Kim, Kang-Wook;Park, Myung-Gon;Han, Junghee;Lee, Chang-Gun
Journal of Computing Science and Engineering
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제9권2호
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pp.83-97
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2015
IEEE 802.15.4 is a global standard designed for emerging applications in low-rate wireless personal area networks (LR-WPANs). The standard provides beneficial features, such as a beacon-enabled mode and guaranteed time slots for realtime data delivery. However, how to optimally operate those features is still an open issue. For the optimal operation of the features, this paper proposes a holistic optimization method that jointly optimizes three cross-related problems: cluster-tree construction, nodes' power configuration, and duty-cycle scheduling. Our holistic optimization method provides a solution for those problems so that all the real-time packets can be delivered within their deadlines in the most energy-efficient way. Our simulation study shows that compared to existing methods, our holistic optimization can guarantee the on-time delivery of all real-time packets while significantly saving energy, consequently, significantly increasing the lifetime of the network. Furthermore, we show that our holistic optimization can be extended to take advantage of the spatial reuse of a radio frequency resource among long distance nodes and, hence, significantly increase the entire network capacity.
Bounding the worst-case DRAM performance for a real-time application is a challenging problem that is critical for computing worst-case execution time (WCET), especially for multicore processors, where the DRAM memory is usually shared by all of the cores. Typically, DRAM commands from consecutive DRAM accesses can be pipelined on DRAM devices according to the spatial locality of the data fetched by them. By considering the effect of DRAM command pipelining, we propose a basic approach to bounding the worst-case DRAM performance. An enhanced approach is proposed to reduce the overestimation from the invalid DRAM access sequences by checking the timing order of the co-running applications on a dual-core processor. Compared with the conservative approach, which assumes that no DRAM command pipelining exists, our experimental results show that the basic approach can bound the WCET more tightly, by 15.73% on average. The experimental results also indicate that the enhanced approach can further improve the tightness of WCET by 4.23% on average as compared to the basic approach.
패턴 탐사에 관한 기존의 연구들[1,2,3,4,5,6,11,12,13]은 이동 객체의 위치 이력 데이터 집합에 대한 위치 일반화 접근법을 사용하지 않거나 사용해도 특정 공간상의 이동 패턴들 중 단순히 시공간 제약이 없는 빈발 패턴만을 추출하므로, 특정 지점들 간의 최적 이동 경로나 스케줄링 경로와 같은 시공간 제약을 갖는 빈발 패턴 탐사에는 적용하기 어렵다. 또한 패턴 탐사의 수행에 있어 기존의 기법들은 데이터베이스에 대한 반복 접근을 줄이기 위해 메모리 상에 패턴 트리를 생성하여 사용하므로 보다 많은 메모리 공간을 소요하게 된다. 따라서 이러한 기존 탐사 기법들의 문제점들을 해결하기 위한 보다 효율적인 패턴 탐사 기법이 필요한 실정이다. 효율적 탐사 기법을 개발하기 위하여 본 논문에서는 방대한 이동 객체의 이력 데이터 집합에 대한 탐사 수행 시간 및 탐사에 필요한 메모리 공간을 최소화하기 위해서 상세 수준의 데이터들을 의미있는 공간영역 정보로 변환하는 새로운 위치 일반화 방법을 제안한다. 제안된 방법은 패턴 탐사의 전처리 과정에서 $R^*$-Tree와 영역 Grid 해쉬 테이블(AGHT:Area Grid Hash Table)을 기반으로 이동 객체의 위치 속성들을 2차원 공간영역으로 일반화하여 이동 시퀀스를 생성함으로써 효율적인 이동 객체의 공간 이동 패턴 마이닝을 유도할 수 있다.
