Ali, Bakhtiar;Zamir, Nida;Ng, Soon Xin;Butt, Muhammad Fasih Uddin
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권4호
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pp.1594-1617
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2018
In this paper, we consider a spectrum access scenario which consists of two groups of users, namely Primary Users (PUs) and Secondary Users (SUs) in Cooperative Cognitive Radio Networks (CCRNs). SUs cooperatively relay PUs messages based on Amplify-and-Forward (AF) and Decode-and-Forward (DF) cooperative techniques, in exchange for accessing some of the spectrum for their secondary communications. From the literatures, we found that the Conventional Distributed Algorithm (CDA) and Pragmatic Distributed Algorithm (PDA) aim to maximize the PU sum-rate resulting in a lower sum-rate for the SU. In this contribution, we have investigated a suit of distributed matching algorithms. More specifically, we investigated SU-based CDA (CDA-SU) and SU-based PDA (PDA-SU) that maximize the SU sum-rate. We have also proposed the All User-based PDA (PDA-ALL), for maximizing the sum-rates of both PU and SU groups. A comparative study of CDA, PDA, CDA-SU, PDA-SU and PDA-ALL is conducted, and the strength of each scheme is highlighted. Different schemes may be suitable for different applications. All schemes are investigated under the idealistic scenario involving perfect coding and perfect modulation, as well as under practical scenario involving actual coding and actual modulation. Explicitly, our practical scenario considers the adaptive coded modulation based DF schemes for transmission flexibility and efficiency. More specifically, we have considered the Self-Concatenated Convolutional Code (SECCC), which exhibits low complexity, since it invokes only a single encoder and a single decoder. Furthermore, puncturing has been employed for enhancing the bandwidth efficiency of SECCC. As another enhancement, physical layer security has been applied to our system by introducing a unique Advanced Encryption Standard (AES) based puncturing to our SECCC scheme.
다양한 응용에 적용될 수 있는 특성을 가진 무선 센서 네트워크는 적용되는 응용에 따라 데이터 리포팅 허용 지연시간이 다양하다. 따라서, 각 응용별로 센서를 제어하는 설계 패러다임을 적용하여 에너지 효율을 최대화하고 네트워크의 생존기간을 최대화할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 2단계 클러스터링 (Two Phase Clustering:TPC) 방식을 기반으로 하여 센서 데이터 수집시 에너지 효율을 극대화 하는 리포팅 허용 지연시간 적응형 센서 스케쥴링 방안을 구현하고 성능을 평가한다. 센서 Mote상에 직접 구현된 스케쥴링 기법은 제어 메시지나 시간에 민감한 센서 데이터들을 포워딩하는 직접 링크와 릴레이 링크의 두 가지 링크를 활용하며 실제 환경에서의 에너지 효율을 측정하여 센서들이 두 링크를 사용함으로서 갖는 에너지-절약 효과를 보인다.
센서 네트워크는 저전력 저가격 소형 근거리 무선통신이 가능한 다기능 노드를 사용하여, 센싱, 데이터 프로세싱, 통신을 할 수 있도록 구성된 네트워크를 말한다. 센서 네트워크의 설계에서는 주로 네트워크 생존시간을 증가시키기 위한 전력 소모를 줄이는 것을 고려하였지만, 실제 응용에서는 최종 사용자에게 노드에서 감지한 정보를 신뢰적으로 전달하는 것이 가장 중요하다. 기존의 다중경로를 이용한 신뢰성있는 전송(Reliable information forwarding using multiple paths in sensor networks: ReInForM)은 에러가 일어나기 쉬운 환경에서 요구 신뢰도에 맞게 데이터를 전송하는 알고리즘이지만, 채널 에러율이 높아지고 소스와 싱크간의 흡 수가 늘어날수록 전송 오버헤드가 급격하게 늘어난다. 본 논문에서는 중간 싱크 노드 및 소스 노드를 이용한 신뢰성 있는 전송 (Reliable transmission using intermediate source nodes in sensor networks :ReTrust)을 제안한다. 성능분석과 시뮬레이션을 통해 ReTrust 알고리즘은 오버헤드는 줄이면서 요구 신뢰도를 만족함을 보인다.
