• 제목/요약/키워드: Sparse Network

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Distributed Decision-Making in Wireless Sensor Networks for Online Structural Health Monitoring

  • Ling, Qing;Tian, Zhi;Li, Yue
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제11권4호
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    • pp.350-358
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    • 2009
  • In a wireless sensor network (WSN) setting, this paper presents a distributed decision-making framework and illustrates its application in an online structural health monitoring (SHM) system. The objective is to recover a damage severity vector, which identifies, localizes, and quantifies damages in a structure, via distributive and collaborative decision-making among wireless sensors. Observing the fact that damages are generally scarce in a structure, this paper develops a nonlinear 0-norm minimization formulation to recover the sparse damage severity vector, then relaxes it to a linear and distributively tractable one. An optimal algorithm based on the alternating direction method of multipliers (ADMM) and a heuristic distributed linear programming (DLP) algorithm are proposed to estimate the damage severity vector distributively. By limiting sensors to exchange information among neighboring sensors, the distributed decision-making algorithms reduce communication costs, thus alleviate the channel interference and prolong the network lifetime. Simulation results in monitoring a steel frame structure prove the effectiveness of the proposed algorithms.

Frontal 기법을 이용한 상수관망의 흐름해석 모형 (Pipe Network Analysis by Using Frontal Solution Method)

  • 박재홍;한건연
    • 물과 미래
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    • 제29권1호
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    • pp.141-150
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    • 1996
  • 상수관망에서의 압력과 유량의 정상상태 해석은 수공학에 있어서 매우 중요한 문제이다. 이 경우의 기본방정식은 유량을 미지값으로 하는 연속 방정식과 에너지 방정식으로 구성되는 비선형 연립방정식이다. 이 연립방정식을 풀기 위하여 선형화 기법을 도입하여 반복적으로 해석하였고 그 결과로 나타나는 선형 연립방정식의 효율적인 해석을 위해서 frontal기법을 사용하여 계산하였다. 이 기법은 계수 메트릭스의 '0'이 아닌 요소만을 모아 계산하므로 효과적으로 분산 메트릭스를 해석할 수 있었고, 기존의 band 해석기법보다 적은 앙의 계산 기억용량으로 계산시간을 크게 단축시켜 해석할 수 있었다. 본 연구에서 제시한 상수관망의 해석모형은 기존의 해석방법보다 정확하고 효율적인 계산기법으로서 제시하였다.

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희소한 네트워크에서 부호가 있는 그래프 합성곱 네트워크 방법들의 부호 예측 정확도 분석 (Analysis of Sign Prediction Accuracy with Signed Graph Convolutional Network Methods in Sparse Networks)

  • 김민정;이연창;김상욱
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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    • pp.468-469
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    • 2023
  • 실세계 네트워크 데이터에서 노드들 간의 관계는 종종 친구/적 혹은 지지/반대와 같이 대조적인 부호를 갖는다. 이러한 네트워크를 분석하기 위해, 부호가 있는 네트워크 임베딩 (signed network embedding, 이하 SNE) 문제에 대한 관심이 급증하고 있다. 특히, 최근 들어 그래프 합성곱 네트워크 기술을 기반으로 하는 SNE 방법들에 대한 연구가 활발히 수행되어 오고 있다. 본 논문에서는, 부호가 있는 네트워크의 희소성 정도가 기존 SNE 방법들의 성능에 어떻게 영향을 미치는 지에 대해 분석하고자 한다. 4 개의 실세계 데이터 집합들을 이용한 실험을 통해, 우리는 기존 방법들의 부호 예측 정확도가 희소한 네트워크들에서는 상당히 감소하는 것을 확인하였다.

An integrated Bayesian network framework for reconstructing representative genetic regulatory networks.

