본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 센서 노드들로부터 전송되는 데이터 트래픽에 따라 낮은 지연과 높은 데이터 효율을 지원하는 새로운 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 TADW-MAC은 기존의 멀티 홉 전송에서 해당 Sleep 구간에서 오직 하나의 패킷 전송만을 스케줄할 수 있는 DW-MAC의 문제점을 해결하며, 물체 트래킹(object tracking)이나 화재 감시 시스템 등의 응용에 적합한 duty cycling 메커니즘을 가진다. 이러한 응용에서는 평소에는 데이터 전송이 이루어지지 않지만, 물체의 나타남과 화재 발생 등 이벤트가 발생하는 경우에는 많은 데이터를 전송해야 하며, 낮은 지연을 요구한다[6-8]. 따라서 TADW-MAC에서는 이러한 이벤트가 발생하였을 경우에 duty cycle을 조절함으로 보다 높은 효율과 적은 에너지를 소모할 수 있다. 여러 시뮬레이션을 통해 TADW-MAC은 기존의 RMAC이나 DW-MAC에 비해 에너지 효율과 전송 지연 면에서 더 나은 성능을 보여준다.
센서 네트워크를 위한 MAC 프로토콜들은 전력 소모를 최소화하기 위해 낮은 듀티 사이클(Duty Cycle)을 사용한다. 그 중에서 RMAC [4]의 경우 Pioneer(PION) 프레임을 이용하여 한 주기 내에 여러 홉을 전송한다. 본 논문에서는 HE-MAC(Hop-Extended MAC)이라는 홉 연장 프로토콜을 제안한다. HE-MAC의 데이터 전송은 기존 RMAC과는 달리 한 주기 내에 전달될 수 있는 최대 홉 수 정보가 포함된 Explorer(EXP)를 이용하여 이루어진다. EXP의 정보와 Ready-to-Receive(RTR) 상태를 이용하여 RMAC에 비해 2홉을 늘림으로써 평균 전송 지연 시간을 감소시킨다. 또한, 적응적 슬립을 통하여 불필요한 전력 소모를 최소화할 뿐만 아니라 RMAC에서 나타나는 잦은 트래픽(Traffic)으로 인한 패킷 역전 문제를 해결한다. HE-MAC의 패킷 전송 지연시간을 수학적으로 분석하였으며, ns-2를 이용한 모의실험을 통해 성능평가를 하였다. 300개의 노드가 배치된 랜덤 토폴로지에서 HE-MAC은 RMAC에 비해 전력 소모량과 평균 전승 지연 시간을 14%, 20%만큼 감소시킨다.
The subject this paper is the signal control strategy under oversaturated conditions. The nature of traffic control for oversaturation is essentially different from the standard control modes. While under non-saturated situation traffic control is needed for the sake of safety and efficiency, the throughput is essential under oversaturated conditions. Therefore berth objective and strategies differ. For an oversaturated stream the cycle time and the signal offset are thought to be of rather secondary importance. For this case the green split may well be the most important control variable to serve the excessive demand. Up to now, however, most efforts have concentrated on the strategy with the concept which lies just on the extension of Webster's. "Green-split Coordination Strategy for Over-Saturated Networks", presents newly contrived three types of strategies named Forward-coordination, Backward-coordination and Network-coordination respectively and describes the algorithms with the evaluations. The forward coordination strategy treats the forward wave of flow between two signals. The aim is to prevent the outbreak of queue due to the accumulation of temporary excess of demand in near-saturation or saturation flow. The backward coordination strategy treats the backward rave of flow between two signals. The goal is to prevent the waste of green time caused by the exit block at the upstream signal. for this purpose a feedback regulation is provided of the upstream green-split so that the inflow-outflow balance is kept zero. The resultant surplus of green time is alloted to other signal stages. Also here the examination is made of the appropriate value of the feedback control parameter. The network coordination strategy is operated to maximize the network throughput in a specific direction applying a bang-bang control at the bottleneck intersection. This is a type of intervenient control for policy reasons. For this strategy the green-split coordinations, particuarly the backward coordination, are essential as the tactical elements. In order to evaluate the preposed strategies those are compared with the latest existing strategy called saturation-degree-ratio control by the simulation experiments in an assumed 4$\times$4 grid network. The results are satisfactory showing a 10-15% reduction in delays and a 15% increase in network capacity.