본 논문에서는 IEEE802.16j 기반의 MR-BS 내에서의 끊김없는 핸드오버 방법을 제안한다. 제안한 MR-BS내에서의 끊김없는 핸드오버는 기존의 핸드오버 시 발생하는 지연을 해결하기 위해서 기지국(MR-BS)에서 단말기(MS)의 아웃티지 발생을 예측하고 주변 사용자들 중 최적의 중계가 가능한 MS를 찾아 데이터를 끊김없이 전송하는 방법이다. 전산모의실험결과 제안한 방법의 지연시간은 기존의 MR-BS 내에서의 핸드오버에서 발생하는 지연시간에 비해 약 65% 줄어듦을 보였다. 또한 MS가 셀 전송영역 밖으로 이동할 때 데이터가 끊기지 않고 중계기에 접속하여 기존보다 낮은 PER(Packet Error Rate)로 전송됨을 보였고, 망각인자와 여유 임계값 설정에 의해 아웃티지 확률이 50%, 핸드오버 횟수가 50% 감소함을 보였다.
본 논문은 IEEE 802.11b-무선 LAM 환경에서 ad-hoc 방식과 infrastructure 방식 사이의 자동 모드 전환 기술을 제안하였다. 또한 관련된 기술을 Linux 환경에 맞추어 설계 및 구현을 하였다. 제안된 메커니즘은 AP (Access Point) 서비스 영역 외곽에 switching area를 정의하고 해당 영역에 머무르는 노드는 AP와 음영지역에 있는 ad-hoc 노드를 연결 가능하게 해준다. 본 기술을 활용하여 기존 IEEE 802.11b 환경에서는 서비스가 불가능한 음영지역에 있는 노드에게도 인터넷 서비스를 제공할 수 있게 한다. 성능 검증은 switching area 감지, 패킷 전달 상황 캡춰, FTP 전송을 통한 처리량 측정으로 이루어졌고 그 결과 제안된 메커니즘기 무선 LAN 서비스를 향상 시킨다는 것을 확인할 수 있었다.
In order to get high quality and high resolution image data from the space-borne camera system, the image chain from the sensor to the user in the ground-station need to be designed and controlled with extreme care. The behavior of the camera system needs to be controlled by ground commands to support on-orbit calibration and to adjust imaging parameters and to perform early stage on-orbit image correction, like gain and offset control, non-uniformity correction, etc. The operation status including the temperature of the sensor needs to be transferred to the ground-station. The preparation time of the camera system for imaging with specific parameters should be minimized. The camera controller needs to synchronize the operation of cameras for every channel and for every spectral band. Detail timing information of the image data needs to be provided for image data correction at ground-station. In this paper, the design of the camera controller for the AEISS on KOMPSAT-3 will be introduced. It will be described how the image chain is controlled and which imaging parameters are to be adjusted The camera controller will have software for the flexible operation of the camera by the ground-station operators and it can be reconfigured by ground commands. A simple concept of the camera operations and the design of the camera controller, not only with hardware but also with controller software are to be introduced in this paper.
본 논문에서는 인접성(Proximity)과 적시성(Timeliness)의 특징을 가지고 있는 D2D 통신과 소셜 커머스 서비스가 결합된 저비용/고효율의 소셜 커머스 서비스 기반 D2D 광고 시나리오를 제안하고, D2D 통신과 소셜 커머스 서비스의 결합을 통한 광고 효과를 알아보기 위하여, 섹터의 수에 따른 광고 확산 효과(Advertisement Dissemination Effect)를 수학적으로 분석해 본다. 또한, 시뮬레이션을 통하여 정규 D2D 커버리지(Normalized D2D Coverage), 유효 범위내 광고 전달을 위한 평균 Relay 단말 수, 단위 전송 단말 당 평균 D2D 커버리지에 대해 살펴보고, 수학적 분석 결과와 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 D2D 광고 커버리지에 대한 수학적 분석의 정확성을 알아본다.
