• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권3호
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• pp.93-98
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• 2011

최근 배터리로 동작하는 임베디드 시스템의 사용이 급격히 증가하고 있지만, 현재 배터리 기술의 발전 속도는 임베디드 시스템의 전력 사용량의 증가를 따라가지 못하여, 장시간 사용을 위해서는 배터리의 크기가 커져야 하는 단점이 있다. 내장형 시스템에서 소모하는 전력량은 시스템을 구성하는 하드웨어와 시스템을 구동하는 소프트웨어에 의해 결정된다. 그러나 하드웨어적으로 저전력을 지원하더라도 운영체제 등 소프트웨어 수준에서 이를 활용하지 못하면 절전 효과를 극대화할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 모바일 임베디드 시스템 환경에서 멀티미디어 애플리케이션 구동시 BET(Break Even Time)기반 태스크 분할을 이용하여 소비 전력을 감소시키는 스케줄링 기법을 제안한다.

• Journal of Platform Technology
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• 제12권2호
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• pp.34-44
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• 2024

본 논문은 모바일 장치에 장착된 충전식 배터리의 사용 시간을 연장하기 위하여 모바일 장치에서 전력 소모 비율을 가장 많이 차지하는 센싱 시스템의 전력 소모를 최소화하는 동적 클럭 공급 제어 알고리즘과 시스템 부하 전력 안정화 알고리즘을 제안하였다. 동적 클럭 공급 제어알고리즘은 센싱 시스템의 전력을 차단할 수 있도록 회로를 구성하여 센싱하지 않는 시간에는 전력을 차단하고 센서 변화율이 낮은 상태를 인지하여 측정 주기를 조정하는 방법으로 센싱 시스템에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다. 시스템 부하 전력 안정화 알고리즘은 전력 소모 상태에 따라 주변 모듈의 전력을 제어하는 알고리즘으로 많은 전력을 요구하는 상황일 경우 클럭 공급을 제어하여 동작 안정화 작업을 수행한다. 실험 결과, 동적 클럭 공급 제어 알고리즘만을 적용하는 경우 센싱 시스템에서 소모되는 전력을 17% 감소시키는 효과를 확인하였고, 시스템 부하 전력 안정화 알고리즘만을 적용하는 경우 9.3%의 전력 소모를 감소시켜 영상 처리와 같은 많은 전력을 요구하는 상황에서 안정적으로 동작할 수 있었다. 두 가지 알고리즘을 모두 적용하는 경우 배터리의 전력 소모가 알고리즘을 적용하기 전보다 67% 감소하였다. 이를 통해 제안한 방법의 신뢰성을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제32권5호
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• pp.615-624
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• 2005

Mobile IP에서 사용자의 이동성을 지원하기 위해 여러 종류의 메시지 -바인딩 갱신 메시지,바인딩 요청 메시지와 바인딩 응답 메시지- 가 사용된다. 끊김 없도록 이동성 관리를 하기 위해서는 그러한 메시지가 빈번하게 교환되어야 하지만, 이는 네트워크의 부하 증가 및 이동 노드의 에너지 효율성 악화를 유발한다 따라서 서버는 사용자의 위치 추적을 수행하면서 위의 문제를 효과적으로 해결하기 위한 알고리즘이 필요하게 되었으며, 이것은 본 논문에서 주요한 대상이 된다. HMIPv6 환경에서 각 사용자는 과거이동 로그를 지역적으로 저장한 후, 주기적으로 프로파일을 만든다. 이후 어느 영역으로 이동할 때마다 그 지역에서의 예상 상주 시간을 계산하는데, 이 프로파일 정보를 이용하여 메시지의 라이프타임으로 사용하도록 한다. 물론, 프로파일에서 이동 지역별 상주 시간뿐만 아니라 도착 시간까지 고려한 경우, 보다 정확한 라이프타임 값을 얻을 수 있다. HMIPv6 환경에서 제안한 기법들과 기존 기법 사이의 성능을 비교하기 위해 바인딩 갱신 메시지의 대역폭을 측정하는 다양한 실험을 수행하였다 그 결과 이동 노드가 임의의 서브넷에서 13분 이상 상주시 $80\%$이상의 이득을 얻을 수 있었다. 즉, 기존 기법과 동일하게 사용자의 위치를 관리하면서, 바인딩 갱신 메시지 수를 획기적으로 줄임으로써 네트워크 및 이동 단말의 에너지 효율성을 크게 향상시킬 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.99-107
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• 2020

