본 논문에서는 새로운 협력 전송 프로토콜을 제안한다. 기존의 협력 전송 프로토콜은 송신단과 수신단 사이에 위치하는 다수의 노드들 중에서 가장 높은 SNR을 가지는 노드를 이용하여 수신단으로 신호를 전송한다. 그러나 본 논문에서 제안하는 협력 전송 프로토콜은 노드의 위치정보를 기반으로 하여 송신단으로부터 복호에 성공한 노드들 중 수신단에 가장 가까운 노드를 선택하여 선택된 노드만이 수신단으로 신호를 전송하게 한다. 본 논문에서 제안하는 위치 정보를 기반으로 하는 중계기 선택 기법을 이용하는 협력 전송 프로토콜에 대해 수학적으로 분석하고 모의실험을 통해 이를 증명한다.
이종 네트워크 기술은 5G 핵심 기술 중 하나로, 하나의 셀을 여러 개의 소형셀로 나눠서 운영하는 기술이다. 하나의 셀을 여러 개의 셀로 나눠서 운영하는 것은 필연적으로 셀 경계 지역을 증가시키게 되기 때문에, 셀간 간섭의 영향이 더욱 커지게 된다. 이를 해결하기 위해서는 셀간 서로 다른 주파수를 할당하여 간섭을 원천적으로 봉쇄하는 것이 좋으나, 이 경우는 스펙트럼 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 이종 네트워크의 장점을 최대화하기 위해서는 스펙트럼 공유시 스펙트럼 효율 증가로 인한 성능 이득과 간섭으로 인한 성능 손해를 상호 고려한 시스템 성능 분석이 우선되어야 한다. 또한, 적응 변조 기법은 채널 상황에 맞추어, 전송량을 조정하는 기법으로, 대부분의 상용 통신 시스템의 표준으로 채택되어 적용되고 있다. 따라서, 성능 분석을 실제 시스템에 적용하기 위해서는 적응 변조가 고려되어야 한다. 본 논문에서는 적응 변조 기법을 사용하는 이종 네트워크 시스템에서 주파수 공유에 따른 스펙트럼 효율과 간섭을 고려하여, 전체 시스템 데이터 전송률을 분석하였다. 분석 결과는 몬테카를로 모의 실험을 통해 정확성을 입증하였다.
Ma, Rufei;Liu, Erwu;Wang, Rui;Zhang, Zhengqing;Li, Kezhi;Liu, Chi;Wang, Ping;Zhou, Tao
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권7호
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pp.3066-3079
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2016
Recent years have witnessed a dramatic increase in topology research of wireless sensor networks (WSNs) where both energy consumption and survivability need careful consideration. To balance energy consumption and ensure survivability against both random failures and deliberate attacks, we resort to complex network theory and propose an energy-aware preferential attachment (EPA) model to generate a robust topology for WSNs. In the proposed model, by taking the transmission range and energy consumption of the sensor nodes into account, we combine the characters of Erdős -Rényi (ER) model and Barabasi-Albert (BA) model in this new model and introduce tunable coefficients for balancing connectivity, energy consumption, and survivability. The correctness of our theoretic analysis is verified by simulation results. We find that the topology of WSNs built by EPA model is asymptotically power-law and can have different characters in connectivity, energy consumption, and survivability by using different coefficients. This model can significantly improve energy efficiency as well as enhance network survivability by changing coefficients according to the requirement of the real environment where WSNs deployed and therefore lead to a crucial improvement of network performance.
A Carbon Fiber Composite (CFC) framework was designed for a small lightweight space camera. According to the distribution characteristics of each optical element in the optical system, CFC (M40J) was chosen to accomplish the design of the framework. TC4 embedded parts were used to solve the low accuracy of the CFC framework interface problem. An integrated optimization method and the optimization strategy which combined a genetic global optimization algorithm with a downhill simplex local optimization algorithm were adopted to optimize the structure parameters of the framework. After optimization, the total weight of the CFC framework and the TC4 embedded parts is 15.6 kg, accounting for only 18.4% that of the camera. The first order frequency of the camera reaches 104.8 Hz. Finally, a mechanical environment test was performed, and the result demonstrates that the first order frequency of the camera is 102 Hz, which is consistent with the simulation result. It further verifies the rationality and correctness of the optimization result. The integrated optimization method mentioned in this paper can be applied to the structure design of other space cameras, which can greatly improve the structure design efficiency.
