• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권11호
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• pp.369-382
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• 2015

에너지 절감형 서버 클러스터에서는 에너지 절감을 고려하지 않는 기존 서버 클러스터에 비해 서비스 품질을 보장하면서 전력소비를 절감하는 것을 목표로 하며, 현재의 부하를 처리하는 데 필요한 최소수의 서버들만 ON 하도록 고정 주기 또는 가변 주기로 서버들의 전원모드를 조정한다. 이에 대한 기존 연구들은 전력을 절감하거나 열을 낮추는데 노력해왔지만 에너지 효율성을 잘 고려하지 못했다. 본 논문에서는 기존 자율학습기반의 서버 전원 모드 제어 방법의 단위전력당 성능과 QoS를 높이기 위한 에너지 효율적인 클러스터 관리기법을 제안한다. 제안 방법은 다중임계기반의 자율학습 방법과 전력소모 예측 방법을 결합한 서버 전원 모드 제어이다. 일반적인 부하 상황에서는 다중임계 학습기반의 서버 전원 모드 제어를 적용하고, 급변하는 부하 상황에서는 예측기반의 서버 전원 모드 제어가 적용된다. 일반적 상황과 급변하는 상황의 구별은 현재의 사용자 요청과 관찰된 과거 몇 분의 사용자 요청의 비율에 따라 이루어진다. 또한, 동적종료 기법을 추가로 적용해 서버가 OFF 하는 데 소요되는 시간을 단축한다. 제안 방법은 16대 서버로 구성된 클러스터 환경에서 3가지 부하 패턴을 이용하여 실험을 수행한다. 다중임계 학습, 예측, 동적종료를 함께 이용한 실험에서 단위전력당 성능(유효응답 수)과 표준화된 QoS 측면에서 가장 우수한 결과를 보여준다. 제안하는 방법과 파라미터 로드된 단일임계 학습을 비교할 때 뱅킹 부하패턴, 실제 부하패턴, 가상 부하패턴에서 단위전력당 유효응답 수가 각각 1.66%, 2.9%, 3.84% 향상되고, QoS 관점에서는 각각 0.45%, 1.33%, 8.82% 향상되었다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권8호
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• pp.245-251
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• 2015

디지털 사이니지 시스템이 윈도우 OS에 장착 된 PC에서 작동 될 경우, 구현 가격이 매우 높다. 이러한 문제점을 해소하고자, 최신 스마트폰에 활용되는 ARM Coretex계열의 멀티코어 프로세서가 탑재된 안드로이드 OS 플랫폼 기반의 저전력 저가격의 디지털 사이니지 시스템과, 원격제어기술을 응용하여 어디서나 광고단말기를 원격제어하고 원격콘텐츠를 관리할 수 있는 융복합형 웹서버 기반의 원격 콘텐츠 관리용 서버프로그램을 개발하였다. 구현된 시스템은 디스플레이를 포함한 일체화된 디지털 사이니지 시스템으로, 저전력 모바일 플랫폼을 최적화한 하드웨어 인터페이스로 설계 구현되었고, 상황정보센서를 이용하여 조도, 온도, 날씨, GPS등의 주변상황 정보를 습득한 서비스 융합형 모델을 구현하는 구조로 설계 구현되었다. 또한 콘텐츠 자동생성 모듈은 컨텐츠 사용자에게 전용 저작 도구와 SMIL 기반의 자동으로 가동되도록 프레임 워크에 의해 규정된 컨텐츠를 제공하고, 사용자 정보 데이터베이스에 저장된 사용자 정보를 참조하여 사용자별 맞춤형 SMIL 컨텐츠를 생성해주는 융복합형 기능이 구현되었다. 개발된 디지털 사이니지 시스템은 기존 윈도우 OS 환경 대비 50% 이상의 소비전력 저감과 16포인트 멀티터치 기능을 구현하였고 상용화를 위한 기본 환경시험성능을 모두 만족하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권5호
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• pp.63-72
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• 2005

본 논문에서는 가정용 로봇에 적용 할 수 있는 운영체제 수준의 동적 전력 관리 기법인 EAJS(Energy-Aware Job Scheduler)를 제안한다. EAJS는 workload가 일정하지 않은 IO 장치를 사용하는 job들을 스케줄하여 장치의 idle주기를 가능하면 연속적이게 만든 후, 장치를 shutdown 시켜서 에너지 소모를 줄이는 능동적인 저전력 스케줄러이다. EAJS는 기존의 저전력 스케줄러와 달리, IO 장치를 사용하는 job의 workload, job의 buffering에 사용 가능한 메모리의 크기, buffering으로 인해 발생하는 시간 지연 등을 동시에 고려하여 job을 스케줄 하기 때문에, 에너지를 절약하면서도 시스템의 성능 저하를 최소화 할 수 있다. EAJS의 prototype을 본 연구에서 개발한 가정용 로봇인 AFM(Autonomous Family Machine)에 구현하였으며, H.263 인코더를 수행시키는 실험을 통해 무선랜과 DSP의 에너지 소모가 최대 $44\%$ 가량 줄어듬을 확인 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.165-173
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• 2011

