수중 음향통신 환경에서는 지상 RF 통신에 비하여 제한된 대역폭, 높은 페이딩효과, 높은 수중음파 전달지연과 같은 제약이 있다. 본 논문에서는 이러한 수중 음향통신의 제약을 극복하여 효과적인 대규모 수중감시시스템의 구축을 가능케 하는 계층적 네트워크 구조를 제안한다. 제안하는 네트워크구조는 수중센서, 클러스터헤드, 수중/해상 싱크 및 수중무인기를 포함하며, 패킷의 전송성공률을 최대화하고 센서노드의 전력소모를 최소화시키기 위하여 복수의 수중무인기를 이용한 하이브리드 형태의 데이터라우팅을 제공한다. 즉, 클러스터 내부에서 클러스터멤버들은 Tree구조기반 라우팅을 사용하여 클러스터헤드에게 데이터를 전송하며, 궤도 이동을 하는 수중무인기는 클러스터헤드로부터 병합된 센싱데이터를 수집하고 Store-carry-forward 방식으로 싱크노드에게 데이터를 전달한다. 수중무인기의 최장 궤도이동 시간을 최소화하기 위하여 Integer Linear Programming 기반의 알고리즘이 사용된다. 시뮬레이션을 이용한 성능분석을 통하여 제안하는 수중센서네트워크 구조가 기존의 Gradient 기반 라우팅과 Geographical Forwarding 방식에 비해 높은 전송성공율과 낮은 전력소모를 획득할 수 있음을 보인다.
차량 접근 경고 시스템(VAWS: Vehicle Approach Warning Systems)은 급커브 구간에 진입하는 차량에게 반대편 차선의 차량 진입 정보를 운전자에게 제공하여 사고 위험을 줄이는데 도움을 주기 위한 시스템이다. 본 논문에서는 VAWS를 위한 IEEE 802.15.4 기반 계층구조 센서 네트워크 모델을 제안한다. 제안하는 네트워크 모델에서 토폴로지 제어 프로토콜은 네트워크의 생존시간을 지속시킬 수 있도록 자가 구성(self-organizing) 방식으로 트리 기반 토폴로지를 형성한다. 또한, 간단하면서도 효율적인 라우팅 프로토콜은 이 토폴로지를 기반으로 라우팅 테이블을 구성하고 센서 노드에서 생성된 데이터 패킷을 노변 경고 메시지 디스플레이와 연결되어 있는 베이스 스테이션까지 멀티홉 방식으로 전달한다. 이 프로토콜들은 기존의 IEEE 802.15.4 MAC계층에 포함된 확장 MAC 형태로 설계되며, 급커브 구간을 모델링한 시나리오에서의 시뮬레이션을 통하여 제안하는 네트워크 모델이 에너지 효율 및 네트워크 처리량 면에서 높은 성능을 나타냄을 보인다.
개별적으로 이동하는 노드들과 그룹으로 이동하는 노드들로 함께 구성된 애드 혹 네트워크에서 멀티케스트 어플리케이션을 수행하는 노드들은 비슷한 이동 특성을 갖는 그룹에 속하는 경우가 많다. 그룹 이동성은 확장성을 향상시키고, 프로토콜 오버헤드를 줄이는 좋은 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 이질적 그룹 이동성을 갖는 네트워크에서 동일한 그룹 이동성을 갖는 노드들을 다중 인터페이스의 단일 개체로 간주하여 멀티캐스트 트리를 구성하는 멀티캐스트 구조를 제안한다. 논리적 협업 개제 기반 멀티캐스트 구조의 적용은 비계층적 멀티캐스트 구조를 유지하면서 계층적 멀티캐스트 구조로부터 얻을 수 있는 확장성, 멀티캐스트 트리 단순화, 프로토콜 오버헤드 감소 등을 수용하며, 임의의 노드가 입출력 인터페이스 역할을 함으로서 데이터 포워딩 부하를 여러 노드로 분산시켜 전력 소비의 집중현상을 막을 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 다중 인터페이스를 갖는 논리적 협업 개체 기반의 멀티캐스트 프로토콜이 효율적인 데이터 전송과 프로토콜의 확장성을 제공하는 것을 볼 수 있다.
망이동성지원 프로토콜 (NEMO basic support protocol)은 이동망의 통신노드들에 대해 인터넷 연결을 제공하기 위한 확장된 MIPv6이다. 그러나, 망이동성지원 프로토콜은 중첩된 이동망의 경우에 다중 캡슐화와 함께 최적화되지 않은 경로 선택으로 인하여 데이터 전송 지연과 많은 비용을 요구한다. 본 논문에서는 계층적 MIPv6 (HMIPv6)와 계층적 프리픽스 할당 (HPD) 프로토콜을 결합한 제안 기법을 통해 핸드오프 발생시 효율적인 경로최적화와 더불어 패킷헤더비용과 위치등록부하를 감소시켰다. 제안 기법은 계층적 프리픽스할당과 트리기반 경로방법을 통하여 이동망 노드들에 대한 주소를 할당하고, 마이크로 이동성을 지원함과 동시에 도메인 내에서의 상호통신을 가능케 한다. 제안된 기법의 성능평가를 위해 NS-2로 모의실험을 하였다.
