• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제11권10호
• /
• pp.1376-1384
• /
• 2008

망의 자동형성에 대한 많은 연구들은 주로 무선 센서 망과 애드혹 망에 대해 수행되었으며 그 결과들은 아직까지 공장자동화에 적용되지 못하였다. 본 논문은 블루투스 통신과 PDA(Personal Digital Assistant)를 이용하여 조업자의 위치에 종속됨 없이 공정 환경을 감시, 제어하는 공정 관리 시스템의 개발에 관하여 기술한다. 이는 유선망을 사용할 수 없는 회전체의 설비진단에 필수적이다. 모바일 단말이 공정관리 서버의 통신 범위에 접근하면 서버는 이동 단말의 존재를 인지하여 스스로 네트워크를 형성한다. 사용자에 대한 인증과정을 거쳐 모바일 단말의 소유자 권한에 따른 모니터링 제어 프로그램을 자동으로 다운로드하여 설치한다. 또한 모바일 단말이 서버의 통신 반경을 벋어나게 되면 네트워크에서 제외하고 프로그램을 자동으로 삭제하여 리소스를 줄이고 모바일 단말의 분실 시 발생할 수 있는 보안상의 문제를 방지한다. 개발된 기능들은 공장 시뮬레이터에서 동작을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권12호
• /
• pp.57-63
• /
• 2016

본 논문은 $0.18{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용한 IEEE802.15.4g SUN 체계의 센서노드 무선통신부에 적용할 수 있는 RF 주파수 합성기의 구현에 대하여 기술하였다. 제안한 주파수 합성기는 고속 저잡음 특성을 얻기 위하여 VCO, 프리스케일러, 1/N 분주기, ${\Delta}-{\Sigma}$ 모듈레이터 그리고 PLL 공통 회로 등의 설계 최적화가 이루어졌으며, 특히 VCO는 NP 코어 구조와 13단 캡 뱅크를 각각 적용하여 고속, 저잡음 및 광대역 튜닝 범위를 확보하였다. 제안된 주파수 합성기를 칩으로 제작하여 측정한 결과 출력 주파수 범위는 1483MHz~2017MHz, 위상잡음은 100KHz 오프셋에서는 -98.63dBc/Hz, 1MHz 오프셋에서는 -122.05dBc/Hz로 양호한 특성을 얻을 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제14권1호
• /
• pp.39-54
• /
• 2014

Node layout optimization of structural wireless systems is investigated as a means to prolong the network lifetime without, if possible, compromising information quality of the measurement data. The trade-off between these antagonistic objectives is studied within a multi-objective layout optimization framework. A Genetic Algorithm is adopted to obtain a set of Pareto-optimal solutions from which the end user can select the final layout. The information quality of the measurement data collected from a heterogeneous WSN is quantified from the placement quality indicators of strain and acceleration sensors. The network lifetime or equivalently the network energy consumption is estimated through WSN simulation that provides realistic results by capturing the dynamics of the wireless communication protocols. A layout optimization study of a monitoring system on the Great Belt Bridge is conducted to evaluate the proposed approach. The placement quality of strain gauges and accelerometers is obtained as a ratio of the Modal Clarity Index and Mode Shape Expansion values that are computed from a Finite Element model of the monitored bridge. To estimate the energy consumption of the WSN platform in a realistic scenario, we use a discrete-event simulator with stochastic communication models. Finally, we compare the optimization results with those obtained in a previous work where the network energy consumption is obtained via deterministic communication models.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권12A호
• /
• pp.1128-1135
• /
• 2010

실내 무선 측위를 위한 UWB (Ultra Wide Band) 무선 측위 시스템에서는 정확한 위치 정보를 추정하기 위해 거리 인지 정보를 사용한다. 거리 인지를 위해서는 TOA (Time of Arrival), TDOA (Time Difference of Arrival)와 같은 시간 정보를 기반으로 하는 기법을 사용하는 것이 일반적이며, 시간 정보를 측정하기 위해서는 흔히 클럭 정보를 사용하는데, 이 때 가장 기본적으로 고려해야할 요소가 클럭 동기를 맞추는 것과 클럭 오프셋에 의한 오차를 보상하는 것이다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 공통 클럭을 이용한 거리 인지 및 무선 측위 기술을 제안한다. 제안하는 무선 측위 기술의 성능 검증을 위하여 IEEE 802.15.4a TG에서 제시한 채널 환경에서 공통 클럭을 이용한 측위 시스템의 거리 인지 및 우선 측위 결과를 확인하기 위한 실험을 진행하였으며, 모의실험 결과를 통하여 클럭 오프셋에 영향을 받지 않는 우선 측위 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37권4B호
• /
• pp.300-308
• /
• 2012