스케줄링 문제는 응용 영역에 따라 각기 다른 작업과 차원을 가지며, 이들간에 여러 가지 제약 조건이 존재한다. 이러한 문제에 인공지능 기법을 이용하여 문제를 효율적으로 해결할 수 있다. 그러나, 동적으로 변하는 상황에서 모든 제약조건을 만족하는 최적해를 구할 수 없는 경우, 부분적으로 만족하는 해를 구하기 위해 제약 조건들은 수정 또는 추가되어야 하며, 때로는 고려 대상에서 제외되어야 한다. 부분적으로 만족하는 해를 구하기 위해, 수정되어야 할 적절한 제약 조건을 스케줄링 시스템이 자동으로 선택하기에는 많은 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 부분적으로 만족하는 해를 구해야 하는 경우, 제약 조건 완화를 위해 사용자와 상호 작용하며 사용자의 의견을 제약 조건에 반영하는 지능형 사용자 인터페이스(Intelligent User Interface)의 모델을 설계하고 구현하였다. 김포공항의 운항 스케줄 데이터를 사용한 실험에서 제약 조건을 모두 적용하여 이를 만족하는 해를 구하지 못한 경우, 사용자의 의견이 반영된 제약 조건완화를 통해 검색 도메인의 증가와 제약 조건을 부분적으로 만족하는 해를 구할 수 있었다.
펨토셀은 미래 네트워크에서 보다 좋은 링크 품질과 주파수의 공간적 재사용을 통해 시스템 용량을 증가시킬 수 있는 대안으로 주목받고 있다. 하지만 펨토셀의 큰 잠재력에도 불구하고, 많은 비중의 사용자가 셀간간섭에 노출됨에 따라, 시스템 용량은 네트워크의 밀도에 크게 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 조밀하게 분포되어있는 펨토셀 환경에서의 동적인 간섭 회피 기법을 제안한다. 제안하는 DDIA (Distributed Dynamic ICI Avoidance)기법은 완전히 분산적으로 동작할 뿐 아니라 사용자들의 간섭링크를 민첩하게 제어하므로 자가구성네트워크(SON) 환경에 적합하다. DDIA 기법을 제안하는 과정에서 셀간간섭링크와 2-단 스케쥴링의 개념을 소개한다. 제안하는 기법은 중앙의 개체 없이 셀간간섭을 피하기 위하여 모든 기지국들과 사용자 단말들이 적응적으로 조화를 이루게 한다. 모의실험을 통하여, 제안하는 지법을 사용하였을 때, 전체 네트워크 용량을 유지 또는 증가시키면서도 셀간간섭에 노출되어있는 사용자들의 평균 전송량이 주파수 재사용률 1 기법과 비교하여 최소 2배 이상 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 제안하는 기법은 네트워크의 밀도와 토폴로지 변화에 상관없이 잘 동작함을 알 수 있었다.
공동작업을 위한 어플리케이션 공유는 분산되어 있는 개발도구와 어플리케이션을 공유하여 다수의 참여자가 환경적으로 제약받지 않고 공동 개발할 수 있도록 한다. 그러나 CVE(Collaborative Virtual Environment)에 기존의 어플리케이션 공유방식을 적용하기에는 기존 방식의 3차원이라는 공간적인 요소를 고려하지 않고 자유스런 상호작용을 방해한다는 문제점을 가지고 된다. 이 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하여 CVE(에서 효과적으로 어플리케이션을 공유하기 위한 3차원 가상환경에서 공동작업을 위한 어플리케이션 공유 시스템을 설계하였다. 설계된 시스템은 어플리케이션 공유 관리기와 그룹 관리자와 통신 관리자로 구성하였다. 시스템은 참여자 사이트로 이동하는 에이전트에 의해 가상 환경에서 참여자의 어플리케이션에 대한 3차원상의 이벤트를 감지할 수 있고 스케줄링에 의해 참여자간의 충돌을 해결할 수 있다. 다라서 설계한 가상환경 공동작업을 위한 어플리케이션 공유 시스템은 가상환경을 위한 ,CSCW응용 개발 시, 기존 윈도우 어플리케이션을 3차원 가상환경에서 쉽게 공동 사용할 수 있도록 함으로써 효율적인 공동 작업을 지원하고 기존 어플리케이션 소프트웨어의 재사용성을 높일 수 있다.