패킷 분류근 인터넷 망에서 QoS(Quality of Service)보장, VPN(Virtual Private Network)등과 같은 사용자들의 다양한 서비스를 수용하기 위한 중요한 요소이다. 패킷 헤더는 기본적으로 IP(Internet Protocol) 패킷 헤더 내의 목적지 주소뿐만 아니라 발신지 주소, 프로토콜, TCP(Transmission Control Protocol)포트 번호 등 여러 필드들을 조합하여 룰 테이블로부터 best matching 룰을 찾는 것이다. 본 논문에서는 멀티 비트 트라이 구조의 트리 비트맵을 이용하여 하드웨어적인 룰 검색이 가능한 패킷 분류 기법을 제안한다. 검색 대상 필드 및 패킷 분류 룰을 구성하는 프레픽스를 비교 단위가 되는 일정한 비트 크기의 멀티 비트로 나누고, 이와 같이 구분된 멀티 비트 단위로 트리 비트맵 기반의 룰 검색 기능을 수행한다. 제안한 기법은 프레픽스의 일정한 상위 비트들에 대해서는 인덱싱 키로 사용하여 룰 검색을 위한 메모리 액세스 횟수를 줄이도록 하였다. 또한 룰 검색시 성능 저하를 초래하는 백트랙킹이 발생하지 않도록 하기 위하여 룰 테이블 구축시 마커 프레픽스에 대한 처리 기법을 제안하였다 그리고 본 논문에서는 IPMA(Internet Performance Measurement Analysis) 프로젝트에서 제공하는 라우팅 테이블의 프레픽스들을 이용하여 2차원 즉, 목적지 주소와 발신지 주소의 2필드로 구성되는 랜덤 룰 셋을 생성하고 제안한 기법에 대한 메모리 소요량 및 성능 비교를 하였다.
무선 센서네트워크(WSN: Wireless Sensor Networks)의 에너지 제약과 제한된 자원 특성으로 인하여 WSN 프로토콜 설계의 주목적은 주로 에너지 효율성에 두고 있다. 본 논문에서는 네트워크 수명시간을 극대화하기 위하여 기존의 MAC 계층에서 사용되던 센서노드 동기화 패킷(SYNC)을 활용하는 교차계층 설계 기반의 에너지 인식 트리 데이터 전송 기법(EATD: Energy-Aware Tree based Delivery scheme)을 제안한다. 제안된 EATD 기법은 시뮬레이션 분석을 통해 무선 센서네트워크환경에서 기존의 MAC과 라우팅 프로토콜기반의 데이터 전송 방식 보다 에너지 절감 및 데이터 전송지연 개선효과가 있다는 것을 확인하였다.
모바일 네트워크에서 멀티캐스팅 알고리즘을 구현시에는, 호스트 그룹핑이나 멀티캐스트 제공 트리를 효율적으로 관리하는 것이 주요한 이슈이다. 본 논문에서는 Mobile-IPv6 기반에서 멀티캐스트 문제 등을 고찰하며, MLD 프로토콜을 사용하여 수신자뿐만 아니라 소스도 이동성을 갖는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 터널을 사용하여 그룹에 대한 멀티캐스팅을 중단하도록 HA에 요청하는 방식이며, 비용분석 모델을 통하여 그 효율성을 입증한다.
동적 토폴로지 특성을 가지는 애드-혹 네트워크에서의 응용들 중 많은 부분이 그룹 통신을 기반으로 하고 있다. 그러나 현재의 멀티캐스팅은 각 그룹에 대하여 트리나 메쉬와 같은 멀티캐스트 하부 구조를 기반으로 동작하므로, 동적으로 토폴로지가 변화하는 환경에서는 많은 오버헤드를 야기시킨다. 따라서 본 논문에서는 응용의 특성상 소규모 그룹 통신이 주종을 이루는 애드-혹 네트워크 환경에서 멀티캐스트 하부 구조를 구축하지 않고 유니캐스트 라우팅 테이블만을 기반으로 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 새로운 기법을 제안한다.
본 논문에서는 선박 내부에 IP-USN(Internet Protocol-Ubiquitous Sensor Network)망을 적용한 경우 선박 내부를 기능적으로 분류하여 센서 노드를 구성하고 효율적으로 라우팅할 수 있는 방안을 제안하였다. 이동성이 제한적인 선박의 기계실이나 기관실과 같은 경우에는 트리형태의 라우팅 기법을 적용하였으며 이동성이 많은 식당이나 휴게실과 같은 거주구역에는 메시 형태의 라우팅 기법을 적용하였다. 또한 싱크 노드와 센서 노드 사이의 경로를 주기적으로 유지하기 위해서 새로운 메시지 타입인 RDES(Routing Detect Sensor-Node) 형식의 메시지를 정의하였다. RDES 메시지를 이용함으로써 이동성에 상관없이 추가되는 센서 노드에 대한 경로 업데이트가 가능하다.
이 논문은 인터넷으로 중첩 NEMO 네트워크가 연결될 때 최적화가 요구되는 두 가지 연결성을 고려하고 있다. 하나는 인터넷과 중첩 NEMO 네트워크 사이의 연결이고, 다른 하나는 중첩 NEMO 네트워크 내부의 MR간의 연결성이다. 이러한 연결성은 IPv6에 기반하고 있으며, 중첩 NEMO 네트워크는 NEMO를 인식하는 AR(Access Router)에 의해 구성될 수 있다. 특히 이 논문은 중첩 NEMO의 토폴로지 특성을 나타내는 트리 기반한 토폴로지 정보를 포함하고, 트리 구조를 가지는 주소 체계를 제안한다. 이 제안은 기존에 대표적인 RO(Route Optimization) 제안들과 비교할 때, MR 홈 네트워크로의 BU(Binding Update) 성능은 가장 효율적인 접근과 비슷하였고, 내부라우팅 효율은 가장 효율적으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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