MANET(Mobile Ad-hoc Network)에서 이동 노드는 제한된 배터리로 동작한다. 네트워크의 종료를 막기 위해, 주어진 배터리를 효율적으로 소모하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 기존의 에너지를 고려한 라우팅 방법과 동적 소스 라우팅 (DSR:Dynamic Source Routing)을 소개하고, 전체 네트워크의 생존시간과 전송되는 패킷의 개수를 증가시키기 위한 에너지를 고려한 동적 소스 라우팅 EDSR(Energy-aware Dynamic Source Routing)을 제안한다. 기존의 DSR에서는 남아 있는 에너지를 고려하지 않고 경로 선택을 하였지만, EDSR은 에너지 경계값(threshold)을 두어 배터리의 남아 있는 에너지 잔량을 고려하여 경로를 선택하게 된다. EDSR을 시뮬레이션을 통해 실험한 결과 전체 네트워크의 생존시간과 전송되는 총 데이터 패킷의 용량에서 향상된 성능을 보여주었으며, 소모되는 에너지도 고르게 분포되는 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권1호
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• pp.78-85
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• 2008

대부분의 전력 관리 기법에 대한 연구는 동작 주파수나 동작 전압을 변화 시켜 시스템의 가용성을 증가시키는데 집중되었다. 이 방법은 전력소모를 줄이기 위해 구동 주파수를 수시로 변경하므로 실 시스템의 성능을 저하 시킨다. 소비 전력을 줄이기 위한 다른 방법은 구동 주파수의 개수를 제한하거나 실행 시간 동안 전체 주파수를 완만하게 관리하여 시스템의 성능을 높이는 것이다. 허나 기존 연구는 실시간 응용 프로그램에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 실시간 시스템에서 소비 전력의 손실을 줄이고 시스템의 성능을 향상시키기 위해 구동 주파수 레벨의 할당 방법과 주파수 평활화 기법을 이용한 전력 관리 기법을 제안한다. 이 기법은 연속적인 주파수 간격에서 알고리즘이 예측한 주파수를 양자화된 주파수로 매핑한다. 이러한 주파수 평활화 기법은 좁은 주파수 대역에서 잦은 주파수 변경으로 발생한 시스템의 오버헤드를 줄일 수 있다. 매핑된 주파수는 넓은 주파수 간격에서 주파수 불일치로 발생하는 전력소모를 줄일 수 있다. 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 기존의 CC RT-DVS 기법에 비해 최대 40%, 평균 15% 정도 소비 전력을 줄일 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권6호
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• pp.293-303
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• 2008

컴퓨팅 환경이 무선과 휴대용 시스템으로 변화하면서, 전력효율이 점점 중요해지고 있다. 특히 내장형 시스템일 경우에 더욱 그러한데 이중 메모리에서 소모되는 전력이 전체 전력소모의 두 번째 큰 요소가 되고 있다. 메모리 시스템에서의 전력소모를 줄이기 위해서 SDRAM의 저전력 모드를 활용할 수 있다. RDRAM의 경우 냅모드(nap mode)는 액티브 모드(active mode)의 5%이하의 전력만을 소모한다. 하지만 하드웨어 컨트롤러는 운영체제가 협조하지 않으면 이 기능을 효율적으로 활용하지 못한다. 이 논문에서는 SDRAM의 액티브 유닛(active unit)의 수를 최소화하는 방법에 초점을 맞춘다. 운영체제는 참조되지 않는 메모리를 저전력 모드에 놓음으로써 최소한의 유닛들만을 액티브 모드에 놓은 상태로 프로그램이 수행될 수 있도록 피지컬(physical) 페이지들을 할당한다. 이것은 PAVM(Power Aware Virtual Memory) 연구의 일반화된 시스템 전반에 대한 연구라고 할 수 있다. 우리는 모든 피지컬 메모리를 고려하고 있으며, 특히 평균적으로 전체 메모리의 절반을 사용하는 버퍼 캐시를 고려하고 있다. 버퍼 캐시의 용량과 그 중요성 때문에 PAVM 방식은 버퍼 캐시를 고려하지 않고는 완전한 해법이 되지 못한다. 이 논문에서 우리는 메모리의 사용처를 분석하고 저전력 페이지 할당 정책을 제안한다. 특히 프로세스의 주소공간에 매핑(mapping)된 페이지들과 버퍼 캐시가 고려된다. 이 두 종류의 페이지들간의 상호작용과 그 관계를 분석하고 저전력을 위해 이러한 관계를 이용한다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권9호
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• pp.27-34
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• 2012