DSDV의 확장성을 개선하기 위해 제안된 클러스터 기반의 c-DSDV 라우팅 프로토콜은 모든 클러스트헤드들이 클러스터헤드들만을 잠재적 목적지로 하는 라우팅 테이블을 관리하고, 이를 최신으로 유지하기 위해서 각 클러스터헤드는 갱신 요청 메시지를 주기적으로 혹은 토폴로지 변경 시에 이웃 클러스터헤드들에게 플러딩한다. 따라서, 하나의 갱신 메시지에 의한 토폴로지 수렴범위가 9배 이상 확장되어 라우팅 정확도가 크게 개선되었다. 하지만, 전송되는 패킷들이 경로 상의 모든 클러스터헤드를 경유함으로서 클러스터헤드의 혼잡이 발생한다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 패킷 전송 중에 클러스터헤드를 우회할 수 있는 지를 판단할 수 있는 적응적 라우팅 방법을 제안한다. 그 결과, 전송 경로가 단축됨은 물론, 클러스터헤드의 혼잡 감소에 의한 큐의 단축으로 인하여 종단간 지연시간이 크게 개선되었다. 시뮬레이션을 통해서 약 40% 이상 지연 시간이 개선됨을 보였다.
이 논문은 완전설계와 반주문설계 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)을 설계 할 때 트랜지스터 수준에서 ad-hoc 기술을 사용한 저전력 고속의 명령어들 설계에 대한 것이다. 제안된 설계는 상위 수준은 Verilog-HDL을 사용하여 검증을 하였고, 논리적 정확성을 화인하기 위하여 ModelSim을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 그리고 레이어 수준은 $0.25{\mu}m$ 기술을 사용하는 LASI를 사용하여 시험하였고, Win-spice 시뮬레이션 환경에서 시간 특성을 분석하였다. 시험을 한 결과에 의하면 RISC와 CISC와 같은 범용 프로세서는 전력 소모를 최대 $35\%$까지 감소되었다. 그리고 전파 지연이 많이 감소되었고 CPU의 반입과 수행 사이클의 빈도수가 증가됨에 따라 연산의 전체 빈도수가 증가되었다.
본 논문에서는 학습과 정정 기능을 갖는 PWM 뉴럴네트워크를 설계하였다. 설계된 PWM 뉴럴시스템에서, 네트워크의 입력과 출력 신호들은 PWM 신호에 의해서 표현되어진다. 뉴럴네트워크에서 곱셈은 가장 많이 사용하는 동작이다. 승산과 합산의 기능은 PWM 기술과 간단한 혼합모드 회로기술에 의해서 실현된다. 그러므로 설계된 뉴럴네트워크는 단지 소규모의 칩상에서 구현될 수가 있다. 하나의 뉴런과 세개의 시냅스, 연관된 학습회로로 설계된 네트워크회로는 양호한 선형성과 넓은 범위의 동작범위를 가지고 있다. PWM을 이용한 신경망회로의 학습능력을 검증하기 위해, 델타 학습 규칙을 적용하였다. AND 기능과 OR 기능 학습 예측 HSPICE 시뮬레이션을 통해서 설계한 신경망회로의 기능이 성공적임을 증명하였다.