다양한 실내 위치 추적 기술들이 제안되고 있다. 일반적으로 TOA(Time of Arrival)신호를 활용한 실내 위치 추적 시에는 건물 내의 다양한 장애물들에 의해 전파의 굴절, 반사, 분산 등에 의해 위치 추적이 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 NLOS(Non-Line-Of-Sight)환경에서 ETOA(Estimation-TOA) 알고리즘을 적용한다. ETOA알고리즘은 실내의 NLOS 환경이 발생한 해당 Beacon과의 TOA값을 추측항법을 통해 TOA값을 예측하는 알고리즘이다. 본 알고리즘을 이용하게 되면 삼각측량법을 사용하는 위치추적 시 3개의 노드 중 최대 2개의 노드가 NLOS가 발생하더라도 정확도 있는 위치 추적이 가능하다. 본 논문에서는 ETOA 알고리즘을 실내 이동로봇에 적용하고 로봇내의 관성센서와 칼만 필터를 이용함으로서 정확한 위치 추적을 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제16권3호
• /
• pp.331-335
• /
• 2010

무선 센서 네트워크에서 중요한 이슈 중 하나는 배치되는 센서 노드들이 최대한 요래 지속되도록 전력 소비를 줄이는 것과, 네트워크를 시간 동기화 하는 것이다. 기존의 저 전력 시간 동기화 알고리즘은 취침모드에 대한 고려 없이 교환되는 패킷의 수를 줄이거나, 네트워크 토폴로지에 따라 다른 시간 동기화 방법을 사용하는 하이브라드 방법이 전부였다. 무선 센서 네트워크에서 효율적인 에너지 절약 방법은 노드의 취침을 통한 duty cycle의 감소이기 때문에, 본 논문에서는 노드의 취침을 통해 duty cycle을 줄일 수 있는 시간 동기화 알고리즘을 제안하였다. 알고리즘 제안 시, 실험을 통해 노드 구성요소의 특성을 파악하여 모델을 세운 후 접근하였다. 제안한 알고리즘의 성능 파악을 위해 네트워크에 요구되는 시간 동기화 정확도가 있을 때, 이를 만족시키기 위한 시간 동기화 주기 값을 구해보았으며, 노드 사이의 편차율을 구할 때 걸리는 시간을 확률적인 개념을 사용해 분석하여 보았다. 제안된 알고리즘을 $3{\times}3$ 격자(grid) 구조에서 구현해본 결과, duty cycle 5%, 시간동기 주기 10초일 때, 107.57 $\mu{s}$의 평균 시간동기 오차를, duty cycle 2.5%, 시간동기 주기 20초일때, 130 $\mu{s}$의 평균 시간동기 오차를 보여주었다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제9권4호
• /
• pp.639-647
• /
• 2023

인터넷 기술이 발전함에 따라, 기존의 유선과 무선망의 결합은, 이기종 시스템의 융복합 기술을 가져왔다. 기존의 산업 기술은 주로 산업, 제조업, 자동화 등의 굴뚝산업 분야에서 컴퓨터 기술을 기반으로 한 정보기술로 집중되고 있다. 신기술이 기존의 기술과 융합되는 기술로 개발되고, 향상됨에 따라 많은 다양한 응용 시스템이 등장하게 되었다. 기존의 기술과 융합된 대표적인 응용분야는 사물인터넷 서비스 분야이다. 사물인터넷은 각각 기존에 존재하는 기술을 기반으로 초연결성의 네트워크을 연결하는 제4차 산업혁명의 기반 기술이 되고 있다. 그러나, 저용량의 메모리, 저전력 및 낮은 컴퓨팅과 같은 IoT의 제한된 자원으로 인해, IoT 장치는 보안에 취약하고, 다양한 종류의 보안 문제로 노출된다. 따라서, 본 논문에서는 IoT 서비스 환경하에서 요구되는 보안 문제점 및 해결 방법에 대해서 리뷰 및 분석하였다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제9권3호
• /
• pp.707-714
• /
• 2023