본 논문에서 제안한 적응적 엄격 패킷 폐기 메커니즘은 사이클 사이의 트래픽 변화를 예측하여 혼잡제어를 위한 패킷 폐기를 적응적으로 처리할 수 있다. 따라서 제안된 메커니즘은 RIO 메커니즘의 단순 폐기율적용에 대한 단점을 보완하고, 동적 엄격 패킷 폐기 메커니즘(DSPD)의 예측 가능한 대역폭의 낭비를 최소화하였다. 시뮬레이션을 수행하여 망 트래픽의 상태에 따라 동적으로 변하는 전송가능 폐기순위에 따른 처리율과 패킷 폐기율을 RIO, DSPD 메커니즘과 비교 분석하였다. 시뮬레이션을 분석한 결과 제안된 메커니즘은 트래픽의 양에 상관없이 각 AF 클래스의 폐기순위를 엄격하게 적용하고 폐기순위에 따른 패킷 전송 능력을 RIO, DSPD에 비하여 개선하였음을 증명하였다.
국토해양부는 신호교차로 서비스수준 분석에 도로용량편람이 제시하는 방법의 적용을 장려하고 있으며 실시간신호제어교차로는 지능형교통체계 구축사업으로 그 숫자가 현장에서 꾸준히 증가하고 있다. 도로용량편람은 정주기식 신호교차로 서비스수준 분석방법에 국한하여 제시하고 있어 현장 실무자들은 실시간신호제어교차로 서비스수준 분석에 어려움을 경험하고 있다. 본 연구는 도로용량편람 수준에서 실시간신호제어교차로 서비스수준 분석의 기초가 되는 방법론을 제안하며 향후 추가로 수행되어야 하는 개발방향을 검토한다. 한 개의 신호교차로를 표본으로 세부 요소모형들을 간이 개발하여 검증한 결과 제안된 방법은 실제 현장 자료와 유사한 수준의 서비스 수준을 추정할 수 있음을 확인하였다.
버스는 대중교통의 대표적인 수단으로 지하철보다 운영이 저렴하고 접근성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있음에도 불구하고 일반차량과 도로를 공유하여 사용하기 때문에 도로혼잡의 직접적인 영향을 받고 있다. 이러한 버스의 정시성, 신속성, 쾌적성 등 버스서비스의 개선을 위해 버스우선신호의 도입이 요구되고 있다. 버스우선신호의 필요성 증대와 관련하여 서울시에서 운영되고 있는 실시간 신호제어시스템(COSMOS)은 버스우전신호에 대한 제어전략이 구축되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 교통상황에 대응하여 신호시간을 결정하는 실시간신호제어시스템에서 대중교통, 특히 버스의 효율성을 높이는 버스우선신호 알고리즘을 정립하여 그것의 효과를 평가하였다. 본 연구에서 제안한 알고리즘은 실시간 교통대응제어를 기반으로 버스우선신호를 제공하기 때문에 기존 버스우선신호에 비해 부도로의 교통상황을 고려할 수 있다는 장점이 있다. 도심의 신호운영에서 중요시되는 연동을 유지하면서 우선신호를 제공하기 위해 수정주기 개념을 도입하였다 모의실험 결과 실시간 신호제어시스템하의 버스우선신호를 실행한 경우 그렇지 않은 경우와 비교하여 총지체는 증가하나 이는 기존 버스우선신호보다는 비교적 총지체를 감소시킨 것으로 나타났다. 버스통행시간의 감소로 버스서비스의 개선이 예상된다. 또한 버스의 재차인원을 고려할 경우, 차량이 아닌 사람을 기준으로 지체를 계산하기 때문의 본 알고리즘의 효율성을 인정받을 수 있다.