  • Lee, Phil-Hyoun;Lee, Do-Heon;Lee, Kwang-Hyung
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2003년도 제2차 연례학술대회 발표논문집
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    • pp.164-169
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    • 2003
  • In this paper, we propose the integrated Bayesian network framework to reconstruct genetic regulatory networks from genome expression data. The proposed model overcomes the dimensionality problem of multivariate analysis by building coherent sub-networks from confined gene clusters and combining these networks via intermediary points. Gene Shaving algorithm is used to cluster genes that share a common function or co-regulation. Retrieved clusters incorporate prior biological knowledge such as Gene Ontology, pathway, and protein protein interaction information for extracting other related genes. With these extended gene list, system builds genetic sub-networks using Bayesian network with MDL score and Sparse Candidate algorithm. Identifying functional modules of genes is done by not only microarray data itself but also well-proved biological knowledge. This integrated approach can improve there liability of a network in that false relations due to the lack of data can be reduced. Another advantage is the decreased computational complexity by constrained gene sets. To evaluate the proposed system, S. Cerevisiae cell cycle data [1] is applied. The result analysis presents new hypotheses about novel genetic interactions as well as typical relationships known by previous researches [2].

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편재형 센서네트워크 노드를 위한 저전력 비동기 MSP430 프로세서 (A Low Power Asynchronous MSP430 Processor for Ubiquitous Sensor Network)

  • 신치훈;;오명훈;김영우;김성남;;김성운
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.451-453
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    • 2007
  • This paper describes the design of an asynchronous implementation of a sensor network processor. The main purpose of this work is the reduction of power consumption in sensor network node processors and the research presented here tries to explore the suitability of asynchronous circuits for this purpose. The Handshake Solutions toolkit is used to implement an asynchronous version of a sensor processor. The design is made compact, trading area and leakage power savings with dynamic power costs, targeting the typical sparse operating characteristics of sensor node processors. It is then compared with a synchronous version of the same processor. Both versions are then compared with existing commercial processors in terms of power consumption.

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약간 감독되는 포인트 클라우드 분석에서 일반 로컬 트랜스포머 네트워크 (General Local Transformer Network in Weakly-supervised Point Cloud Analysis)

  • ;이태호;;최필주;이석환;권기룡
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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    • pp.528-529
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    • 2023
  • Due to vast points and irregular structure, labeling full points in large-scale point clouds is highly tedious and time-consuming. To resolve this issue, we propose a novel point-based transformer network in weakly-supervised semantic segmentation, which only needs 0.1% point annotations. Our network introduces general local features, representing global factors from different neighborhoods based on their order positions. Then, we share query point weights to local features through point attention to reinforce impacts, which are essential in determining sparse point labels. Geometric encoding is introduced to balance query point impact and remind point position during training. As a result, one point in specific local areas can obtain global features from corresponding ones in other neighborhoods and reinforce from its query points. Experimental results on benchmark large-scale point clouds demonstrate our proposed network's state-of-the-art performance.

Energy-Efficient Traffic Grooming in Bandwidth Constrained IP over WDM Networks

  • Chen, Bin;Yang, Zijian;Lin, Rongping;Dai, Mingjun;Lin, Xiaohui;Su, Gongchao;Wang, Hui
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권6호
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    • pp.2711-2733
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    • 2018
  • Minimizing power consumption in bandwidth limited optical traffic grooming networks is presented as a two-objective optimization problem. Since the main objective is to route a connection, the network throughput is maximized first, and then the minimum power consumption solution is found for this maximized throughput. Both transparent IP over WDM (Tp-IPoWDM) and translucent IP over WDM (Tl-IPoWDM) network may be applied to examine such bi-objective algorithms. Simulations show that the bi-objective algorithms are more energy-efficient than the single objective algorithms where only the throughput is optimized. For a Tp-IPoWDM network, both link based ILP (LB-ILP) and path based ILP (PB-ILP) methods are formulated and solved. Simulation results show that PB-ILP can save more power than LB-ILP because PB-ILP has more path selections when lightpath lengths are limited. For a Tl-IPoWDM network, only PB-ILP is formulated and we show that the Tl-IPoWDM network consumes less energy than the Tp-IPoWDM network, especially under a sparse network topology. For both kinds of networks, it is shown that network energy efficiency can be improved by over-provisioning wavelengths, which gives the network more path choices.

