• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• v.16 no.11
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• pp.3680-3693
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• 2022

The handover procedure of IEEE 802.11 wireless local area networks (WLANs) introduces significant delay, which can degrade the quality of service (QoS) especially for delay-sensitive applications. Although studies have been conducted to support handover in SDN-based WLAN, there is no research to reduce the channel scanning procedure that takes up the most delay time in the handover process. The channel scanning procedure is essential to determine the appropriate access point (AP). To mitigate this problem, this paper proposes a SWITCH: SDN-WLAN integrated handover scheme for QoS-Guaranteed mobile service. In SWITCH, each AP periodically broadcasts beacon frames through different channels in a predetermined order that includes the operating channel information of the AP. This allows mobile stations (MSs) to receive the beacon frames of nearby APs, and therefore they can determine the appropriate APs for handover without the channel scanning procedure. By reporting the information of the newly moved AP to the SDN controller, a flow rule is installed in advance to provide fast handover, and packet loss is reduced by buffering data destined for MS. In addition, the proposed scheme can adaptively operate SWITCH to consider the user location and QoS requirement of flow to save radio resource overhead. Performance evaluation results demonstrate that SWITCH can reduce the handover delays, flow table utilization ratio and radio resource overhead while improving the network throughput.

• Review of KIISC
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• v.32 no.4
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• pp.7-17
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• 2022

운전자 보조 시스템을 통한 차량의 전자적인 제어를 위하여, 최근 차량에 탑재된 전자 제어 장치 (ECU; Electronic Control Unit)의 개수가 급증하고 있다. ECU는 효율적인 통신을 위해서 차량용 내부 네트워크인 CAN(Controller Area Network)을 이용한다. 하지만 CAN은 기밀성, 무결성, 접근 제어, 인증과 같은 보안 메커니즘이 고려되지 않은 상태로 설계되었기 때문에, 공격자가 네트워크에 쉽게 접근하여 메시지를 도청하거나 주입할 수 있다. 악의적인 메시지 주입은 차량 운전자 및 동승자의 안전에 심각한 피해를 안길 수 있기에, 최근에는 주입된 메시지를 식별하기 위한 침입 탐지 시스템(IDS; Intrusion Detection System)에 대한 연구가 발전해왔다. 특히 최근에는 AI(Artificial Intelligence) 기술을 이용한 IDS가 다수 제안되었다. 그러나 제안되는 기법들은 특정 공격 데이터셋에 한하여 평가되며, 각 기법에 대한 탐지 성능이 공정하게 평가되었는지를 확인하기 위한 평가 프레임워크가 부족한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 machine learning/deep learning에 기반하여 제안된 차랑용 IDS 5가지를 선정하고, 기존에 공개된 데이터셋을 이용하여 제안된 기법들에 대한 비교 및 평가를 진행한다. 공격 데이터셋에는 CAN의 대표적인 4가지 공격 유형이 포함되어 있으며, 추가적으로 본 논문에서는 메시지 주기 유형을 활용한 공격 유형을 제안하고 해당 공격에 대한 탐지 성능을 평가한다.

• Review of KIISC
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• v.33 no.4
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• pp.13-22
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• 2023

Controller area network (CAN) 네트워크로 대표되는 자동차 내부네트워크와 비교하여 자동차 스마트키 시스템은 상대적으로 소수의 연구가 진행되어오고 있다. 하지만, 현실 세계에서는 스마트키 시스템의 취약점으로 인해 많은 피해사례가 발생하고 있다. 대표적으로, 2010년 NDSS 학회에 소개된 신호 중계 공격 (signal relay attack)은 현재까지도 수많은 자동차 절도 사건들에 악용되고 있다. 이와 같은 문제를 근본적으로 해결하기 위해 초광대역 통신(ultra-wideband communication, UWB)을 사용한 디지털 키 (Digital Key) 기술이 일부 최신 자동차들에 탑재되고 있다. 하지만, 2022년USENIX Security 학회에서 애플, 삼성과 같은 글로벌 기업이 채택한 high rate pulse repetition frequency (HRP) UWB 측위 시스템에 대한 거리 단축 공격 (distance reduction attack)이 가능함이 소개되었다. 이는 디지털 키 시스템 또한 신호중계 공격과 같은 보안 위협에 노출될 수 있다는 점을 시사한다. 본 논문에서는 자동차 스마트키 시스템을 대상으로 수행된 공격 연구 사례들을 살펴본다. 먼저, remote keyless entry (RKE) 시스템 및 passive keyless entry and start (PKES) 시스템으로 대표되는 기존 스마트키 시스템을 대상으로 하는 보안 위협에 대해 살펴본다. 다음으로 차세대 스마트키 시스템으로 주목받고 있는 디지털키 시스템을 구성하는 초광대역 통신기술의 동작 원리 및 이에 대한 보안위협 연구 동향을 살펴본다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2024.01a
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• pp.279-280
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• 2024

