheduling is one of these challenges given the scarcity of available energy of biosensors and the lack of portability. Therefore, researchers from academia, industry and health sectors are working together to realize practical solutions for these challenges. The main difficulty in WBAN is the uncertainty in the state of the monitored system. Intelligent learning approaches such as a Markov Decision Process (MDP) were proposed to tackle this issue. A Markov Decision Process (MDP) is a form of Markov Chain in which the transition matrix depends on the action taken by the decision maker (agent) at each time step. The agent receives a reward, which depends on the action and the state. The goal is to find a function, called a policy, which specifies which action to take in each state, so as to maximize some utility functions (e.g., the mean or expected discounted sum) of the sequence of rewards. A partially Observable Markov Decision Processes (POMDP) is a generalization of Markov decision processes that allows for the incomplete information regarding the state of the system. In this case, the state is not visible to the agent. This has many applications in operations research and artificial intelligence. Due to incomplete knowledge of the system, this uncertainty makes formulating and solving POMDP models mathematically complex and computationally expensive. Limited progress has been made in terms of applying POMPD to real applications. In this paper, we surveyed the existing methods and algorithms for solving POMDP in the general domain and in particular in Wireless body area network (WBAN). In addition, the papers discussed recent real implementation of POMDP on practical problems of WBAN. We believe that this work will provide valuable insights for the newcomers who would like to pursue related research in the domain of WBAN.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1364-1370
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• 2017

본 논문은 사용자의 핸드셋 처리를 최소화하기 위해 스마트 폰에 내장된 GPS 센서 및 가속도계를 기반으로 사용자의 외부 상황을 수집하고 사용자 스케줄의 데이터와 상호작용하여 스케줄 컨텍스트 기반의 모바일 폰의 프로파일 모드를 자동 설정하는 기법을 제안한다. 그러나 모바일 폰에서 실시간의 데이터 수집은 배터리 소모로 인하여 장치에 에너지 부족 현상을 나타낸다. 즉, GPS 및 기타 센서와 같은 측정 장치에 액세스하면 휴대용 장치의 전력 소모가 커질 수 있으므로 자원 소모를 효율적으로 처리할 수 있는 서비스 제어 방법을 설명한다. 따라서 주별 스케줄과 스마트 폰 모드 제어를 위한 상황인식의 효과적인 데이터 공유가 이루어져 데이터 수집을 위한 센싱에 대한 에너지 효율적면에서도 향상되었고, 최종 사용자의 로컬 컨텍스트와 스마트 폰 강제 제어와 같은 다양한 상황에 대한 환경 적응력을 제공함으로써 사용자의 컨텍스트의 이용에 보다 효과적으로 사용할 수 있다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권5호
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• pp.328-333
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• 2017

모바일 플랫폼에서 게임은 가장 전력을 많이 소모하여 배터리 사용시간을 단축시키는 응용 중 하나이다. 따라서 모바일 게임은 스마트폰의 배터리 사용시간을 늘리기 위한 중요한 전력관리 대상이다. 그러나 모바일 게임 실행 중에 배터리 용량이 급격히 감소하는 현상은 빈번하게 발생하는 문제이며 사용자가 많은 여러 모바일 게임의 동작을 검토해 본 결과 멀티 쓰레드로 동작하는 동안 특정 쓰레드가 불필요하게 CPU 사용량을 높게 점유하여 에너지가 낭비되는 경우가 발생하였다. 따라서 본 논문은 게임 실행 중 Quality of Service(QoS)와 무관하게 비정상적으로 CPU 사용량이 높은 쓰레드를 검출하고 이종 멀티프로세싱 (Heterogeneous Multi-Processing)의 특성을 활용하여 QoS 저하 없이 전력소모를 감소시키는 최적화 기법을 제안한다. 제안된 기법을 상용 스마트폰(삼성 Galaxy S6 Edge)에 적용하여 QoS 저하 없이 최대 58%의 에너지 효율 향상이 가능하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제27권5호
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• pp.433-450
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• 2002