DTN에서 에피데믹과 예측 기반 알고리즘을 이용한 라우팅 프로토콜 (Epidemic & Prediction based Routing Protocol for Delay Tolerant Network)

  • 도윤형;이강환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.404-407
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    • 2014
  • Delay Tolerant Network (DTN)은 불안정한 네트워크 환경으로 인해 나타나는 문제들을 해결하기 위해 Store-Carry-Forward 방식의 메시지 전달을 기본으로 하는 네트워크 구조이다. 기존 네트워크와는 달리 DTN은 종단 간 연결을 보장하지 않아 긴 전송 지연, 불안정한 링크 연결성을 가진다. 이로 인해 DTN에서는 TCP/IP를 기반 한 프로토콜이 정상적으로 동작하기 어려우며, 목적지를 알 수 없는 상황에서도 메시지를 전달해야 하는 상황이 발생한다. 따라서 DTN에서 동작 가능한 라우팅 프로토콜이 요구되고 있으며 그에 따른 연구가 진행 되고 있다. 본 논문에서는 인접한 노드의 히스토리에 기록한 이동성 정보에 따라 에피데믹 알고리즘과 예측 기반 알고리즘을 사용하여 메시지를 전달할 중계 노드를 선출하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 종단 간 연결성을 보완하고 DTN의 특성을 반영하여 목적지의 위치를 알 수 없는 상황에서의 전송률을 증가시키며 지연 시간과 오버헤드를 감소시킨다.

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밀집 샘플링 기법을 이용한 네트워크 트래픽 예측 성능 향상 (Improving prediction performance of network traffic using dense sampling technique)

  • 이진선;오일석
    • 스마트미디어저널
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    • 제13권6호
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    • pp.24-34
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    • 2024
  • 시계열인 네트워크 트래픽 데이터로부터 미래를 예측할 수 있다면 효율적인 자원 배분, 악성 공격에 대한 예방, 에너지 절감 등의 효과를 거둘 수 있다. 통계 기법과 딥러닝 기법에 기반한 많은 모델이 제안되었는데, 이들 연구 대부분은 모델 구조와 학습 알고리즘을 개선하는 일에 치중하였다. 모델의 예측 성능을 높이는 또 다른 접근방법은 우수한 데이터를 확보하는 것이다. 이 논문은 우수한 데이터를 확보할 목적으로, 시계열 데이터를 증강하는 밀집 샘플링 기법을 네트워크 트래픽 예측 응용에 적용하고 성능 향상을 분석한다. 데이터셋으로는 네트워크 트래픽 분석에 널리 사용되는 UNSW-NB15를 사용한다. RMSE와 MAE, MAPE를 사용하여 성능을 분석한다. 성능 측정의 객관성을 높이기 위해 10번 실험을 수행하고 기존 희소 샘플링과 밀집 샘플링의 성능을 박스플롯으로 비교한다. 윈도우 크기와 수평선 계수를 변화시키며 성능을 비교한 결과 밀집 샘플링이 일관적으로 우수한 성능을 보였다.

딥러닝 기술을 활용한 압축센싱 신호 복원방법 분석 (Analysis of Signal Recovery for Compressed Sensing using Deep Learning Technique)

  • 성진택
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.257-267
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    • 2017
  • 압축센싱(Compressed Sensing)은 선형 역문제(inverse problem)를 다루고 있으며, 그 이론적 연구결과는 관련 분야에 많은 영향을 주어 놀랄 만한 연구성과를 발표하였다. 그러나 압축센싱을 실제 환경에 적용하기 위해서는 두 가지 중요한 문제가 남아 있다. 하나는 실시간에 가까운 복원 성능이 보장되어야 하며, 다른 하나는 신호가 희소성을 갖도록 전처리가 가능해야 한다는 점이다. 이에 대한 문제들을 해결하고자 딥러닝(deep learning) 기술을 활용한 압축센싱 신호 복원방법이 최근에 등장하였다. 본 논문에서는 딥러닝 기반의 압축센싱 신호 복원방법을 고찰하고 최신 연구결과를 비교 분석하고자 한다. 관련 연구결과에서는 실시간에 가까운 복원 시간에 도달하였으며, 기존 복원방법 대비 더 우수한 복원 성능을 보여 주었다. 최근 연구에서 보여준 딥러닝을 활용한 압축센싱 신호 복원방법은 압축센싱의 활용가치를 더욱 높일 뿐만 아니라 신호처리와 통신분야에서 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.