본 논문에서는 주행 중 차량의 상태를 실시간으로 모니터링함과 동시에, 페달 조작 여부를 확인할 수 있는 영상 촬영 및 저장 시스템을 제안한다. 개발된 차량 운행 정보 블랙박스는 블루투스 OBD2 커넥터를 통해 차량의 PID 값을 식별하고 수집한다. 이 데이터는 비동기 방식으로 처리되며, 라즈베리파이와 7인치 터치 디스플레이를 이용해 운전자에게 한눈에 보일 수 있는 형태로 정보를 제공한다. 특히, 멀티스레드를 활용하여 ECU 정보를 페달 조작 여부 영상에 표시하는 동시에 녹화하고, CSV 파일로 SD 카드에 실시간으로 저장한다. 수집된 차량 데이터와 영상 데이터는 예기치 못한 사고 발생 시 운전자의 과실 비율 측정과 대처행동을 입증하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대되며, 차량 정비 시 참고 자료로 활용될 수 있다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• v.3 no.3
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• pp.181-189
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• 2001

The software components of embedded control systems get extremely complex as they are designed into distributed systems get extremely complex as they are designed into distributed systems consisting of a large number of inexpensive microcontrollers interconnected by low-bandwidth real-time networks such as the controller area network (CAN). While recently emerging middleware technologies such as CORBA and DCOM address the complexity of distributed programming, they cannot be directly applied to distributed control system design due to their excessive resource demand and inadequate communication models. In this paper, we propose a CORBA-based middleware design for CAN-based distributed embedded control systems. Our design goal is to minimize its resource need and make it support group communication without losing the IDL (interface definition language) level compliance to the OMG standards. To achieve this, we develop a transport protocol on the CAN and a group communication scheme based on the well-known publisher/subscriber model. The protocol effectively realizes subject-based addressing and supports anonymous publisher/subscriber communication. We also customize the method invocation and message passing protocol, referred to as the general inter-ORB protocol (GIOP), of CORBA so that CORBA method invocations are efficiently serviced on a low-bandwidth network such as the CAN. This customization includes packed data encoding and variable-length integer encoding for compact representation of IDL data types. We have implemented our CORBA-based middleware on the mArx real-time operating system we have developed at Seoul National University. Our experiments clearly demonstrate that it is feasible to use CORBA in developing distributed embedded control systems possessing severe resource limitations. Our design clearly demonstrates that it is feasible to use a CORBA-based middleware in developing distributed embedded systems on real-time networks possessing severe resource limitations.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.21 no.10
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• pp.1957-1963
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• 2017

This paper has proposed a new-type groundwater auto-monitoring system based on Multi-Sensor Device. The system adopted Multi-Sensor Device as host computer of data acquisition, used Windows Mobile which was prevalent operation system of Multi-Sensor Device. It adopted serial port CAN and RS485 as the communication interface between goundwater sensor Device and monitor host machine and utilized serial-linked multi-sensor design to measure effectively according to the depth of groundwater. We present a design for a groundwater monitoring system based on a network of wirelessly linked sensors. The proposed solution will enable groundwater researchers and decision makers to have quick access to the groundwater data with less effort and cost. Though our design is initially meant for groundwater monitoring, it can be easily adapted to other fields of environmental monitoring.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.29 no.7A
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• pp.814-827
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• 2004

The compressed mode is used to perform inter-frequency and inter-system handover in WCDMA. The instantaneous transmit power is increased in the compressed frame in order to keep the QoS(Quality of Service) unaffected by the reduced processing gain. Furthermore, since the inner loop power control is not active during the transmission gap and the effect of interleaving is decreased, a higher Eb/No target is required, which directly affects the system performance. Due to the impact on performance, the compressed mode should be activated by the RNC(Radio Network Controller) only when there is real need to execute an inter-frequency or inter-system handover. However, 3GPP does not define the method that decides the compressed mode activation. In order to reduce performance degradation, there is need the decision method. In this paper, we consider a combined cell structure in which some neighbor cells have a frequency the same as serving cell and the others have a different frequency or system. Under consideration, we analyze the effect of the compressed mode on the WCDMA forward link performance. In order to avoid performance degradation, we propose an UE(User Equipment) measurement method that can restrict the activation area of the compressed mode of UE that does not need it and evaluate its performance by simulations. Analytical results show that the use of the compressed mode affects the performance degradation. And simulation results show that proposed method leads to better performance.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.6 no.3
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• pp.353-359
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• 2020