기존의 패턴 탐사 기법들은 제한된 시간 및 공간영역에서 발생하는 다양한 이동 패턴들 중 단순히 사용자 요구에 적합할 것으로 추정되는 불특정한 빈발 이동 패턴만을 탐사하기 때문에 특정지점들 간의 최적 이동 경로나 정해진 시간 내의 스케줄링 경로 탐색과 같은 복합적인 시간 및 공간 제약 조건을 갖는 최적 이동 패턴을 탐사하는 문제에는 적용하기 어렵다. 이에 본 논문에서는 방대한 이동 객체의 이력 데이터 집합으로부터 복합적인 시간 및 공간 제약을 갖는 최적 이동 패턴을 탐사하는 문제를 보이고, 적용 가능한 위치 기반 서비스로서 최적 이동 경로에 해당하는 패턴을 탐색하기 위한 새로운 패턴 탐사 기법인 STOMP-F를 제안한다. 제안된 기법은 특정한 지점들 사이를 이동한 객체의 패턴들 중 객체가 가장 빈번하게 이동한 경로를 탐색하여 최적 경로로 결정하는 패턴 빈발도를 이용한 탐색 방법으로, 최적 이동 패턴 탐사 과정의 이동 시퀀스 생성 단계에서 객체의 위치 값과 공간영역 간의 위상 관계를 고려하여 이동 객체의 위치 속성에 대한 최하위 수준에서의 공간 일반화를 통해 보다 효율적으로 패턴 탐사를 수행할 수 있다. 제안 방법을 Dijkstra 알고리즘과 $A^*$ 알고리즘을 대상으로 실험 평가한 결과 $A^*$ 알고리즘의 휴리스틱 가중치에 따라 차이는 있으나 연산 처리 시간을 기준으로 타 알고리즘들 보다 효과적임을 알 수 있다.
우리 나라 식물병 예찰사업은 1947년 수원의 중앙농업기술원 기초연구과에서 수도 도열병균과 깨씨무늬병균의 분생포자 비산상황을 조사함으로써 비롯되었다. 국내 식물병 발생예찰은 국가에서 운용하는 200개 기본예찰포(벼 150, 원예작물 50)와 1,403개의 관찰포(벼 1,050, 원예작물 353)에서 얻어진 정보를 중심으로 운용되고 있다. 기본예찰포 및 관찰포에서의 식물병 발생예찰 대상작물 및 병해수는 30작물 104 병해에 이른다. 기본예찰소 및 관찰포의 병해 발생상황 조사는 시·군 농업기술센터 소속의 2명의 예찰전담지도사에 의하여 수행되고 있으며 조사된 자료는 인터넷을 통하여 즉시 농촌진홍청으로 전송되어 분석되며, 12명으로 구성된 예찰회의에 회부된다. 예찰회의는 농림부, 농촌진흥청, 관련시험연구기관, 농협, 유관대학, 기상청, 방송보도 기관 관계자들이 참여하며, 예찰회의 결과 병해의 발생정도에 따라 3가지의 예찰정보를 격주로 발표하는데, 이 정보는 언론보도기관 등 총245개 기관에 통보되어 농업기술센터를 비롯한 지역행정기관, 농협, 농업인들이 방제에 임하고 있다. 향후 식물병 예찰의 성공여부는 우수한 예찰 전문요원의 확보, 지속적인 교육을 통한 예찰능력의 향상, 우수한 예찰기기 확보 및 활용 등이 전제되어야 할 것으로 생각된다. 우리 나라 식물병 발생예찰은 벼 도열병을 중심으로 발전해 왔다고 해도 과언이 아닐 정도로 많은 연구가 이루어져 상당한 예찰정보가 누적되어 있으나, 다른 병해에 대한 예찰연구는 초보적인 수준에 머물고 있다. 또한 대부분의 연구가 단편적인 연구에 치중되어 지속적인 연구가 이루워지지 못하고 있다. 식물병의 예찰이 실용성이 없이는 그 가치를 상실함이 자명하므로 앞으로는 지속적인 연구를 통하여 시간적, 공간적 측면에서 예찰의 실용성을 높이는데 많은 노력을 기울여야 한다. 또한 예찰의 의의가 경제적인 이득에 직결되므로, 향후 예찰연구는 예찰정보를 기반으로 한, 방제의사 결정이나 합리적인 살균제 살포계획과 연계되어 추진되어야 할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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