이동 노드가 홈 망을 벗어나 이동하는 경우 현재 위치 정보를 홈 에이전트로 등록해야 한다, 그러나 이동 노드의 홈 에이전트가 홈 망의 VPN 게이트웨이에 의해 보호되고 외부로부터의 비 인가된 엑세스가 차단되는 경우 이동 노드는 등록 절차를 성공적으로 실행할 수 없는데 이는 이동 노드가 외부 망으로부터 얻은 임시 주소(CoA)와 홈 망의 보안 정책간의 보안 협약(SA)의 부재로 인해 바인딩 등록 메시지는 VPN(Virtual Private Network) 게이트웨이에 의해 차단되기 때문이다. 이 논문은 인터넷에 존재하는 Mobile IPv4 사용자가 VPN 게이트웨이에 의해 보호되는 인트라넷을 엑세스할 수 있도록 AAA 인프라 구조를 사용한 인증 및 키 교환 방법을 제시한다. 각 에이전트나 릴레이 엔티티를 위한 인증 및 터널 처리를 정의함으로써 이동 중인 노드가 안전한 방법으로 VPN 내부의 홈 에이전트로의 바인딩 등록 절차를 하였고, 이동 및 트래픽 특성에 따른 인증 비용 항목에 대해 일반적인 방식과 제안 방식을 비교하였는데 최대 40% 성능향상을 보였다.
그리드 네트워크에서 MPI를 사용하여 지리적으로 산재된 컴퓨팅 자원을 활용하여 복잡한 문제를 해결하기 위한 MPICH-G2는 사설 IP 클러스터를 지원하지 못한다는 단점을 가지고 있다. MPICH-G2의 경우에는 모든 계산노드가 외부에 노출되어 악의적인 보안 침해의 가능성이 높아지게 된다. MPICH-GP는 NAT와 프락시를 병용하여 사설 IP 클러스터의 문제를 해결한다. 사설 IP 클러스터의 프론트 노드에 프락시를 두고, 이를 통해 내부 계산 노드로의 통신 링크를 중계한다. 따라서 사설 IP 클러스터와 공인 IP 클러스터가 혼재된 네트워크에서도 적정한 경로를 설정하고 성공적으로 MPI 작업을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 MPICH-GP의 성능을 기존의 MPICH-G2와 비교하였다. 그리드 환경에서 MPICH-GP는 MPICH-G2의 80% 이상의 성능을 보이며, RANK 관리기법을 적용한 경우는 95% 이상의 성능을 나타낸다.
셀 주밍은 트래픽 변화에 따라 기지국의 셀 범위를 적응적으로 변화시킬 수 있도록 한다. 이러한 셀주밍은 안테나 각도 조절, 기지국 클러스터링 혹은 셀 릴레이를 통해 구현될 수 있다. 셀룰러 네트워크는 셀주밍을 이용하여 에너지 효율적으로 셀 범위를 조절하여 기지국에 소비되는 에너지를 절감할 수 있다. 하지만 기지국의 소비 에너지 절감과 사용자 측면에서의 호 단절 확률 간에는 trade-off가 있어 적절한 관리방법이 필요하다. 이를 위해 주기적으로 기지국들의 셀 주밍을 조절하는 방식이 사용되었다. 그러나 이 방식은 일정주기에 따라 동작하기 때문에 동적 특성을 가지는 트래픽의 경우에 적절하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 트래픽 상황에 따라 반주기적 (semi-periodic)으로 기지국의 셀주밍을 관리하는 방식을 제안했다. 이와 관련하여 반주기적 셀주밍을 하는 기지국 선정방법과 그러한 기지국들의 동작방식도 제안했다. 시뮬레이션을 통한 성능평가에서 제안방식이 기존 방식보다 에너지 소비를 절감하면서도 비슷한 수준의 호 단절 확률을 유지할 수 있는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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