The daily food intake for dairy cows has to be effectively controlled to breed a sound group of cows as well as to enhance the productivity of the cows. But, feed stuffs are fed in the common bulk for a group of cows in most cases despite that the individual food intake has to be varied. To obtain the feed for each cow, both the nutrient requirements and the nutrient composition of fred have to be provided in advance, which are based on the status of cows such as weigh marginal weight amount of milk, fat concentration in milk, growth and milking stages, and rough feed ratio, etc. Then, the mixed ration fur diet would be computed by the nutrient requirements constraints. However, when TMR (Total Mixed Ration) is conventionally supplied for a group of cows, it is almost impossible to get an optimal feed mixed ration meeting the nutrient requirements of each individual cow since the constraints are usually conflicting and over-constrained although they are linear. Hence, addressed in this paper is a simulated annealing (SA) technique to find the food intake for dairy cows, considering the characteristics of individual or grouped cows. Appropriate parameters fur the successful working of SA are determined through preliminary experiments. The parameters include initial temperature, epoch length. cooling scheduling, and stopping criteria. In addition, a neighborhood solution generation method for the effective improvement of solutions is presented. Experimental results show that the final solution for the mixture of feed fits the rough feed ratio and some other nutrient requirements such as rough fiber, acid detergent fiber, and neutral detergent fiber, with 100 percent, while fulfilling net energy for lactating, metabolic energy, total digestible nutrients, crude protein, and undegraded intake protein within average five percent.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.2811-2817
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• 2010

논문에서는 다중의 sink 노드를 가지는 무선 센서 네트워크에서 서비스의 질(Quality of Service: QoS)을 지원하면서 에너지 소모를 줄이는 MAC 프로토콜(QAC-MAC)을 제안한다. 일반적으로 데이터 수집 네트워크에서 sink 노드근처의 노드들은 많은 양의 데이터를 처리해야 하므로 sink 노드 부근에서 혼잡이 발생하게 되어 지연에 민감한 데이터에 치명적일 수가 있다. QAC-MAC은 센서 노드들의 에너지 자원을 절약하면서 전체 네트워크 수명을 높이기 위하여 매체 접근 및 스케줄링을 위하여 경쟁기반 프로토콜과 충돌없이 데이터를 전송하기 위한 TDMA 기반의 데이터 전송 구조를 가지는 하이브리드 메커니즘을 사용한다. 일반적으로 우선순위가 높은 실시간 트래픽은 버스티하고 동일한 목적지를 가지는 특성을 가진다. QAC-MAC은 cross-layer 개념을 도입하여 각 센서 노드에서 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈하여 가능한 적은 노드들만이 데이터 전송에 참여함으로 에너지를 절약함으로 전체 네트워크 수명을 연장한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.866-874
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• 2006

본 논문은 비주기 태스크에 대한 저전력 스케줄링을 달성하기 위한 새로운 동적 전압 조절(DVS) 알고리즘을 제안한다. 비주기 태스크는 주기(period)가 없고 발생시간(release time)과 최악실행시간(WCET) 예측이 불가능하기 때문에 기존의 DVS 알고리즘으로 스케줄링 할 수 없으므로 전력소모가 많이 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서는 일정한 크기의 주기와 최악수행시간을 갖는 주기적인 가상태스크를 정의하고, 발생한 비주기 태스크를 가상태스크에 할당하여 이미 존재하는 주기 태스크들과 함에 DVS 스케줄링을 수행하는 알고리즘을 제안한다. 가상태스크의 주기와 최악수행 시간은 이미 존재하는 주기태스크들과 가상태스크를 모두 포함한 태스크 활용률을 계산하여, 그 값이 1에 가장 근접하는 값으로 설정한다. 제안하는 알고리즘은 기존의 주기 태스크에 대한 DVS 알고리즘보다 11%의 전력 감소 효과가 있음을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.1405-1411
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• 2022

고성능 프로세서와 같은 하드웨어의 발전이 계속됨에 따라 임베디드 환경에서 전력관리는 여전히 중요한 문제이다. DVFS와 같은 전력관리방식은 네트워크 통신과 같은 폴링 기반의 입출력 프로그램에서 효율적인 전력관리를 위해 적응형 방식으로 CPU 주파수를 조절한다. 본 논문에서는 기존 전력관리방식에서의 문제점을 제시하고 새로운 전력관리 방식을 제안한다. 이를 통해 데이터 수신의 빈도가 낮은 상황에서는 폴링 주기를 늘려 전력소모를 줄일 수 있고, 반대로 데이터 수신이 빈번한 상황에서는 최대주파수로 동작하여 성능저하없이 동작 할 수 있다. 이를 임베디드 보드상에 코드계층으로 구현하고 Atmel사의 Power Debugger를 통해 실험 관찰한 결과 제안한 방식은 기존의 전력관리방식과 비교하여 전력소모에서 최대 30%의 성능향상을 보였다.