In this study, the controller structure and control algorithm of medical robot bed developed for pressure ulcer prevention and healing are described. The existing pressure ulcer prevention mattress is operated manually and the remaining maximum body pressure exceeds the pressure of ulcer generation, so there is always room for pressure ulcers. However, the system developed in this study does not generate the pressure ulcers because the body pressure drops to zero when the keyboard of the bed descends using the active electric driving keyboard. In addition, even if the bed is raised and the pressure above the critical body ulcer pressure is abnormal, the device and the control algorithm are designed so that the lasting time is within the pressure ulcer generation critical time and the pressure ulcer itself is not generated. The bed key board motor is a motor designed with the BLDC servos suitable for medical use and these can communicate each other easily through CAN(Car Area Network). The system is new medical robot bed that is effective in preventing pressure ulcers and will be distributed to many patients suffering from pressure ulcers.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.20 no.6
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• pp.83-91
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• 2012

In recent days, the study on hybridization of the heavy-duty is going on, actively. Especially, the improvement of fuel economy can be maximized in the intra-city bus because it drives the fixed route. For developing the hybrid electric intra-city bus, optimized control strategy which is possible to be applied with real vehicle is necessary. If the real-time control strategy is developed based on the HILS, it is possible to verify the real-time ability and fail-safety function which has the vehicle stay in safe state when the functional errors are occurred. In this study, the HILS system of series hybrid electric intra-city bus is developed to verify the real time control strategy and the fail-safety functions. The main objective of the paper is to build the HILS system for verifying the control strategy (rule-based control) which is implemented to reflect the Dynamic Programming results and fail-safety functions.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.115-115
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• 2003

최근 회전기계에 대한 세계적인 기술추세를 볼 때 해를 거듭할수록 더욱 정밀해지고 고속화에 대한 요구가 한층 증대되고 있으며 이러한 측면에서 여러 분야에 우수한 장점을 지니고 있는 능동적 자기베어링의 회전축계 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 프랑스를 중심으로 한 미국, 일본 등이 이에 대한 연구를 활발하게 수행하여 고속 공작기계 스핀들을 비롯한 고진공 펌프 및 각종 터어빈, 압축기 등에 실용화시키는 단계에 있다. 그러나 국내 관련기술에 대한 연구는 연구소, 학계를 중심으로 실험실적인 기초연구로서 부분적으로 수행하는 단계에 있으며 관련분야 활용을 위한 본격적인 연구는 수행되지 못하고 있는 실정이고 이를 실용화시키기 위한 일환으로 능동적 자기 베어링의 회전 축계를 구성하고 있는 요소기술 중 하나인 전력 증폭기의 개발이 이뤄져야 할 필요성이 있는데 본 논문에서는 네트웍 기반 전력 증폭기 개발을 시도하였다. 전력 증폭기는 크게 리니어 앰프와 스위칭 앰프로 구분된다. 리니어 앰프의 경우 회로가 간단하고 노이즈가 비교적 작다는 장점이 있지만 전력손실 및 발열이 크기 때문에 에너지 측면에서 저 효율이라는 점과 따로 방열판을 부착해야 한다는 단점을 가지고 있고, 스위칭 앰프의 경우 전력손실이 작은 반면, 회로가 비교적 복잡하고 노이즈의 발생 가능성이 높다는 단점이 있다. 본 논문에선 위 두 가지 방식을 혼합한 혼합형 전력 증폭기로 설계하였다. 또한 기존에 전력증폭기의 경우 상위 주제어기로부터 제어량을 아날로그 신호로 통신하기 때문에 발생할 수 있는 EMI 노이즈신호에 대한 대책을 세워야 하는데 본 연구를 통해 개발된 전력증폭기는 따로 보조제어기(TMS320LF2406A)를 두어 상위 주제어기에 전력증폭기의 상태값을 궤환할 수 있도록 명령 신호체계를 전체 시스템의 샘플링 시간을 고려하여 비교적 전송 속도가 빠른 CAN(Controller Area Network)으로 구축하여 주제어기와 전력 증폭기간에 양방향 통신이 가능하도록 하였다. 이로써 전력증폭기의 상태정보를 알 수 있다. 따라서 본 논문에서는 칩 설계기술의 발전으로 가격대 성능비가 우수한 DSP(TMS320LF2406A)를 이용하여 과거의 아날로그 방식의 명령신호체계를 디지털 신호체계로 바꿈으로써 네트웍을 통해 전력증폭기의 상태진단 가능성을 검증한다.