오늘날 ICT 네트워크에서 에너지 소모는 전체 에너지 소모의 10% 내외로 가까운 미래에 에너지가 현저하게 증가 할 것이다. 그러한 이유로 ICT 네트워크에서 에너지를 절약하려는 연구가 상당히 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서 네트워크 레벨에서 네트워크 품질을 보장하면서 에너지 절약이 가능한 방법을 검토한다. 네트워크를 구성하는 노드와 링크는 에너지 프로파일에 따라 에너지가 소모된다고 가정하였다. 특히 IP 네트워크에서, 다양한 에너지 프로파일 모델을 기본으로 하여 네트워크가 소모하는 에너지 모델을 정식화하고, IP 네트워크 품질을 만족하면서 에너지 절약이 가능한 energy-aware QoS 라우팅 방안을 제시하고 검토한다. 본 논문에서 시뮬레이션을 이용하여, 에너지 프로파일에 따라 IP 네트워크가 소모하는 에너지의 차이가 크며, 적절한 에너지 프로파일 모델을 개발한다면 에너지 절약이 가능함을 보여 준다. 또 IP 네트워크의 품질을 유지하면서 에너지 절약이 가능한 energy-aware QoS 라우팅 중 min_used_path(MP) heuristic을 이용한 방법이 네트워크의 노드 및 링크의 감소율이 다른 방법에 비해 우수하고, 에너지 절약 효과가 다른 방법에 비해 우수함을 분명히 한다. 따라서 결론적으로 본 논문에서는 energy-aware QoS 라우팅의 한 방법인 min_used_path(MP) heuristic을 적용하여 네트워크 품질 유지하면서 에너지를 절약 할 수 있음을 확인 하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9A호
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• pp.884-891
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• 2006

무선 센서 네트워크에서의 센서 노드는 배터리로 동작하기 때문에 에너지에 대한 제약이 있다. 따라서 무선 센서 노드를 위한 효율적인 전력 관리 기법과 스케줄링 기법 설계가 중요한데, 본 논문에서는 운영체제 레벨의 소비 에너지를 줄이기 위한 알고리즘을 제안한다. 효율적인 배터리 사용을 위해 상황에 따라 필요한 컴포넌트에만 전원을 인가함으로써 센서노드의 에너지 소비를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘을 시뮬레이션 한 결과 기존의 duty 사이클과 비교하여 최대 56%의 에너지가 절약되었음을 알 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2098-2117
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• 2012

This paper jointly investigates the bandwidth allocation, transmission strategy and relay positions for two-way transmission aware cellular networks with network coding (NC). Our goal is to minimize the transmission power of mobile terminals (MTs). Consider a cellular system, where multiple MTs exchange information with their common base station, firstly, we propose an efficient bandwidth allocation method and then give a transmission strategy for each MT to determine whether to use relay stations (RSs) for its two-way transmission with the BS or not. To further improve the system performance, the optimal positions of RSs are also jointly discussed. A GA-based algorithm is presented to obtain the optimum positions for RSs. Besides, the impacts of frequency reuse on MT's transmission power and system spectral efficiency (SE) under different number of relays are also discussed in our work. Numerical results show that the proposed NC aware scheme can extend MTs' battery life at least 6% more than traditional method.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.225-232
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• 2009

유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 상황 인식 기술은 수집된 컨텍스트 정보를 효과적으로 구조화하여 표현하고, 이러한 컨텍스트 정보를 이용하여 사용자의 의도를 파악한 후, 서비스를 제공하는 기술 등의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 상황 인식 컴퓨팅을 위한 프레임워크인 WS-CAM으로 명명된 웹 서비스에 기반한 상황 인식 미들웨어를 제안한다. WS-CAM은 온톨로지 기반의 컨텍스트 모델을 사용하여 다양한 종류의 컨텍스트 정보에 대한 충분한 표현력과 추론 기능을 제공하고, 미들웨어로부터 응용 서비스로의 컨텍스트 정보 전달에 있어서 웹 서비스를 적용하여 미들웨어 독립적인 응용 개발을 이룰 수 있는 구조로 설계한다. 또한, WS-CAM의 유용성을 검증하기 위하여 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 기반을 둔 강의 서비스 시나리오를 기술하고, 웹 서비스 기반의 장점을 보이기 위하여 미들웨어 독립적인 시스템 확장의 예를 보인다. 강의 서비스에 적용한 WS-CAM은 도메인 환경 내의 컨텍스트 정보를 OWL 기반 온톨로지 모델로 효과적으로 표현하였고, 사용자 정의 규칙에 의하여 고수준의 컨텍스트 정보로 추론됨을 확인하였다. 또한, 웹 서비스에 의해 제공되는 다양한 웹 메서드를 통하여 컨텍스트 정보가 응용 서비스에 미들웨어 독립적으로 전달됨을 확인할 수 있었다.