• 융합정보논문지
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• 제12권3호
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• pp.280-285
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• 2022

통신시스템에서 한정된 자원에서 최대의 용량을 얻기 위해서 안테나의 개수를 늘리는 것이 효과적이다. 주어진 주파수 자원에서 안테나 개수의 증가는 또 다른 차원의 신호의 송수신을 가능하게 하고, 추가적인 채널자원을 확보하여, 통신 용량을 증대시킬 수 있기 때문이다. 다수의 안테나가 존재하는 상황에서는 안테나를 한정된 공간에 효과적으로 집적하는 문제가 매우 중요해지게 된다. 이러한 상황에서 채널 자원과 안테나 자원을 효율적으로 분배하는 문제가 발생하여, 본 논문에서는 주어진 다수의 안테나 자원을 안테나간의 상관성을 고려하여 다수의 사용자에게 효과적으로 분배하는 문제를 해결하였다. 사용자를 선택하는 문제와 선택된 사용자에게 안테나를 할당하는 문제로 나누어 Semi-definite Relaxation 방식을 사용하여 최적해를 빠르게 구할 수 있도록 고안되었고, 시뮬레이션 결과를 통하여 편파가 사용된 상황에서는 공간 집적도가 증가함을 보였고, 안테나의 자원이 늘어남에 따라 평균적으로 34% 감소된 전력을 사용하여 전력 효율적인 전송을 하는 결과를 보였다.

• 국제학술발표논문집
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• The 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.437-443
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• 2013

Recently, sustainable building design, a growing field within architectural design, has been emerged in the construction industry as the practice of designing, constructing, and operating facilities in such a manner that their environmental impact, which has become a great concern of construction professionals, can be minimized. A number of different green rating systems have been developed to help assess that a building project is designed and built using strategies intended to minimize or eliminate its impact on the environment. In the United States, the widely accepted national standards for sustainable building design are known as the LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) Green Building Rating System. The assessment of sustainability using the LEED green rating system is a challenging and time-consuming work due to its complicated process. In effect, the LEED green rating system awards points for satisfying specified green building criteria into five major categories: sustainable sites, water efficiency, energy and atmosphere, materials and resources, and indoor environmental quality; and sustainability of a project is rated by accumulating scores (100 points maximum) from these five major categories. The sustainability rating process could be accelerated and facilitated by using computer technology such as BIM (Building Information Modeling), an innovative new approach to building design, engineering, and construction management that has been widely used in the construction industry. BIM is defined as a model-based technology linked with a database of project information, which can be accessed, manipulated, and retrieved for construction estimating, scheduling, project management, as well as sustainability rating. This paper will present a framework representing the building knowledge contained in the LEED green building criteria. The proposed building knowledge framework will be implemented into a BIM platform (e.g. Autodesk Revit Architecture) in which sustainability rating of a building design can be automatically performed. The development of the automated sustainability rating system and the results of its implementation will be discussed.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.56-63
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• 2012

WBAN은 인체 내부 및 외부에 부착한 디바이스를 무선으로 연결하여 통신하는 근거리 무선통신 기술로 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리, 데이터 링크, 네트워크, 응용계층에서 표준화가 진행되고 있다. WBAN 기술은 전력제한 및 생체특성을 반영하여 센서와 지그비 디바이스를 사용하여 에너지 효율적으로 구성한다. 무선 센서 네트워크는 다수의 센서노드와 센서노드가 전송하는 센싱 데이터를 수집하는 싱크노드로 구성된다. 센서노드는 넓은 지역에 정해진 형태 없이 배치되어 프로토콜에 의해 자가구성 능력을 가진다. 싱크노드는 고정 싱크노드와 모바일 싱크노드로 구분되고 모바일 싱크노드는 전체 네트워크의 에너지 소모를 분산시켜 고정싱크 노드보다 네트워크의 라이프 타임이 증가하는 장점이 있다. 센서노드의 제한된 에너지 자원은 WBAN의 에너지 효율측면에서 중요한 문제이다. 본 논문에서는 모바일 싱크노드 기반의 WBAN 환경에서 효율적인 데이터 전송을 위한 클러스터 토폴로지 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 그리드 기반의 라우팅 프로토콜 및 TDMA 기반의 스케줄링 알고리즘의 장점을 바탕으로 인접한 클러스터의 중첩영역을 최소화하고 클러스터 헤더의 데이터 부담을 감소시켜 수집지연 및 오버헤드가 빈번하게 발생하는 WBAN 환경의 무선 센서 네트워크에서 우수한 성능을 보였다.