국도의 성능개선 및 국도 우회도로의 개설을 통해 연속류에 가까운 교통조건을 확보하고 있으나 TOD(Time Of Day)제어가 이루어지는 신호교차로에 의해 교통량의 변화에 효율적으로 대처하지 못하고 있다. 이러한 문제의 개선을 위해 2000년 국도 3호선 상의 남촌풀장-초월파출소 구간에 설치한 "신호운영 시범 시스템"을 이용하여 TOD 운영시와 TRC 운영시의 통행속도와 대기행렬의 길이변화를 조사, 분석하였다. 분석 결과, "신호운영시범시스템"이 설치된 국도3호선 구간 3개 교차로의 기하구조가 불량하고 좌회전 포켓의 길이가 수요의 약 1/4을 수용할 수 있는 길이임에도 불구하고 TRC 운영시 TOD 운영시에 비해 구간평균 통행속도는 $2.9\~16.7$km/h 증가하고, 대기행렬은 오전첨두시 남촌$\rightarrow$광주 방향을 제외하고 $15\~196m$ 감소하였다.
Wang, Jintao;Jin, Xi;Zeng, Peng;Wang, Zhaowei;Wan, Ming
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권1호
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pp.78-101
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2017
High-quality industrial control is critical to ensuring production quality, reducing production costs, improving management levels and stabilizing equipment and long-term operations. WiFi-based Long Distance (WiLD) networks have been used as remote industrial control networks. Real-time performance is essential to industrial control. However, the original mechanism of WiLD networks does not minimize end-to-end delay and restricts improvement of real-time performance. In this paper, we propose two algorithms to obtain the transmitting/receiving phase cycle length for each node such that real time constraints can be satisfied and phase switching overhead can be minimized. The first algorithm is based on the branch and bound method, which identifies an optimal solution. The second is a fast heuristic algorithm. The experimental results show that the execution time of the algorithm based on branch and bound is less than that of the heuristic algorithm when the network is complex and that the performance of the heuristic algorithm is close to the optimal solution.
본 논문에서는 사이클 패킷 폐기 기법인 적응적 사이클 패킷 폐기 기법과 비적응적 사이클 패킷 폐기 기법을 RIO와 함께 비교하고 분석하였다. 이러한 기법 중에 적응적 사이클 패킷 폐기기법은 사이클 사이의 트래픽 패턴을 분석하여 혼잡제어시에 패킷폐기를 적응적으로 처리함으로써 RIO의 단점을 보완하고, NCPD의 예측 가능한 대역폭 낭비를 최소화하였다. 본 논문에서는 두 사이클 패킷 폐기 기법에 대한 모델링을 제공하고, 망 트래픽의 상태에 따라 동적으로 변하는 전송가능 우선순위와 연계하여 시뮬레이션을 수행하여 처리율과 패킷 폐기율을 분석하였다. 분석을 통하여 두 알고리즘은 트래픽의 부하에 상관없이 RIO 보다 우선순위를 엄격하게 적용하고 우선순위에 따른 패킷 전송 능력이 개선되었음을 증명하였다. 특히 적응적 사이클 패킷 폐기 기법이 다른 기법보다 엄격한 패킷 폐기 정책을 유지하고 우선순위 측면에서 보다 좋은 성능을 나타내었다.
본 연구는 공간적 정보를 수집할 수 있는 영상검지기를 이용하여 주어진 대기행렬길이를 기반으로 하는 최적주기 알고리즘을 개발함으로써 교통신호 제어에 대한 새로운 신호계획을 제공한다. 본 연구에서는 교통수요의 공간적인 정보를 획득하는 방안으로서 영상검지기 기반의 대기행렬길이를 사용한다. 전략적 측면에서 다양한 교통상태를 적용하였으며, 주요 결과는 아래와 같다. 1. 영상검지기 기반의 대기행렬길이 계산방안을 제안한다. 이 방법은 한 링크의 상류부와 하류부에 2대의 영상검지기를 설치하여 대기행렬길이를 산출하는 방안이다. 2. 신호제어 변수인 주기 계산모형이 개발된다. 이 방법 역시 영상검지기를 기반으로 하는 대기행렬길이를 사용한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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