인과적 메시지 로깅은 정상수행시 낙관적 메시지 로깅의 장점을 가지고, 회복시 비관적 메시지 로깅의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 회복 프로세스들간의 비동기성을 향상시키기 위한 인과적 메시지 로깅에 기반한 새로운 회복 알고리즘을 제안하고자 한다. 기존의 인과적 메시지 로깅 기반 회복 알고리즘들은 살아있는 프로세스들의 수행을 대기시키거나, 회복 프로세스들간의 높은 동기성을 요구한다. 본 논문에서 제안하는 회복 알고리즘은 각 회복 프로세스가 자신의 회복만을 책임지게 함으로써, 여러 개의 프로세스들이 동시적으로 고장이 발생하더라도 회복시 살아있는 프로세스들의 수행을 대기시키지 않고, 회복 프로세스들 중 하나의 회복 프로세스에게만 과부하가 발생하지 않도록 한다. 또한, 제안하는 알고리즘은 각 회복 프로세스의 회복 과정이 다른 회복 프로세스의 연속적인 고장들에 의해 지연되지 않도록 한다. 본 논문에서는 제안하는 회복 알고리즘의 정당성을 증명하고, 시뮬레이션을 통해서 제안하는 회복 알고리즘이 기존 회복 알고리즘에 비해 고장난 프로세스의 평균회복시간을 단축시킨다는 것을 보여준다.Abstract Causal message logging has the advantages of optimistic message logging during failure-free execution and pessimistic message logging during recovery. In this paper, we present a new recovery algorithm based on causal message logging for improving asynchrony among recovering processes. Existing recovery algorithms based on causal message logging block the execution of live processes or require high synchronization among recovering processes. As each recovering process is responsible for only its recovery in our algorithm, the algorithm avoids blocking the execution of live processes during recovery even in concurrently multiple failures and overloading only one among recovering processes. Moreover, it allows the recovery of each recovering process not to be delayed by the continuous failures of other recovering processes. We prove the correctness of our recovery algorithm, and our simulation results show that our algorithm reduces the average recovery time of a failed process compared with the existing recovery algorithms.
To achieve a fast dynamic response and to solve the multi-objective control problems of the output currents, capacitor voltages and system constraints, this paper proposes a deadbeat and hierarchical predictive control with space-vector modulation (DB-HPC-SVM) for five-level nested neutral point piloted (NNPP) converters. First, deadbeat control (DBC) is adopted to track the reference currents by calculating the deadbeat reference voltage vector (DB-RVV). After that, all of the candidate switching sequences that synthesize the DB-RVV are obtained by using the fast SVM principle. Furthermore, according to the redundancies of the switch combination and switching sequence, a hierarchical model predictive control (MPC) is presented to select the optimal switch combination (OSC) and optimal switching sequence (OSS). The proposed DB-HPC-SVM maintains the advantages of DBC and SVM, such as fast dynamic response, zero steady-state error and fixed switching frequency, and combines the characteristics of MPC, such as multi-objective control and simple inclusion of constraints. Finally, comparative simulation and experimental results of a five-level NNPP converter verify the correctness of the proposed DB-HPC-SVM.
유비쿼터스 환경에서의 컴퓨팅 기기들은 초경량 컴퓨팅 환경으로서 사용자들이 컴퓨터의 존재를 인지할 수 없도록 사용자 신체나 주변 환경에 내장되며, 크기가 작고, 적은 기능을 가진 많은 컴퓨터를 여러 곳에 분포하여 네트워크로 통신한다. 초경량 컴퓨팅 환경에서는 사용자들에게 서비스를 제공하기 위해 사용자의 정보를 교환하는 일이 많으며, 사용자의 정보를 보호하기 위해서는 보안 기술이 반드시 포함되어야 한다. 본 논문에서는 초경량 컴퓨팅 환경에서 표준화 된 보안 서비스를 제공하는 초경량 환경을 위한 보안 서비스 지원을 위한 API를 연구하고 설계한다. 초경량 환경의 보안 서비스 지원을 위한 API는 일반적인 컴퓨팅 환경에서와 같이 데이터 암호화, 데이터 인증, 키 관리 등의 보안 서비스를 제공하며, 초경 량 컴퓨팅 환경에 맞는 RC5와 SHA1 알고리즘 사용, 효율적인 메모리 관리를 위해 각 서비스를 라이브러리화하여 필요시마다 라이브러리를 할당/해제하는 등의 초경량 컴퓨팅 환경의 문제점을 해결할 수 있도록 설계, 구현한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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