본 논문에서는 모바일 기기에서 앱 실행 시 데이터 접근 속도를 향상하기 위해 사용하는 모바일 캐시의 특징을 분석하고 캐시 데이터 접근 실험을 통해 모바일 캐시의 중요성을 검증한다. 지난 10년간 모바일 기기 시장은 빠른 속도로 성장하였지만, 배터리가 제한적이고, 기기의 크기와 가격이 고려돼야 하므로 속도가 빠른 하드웨어를 사용하기 어렵다. 따라서 캐시 메모리와 같이 메모리 완충 구조를 통해 성능을 보완한다. 본 논문의 주요분석 대상은 캐시 메모리 크기, 캐시의 계층구조 그리고 교체방식과 그에 따른 모바일 성능을 확인한다. 시뮬레이션 데이터는 마이크로프로세서 시스템 연구에서 캐시 성능 확인용으로 사용한 데이터를 사용하였다. 실험결과 모바일 기기에서 캐시 메모리를 사용할 때 데이터에 대한 평균 접근 속도는 캐시 메모리가 없을 때 보다 10배의 성능향상을 보였으며 결과적으로 캐시 메모리는 같은 사양일 때 모바일 기기의 성능향상에 도움이 되는 것으로 나타났다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권3호
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• pp.943-961
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• 2020

With the advent of IoT technology and Big Data computing, the importance of WSNs (Wireless Sensor Networks) has been on the rise. For energy-efficient and collection-efficient delivery of any sensed data, lots of novel wireless medium access control (MAC) protocols have been proposed and these MAC schemes are the basis of many IoT systems that leads the upcoming fourth industrial revolution. WSNs play a very important role in collecting Big Data from various IoT sensors. Also, due to the limited amount of battery driving the sensors, energy-saving MAC technologies have been recently studied. In addition, as new IoT technologies for Big Data computing emerge to meet different needs, both sensors and sinks need to be mobile. To guarantee stability of WSNs with dynamic topologies as well as frequent physical changes, the existing MAC schemes must be tuned for better adapting to the new WSN environment which includes energy-efficiency and collection-efficiency of sensors, coverage of WSNs and data collecting methods of sinks. To address these issues, in this paper, a self-organization scheme for mobile sensor networks with mobile multiple sinks has been proposed and verified to adapt both mobile sensors and multiple sinks to 3-dimensional group management MAC protocol. Performance evaluations show that the proposed scheme outperforms the previous schemes in terms of the various usage cases. Therefore, the proposed self-organization scheme might be adaptable for various computing and networking environments with big data.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권6호
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• pp.471-484
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• 2010

이동통신 시스템에서 이동단말이 소비하는 전력은 휴대용 배터리의 용량 제약으로 인하여 매우 중요하게 고려되는 이슈이다. 따라서, Mobile WiMAX 시스템을 포함한 대부분의 무선통신 네트워크 규격은 이동단말의 전력소모를 줄이기 위한 전력절약 모드를 지원한다. 그러나 이들 규격에서 제시하는 전력절약 모드는 청취구간의 시간적인 배치만을 정의한다. 따라서 전력절약 모드로 동작하는 단말의 소비전력은 단말제조사의 구현형태에 의존적이며, 채널환경 변화에 따라 페이징 손실의 위험성도 존재한다. 본 논문은 광대역 이동통신 네트워크 환경에서 전력절약 모드로 동작하는 이동단말이 채널품질의 변동추이를 바탕으로 최선의 기지국을 선택하는 방식을 통해 보다 효율적인 전력사용 및 청취구간 동안 페이징 메시지의 손실 위험을 줄이는 실용적인 알고리즘을 제시한다. 이러한 채널적응형 주파수/기지국 재선택 알고리즘은 청취구간 동안 채널품질을 측정하는 과정, 측정된 채널품질의 변동을 추적하는 과정, 추적결과에 따라 이종 주파수 탐색을 수행하는 과정, 탐색결과에 따라 최선의 주파수 및 기지국을 재선택 하는 과정으로 구성되어 있다. 그러므로 제안된 방식은 단말이 이동함에 따라 해당 네트워크의 채널환경이 변하더라도 전력을 합리적으로 사용함과 동시에 양호한 기지국을 선택하게 함으로써, 청취구간에서 페이징 메시지 수신성능을 향상시킨다. 본 알고리즘을 적용한 시뮬레이션 결과는 단말의 이동하는 채널환경에서 다른 후보방안들 보다 페이징 메시지 수신성능이 우수함을 보여주고 있으며 동시에 단말이 평균적으로 보다 양호한 채널환경에서 전력절약 모드를 동작하게 함을 보여준다.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.69-78
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• 2020