제4차산업혁명의 기반이 되는 사물 인터넷이 많은 시스템에 응용되고 있으나, 사물인터넷과 연결되는 다양한 종류의 센서, 에지 노드, 등과 같은 하드웨어 구조에 적합한 저사양의 메모리, CPU 연산능력 및 경박단소한 센서노드 등으로 구성된다. 따라서, 기존의 보안 알고리즘으로 저용량의 노드에 사용할 수 없어, 새로운 제한된 하드웨어 구조 및 초경량의 암호 알고리즘이 요구되고 있다. 본 논문에서는 사물인터넷(IoT)에 연결된 스마트 홈 네트워크에서 야기될 수 있는 취약점 및 보안 문제점을 분석하고, 외부의 공격에 대한 다양한 종류의 보안 이슈 문제를 해결하기 위한 방법, 다양한 종류의 디바이스 보호를 위한 정합기술, 안전한 보안을 위한 IoT(Internet of Things)에서의 요구사항 및 응용 방법에 대해서 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제18권4호
• /
• pp.826-842
• /
• 2024

As 5G and AI continue to develop, there has been a significant surge in the healthcare industry. The COVID-19 pandemic has posed immense challenges to the global health system. This study proposes an FL-supported edge computing model based on federated learning (FL) for predicting clinical outcomes of COVID-19 patients during hospitalization. The model aims to address the challenges posed by the pandemic, such as the need for sophisticated predictive models, privacy concerns, and the non-IID nature of COVID-19 data. The model utilizes the FATE framework, known for its privacy-preserving technologies, to enhance predictive precision while ensuring data privacy and effectively managing data heterogeneity. The model's ability to generalize across diverse datasets and its adaptability in real-world clinical settings are highlighted by the use of SHAP values, which streamline the training process by identifying influential features, thus reducing computational overhead without compromising predictive precision. The study demonstrates that the proposed model achieves comparable precision to specific machine learning models when dataset sizes are identical and surpasses traditional models when larger training data volumes are employed. The model's performance is further improved when trained on datasets from diverse nodes, leading to superior generalization and overall performance, especially in scenarios with insufficient node features. The integration of FL with edge computing contributes significantly to the reliable prediction of COVID-19 patient outcomes with greater privacy. The research contributes to healthcare technology by providing a practical solution for early intervention and personalized treatment plans, leading to improved patient outcomes and efficient resource allocation during public health crises.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.213-222
• /
• 2017

최근 IoT 기술의 확산으로 인해 산업 무선 센서 네트워크 분야에서도 IoT 기술이 적용되고 있다. 특히 스마트 팩토리는 유연한 공정 변화 및 맞춤형 제조를 위해 제조 설비에 무선 통신 및 네트워크 기술을 적용하는 것으로 무선 노드의 이동과 빈번한 네트워크 변동에도 적응적으로 네트워킹을 지원하는 것이 중요하다. 대표적인 산업 무선 센서 네트워크 기술인 IEEE 802.15.4e는 TSCH와 DSME의 2가지 MAC 모드를 사용하고 있으며, 그 중 DSME는 네트워크 변동에 강한 저 지연 실시간 전송을 위한 기능을 제공하고 있다. 본 논문에서는 DSME에 기반한 분산 스케줄링 기법을 제안한 것으로 이동성이 높은 산업 무선 센서 네트워크에서 트래픽에 적응적으로 통신 슬롯을 할당하여 산업 무선 센서 네트워크의 시의성과 전송 신뢰성을 확보하고 있다. 제안 알고리즘은 Coordinator 노드의 Local queue의 길이와 Global queue의 길이를 비교하며, Slot stealing 기법에 기반한 Traffic-aware 분산 스케줄링을 수행한다. Slot stealing 기법을 통해 개별 통신 노드의 전송 기회를 효율적으로 보장하면서, Slot stealing을 통해 야기되는 충돌로 인한 성능 저하 및 재전송 문제를 극복하기 위해 GroupACK 기법 적용 및 CAP 구간에 재전송 예약 슬롯을 할당하였다. 이 논문에서는 제안 알고리즘을 TSCH, DSME, legacy IEEE 802.15.4 slotted CSMA/CA와 비교하였고, 다양한 이동성 실험에서 성능 우위를 확인하였다. 실험을 통해 30개 이상의 노드로 구성된 토폴로지에서는 전송 대역폭이 15% 이상 개선됨을 확인하였다. 또한, slotted CSMA/CA에 비해서는 약 40%, TSCH 및 DSME 표준기법에 비해서는 제안 알고리즘을 탑재한 DSME가 15%의 전력 소모 절감이 나타나는 것을 실험적으로 확인하였다.