Small portable devices such as mobile phones and laptops currently display a trend of high power consumption owing to their characteristics of high speed and multifunctionality. Low-power SoC design is one of the important factors that must be considered to increase portable time at limited battery capacities. Popular low power SoC design techniques include clock gating, multi-threshold voltage, power gating, and multi-voltage design. With a decreasing semiconductor process technology size, leakage power can surpass dynamic power in total power consumption; therefore, appropriate low-power SoC design techniques must be combined to reduce power consumption to meet the power specifications. This study examines several low-power SoC design trends that reduce semiconductor SoC dynamic and static power using EDA tools. Low-power SoC design technology can be a competitive advantage, especially in the IoT and AI edge environments, where power usage is typically limited.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.22-31
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• 2012

스마트폰은 일반 휴대폰의 기능에 컴퓨터 기능을 추가한 지능형 단말기로 사용자의 요구를 수행하기 위해 처리능력이 뛰어난 프로세서와 다양한 통신모듈(DMB, Wi-Fi, 블루투스, NFC 등)을 내장하고 있다. 하지만, 제한되어 있는 배터리 전력을 프로세서와 내장된 통신모듈이 지속적으로 사용하게 된다면 배터리의 수명은 비례하여 줄어들게 된다. 따라서 시스템 실행 및 통신모듈 디바이스별 전력소모량 관리는 연구분야에서 중요한 이슈 중 하나이다. 본 논문에서는 스마트폰 환경에서 배터리 절감을 위하여 에너지소모량, 전송시간을 고려하여 통신모듈을 자동 제어하는 기법을 제안한다. 본 시스템은 통신모듈을 자동선택하는 기능 뿐만 아니라 휴면모드 시 에너지 소모가 큰 블루투스를 제어함으로 효과적인 에너지관리와 사용자 편의성을 높이는 결과를 얻을 수 있었다. 실험 결과 20%의 에너지 절감효과를 얻을 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.754-759
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• 2015

오늘날 선박 내 승선자의 위치인식과, 이를 모니터링을 하는 데 저 전력 근거리 통신시스템이 많이 개발되고 있으며, 이러한 저 전력 근거리 통신을 위해서 BLE, Zigbee 등과 같은 저 전력 통신 모듈이 이용되고 있다. 저 전력 통신 모듈은 1:N 통신이 가능하고, 휴대폰, 인체 등의 이동 물체에 탑재할 수 있어 각광을 받고 있다. 저 전력 통신모듈을 사용하는 데 있어서, 배터리의 용량이나 크기가 각각 시스템의 작동시간이나 통신모듈의 디자인에 중요한 요소가 된다. 따라서 모듈은 가급적 작게 만들어져야 하고, 배터리는 모듈의 크기보다 더 작게 선정되는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 전송률 1/250 조건에서 데이터 시트와 방전특성 그래프를 참조하여 SIVCP용 BLE 모듈에 사용되고 있는 배터리의 이론 수명을 산출하고, 위와 동일한 전송률과 1/5000 전송률의 조건에서 각각 송전전류와 저속모드 전류를 검출하여 실험수명을 산출하며, 전송률을 1/25로 하여 수일 동안 고속 방전 장기 실험수명을 측정한다. 이와 같은 실험을 통하여, 배터리의 수명예측과 수명연장 방법을 실험적으로 검증하고, 이를 선박의 용도와 승객의 유형에 따른 적절한 배터리 선정에 활용하고자 한다. 모듈의 전송률과 배터리 크기 선정은 모듈의 설계비용의 감소, 배터리 유지관리 및 승객의 편의 등에 중요한 영향을 미치는 요소가 된다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권12호
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• pp.381-390
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• 2015

스마트폰과 같은 이동형 장치들은 계산 성능이나 메모리 크기, 배터리 전력량 등의 한계로 인해 엔터테인먼트 애플리케이션이 요구하는 상호작용성을 보장하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 상호작용이 필수적인 애플리케이션의 응답 속도를 개선할 수 있는 코드 수준 병렬화 방법론을 제안한다. 이 방법을 적용하면, 스마트폰 등에서 제공하는 멀티코어 아키텍쳐를 바탕으로 기존 애플리케이션의 모노코어 알고리즘을 복잡한 재설계 없이 코드 수준에서 병렬화 할 수 있다. 특히 플랫폼 독립적인 표준 쓰레드 라이브러리인 POSIX 쓰레드를 활용하면 안드로이드나 iOS등의 다양한 스마트폰 플랫폼에서 본 방법론을 적용할 수 있다. 이의 효과적인 응용 사례로서 수백만개의 원소를 처리하는 행렬 연산 함수를 병렬화 해보았고 실사용 환경에서 약 3배가량의 성능 향상을 확인하였다.