무선 센서 네트워크에서 싱크(sink) 노드의 브로드캐스트는 네트워크 관리 또는 질의를 통한 데이터 수집 및 시간 동기화 등 다양한 응용에 활용된다. 가장 단순한 형태의 브로드캐스트 방식인 플러딩(flooding)은 과도한 잉여 트래픽을 발생 시켜 브로드캐스트 스톰(broadcast storm) 문제를 야기하기 때문에 효율적인 브로드캐스트를 수행하지 못한다. 과도한 잉여 트래픽을 줄여 주는 브로드캐스트 기법으로 MPR (Multi-Point Relay)을 활용한 브로드캐스트 방식이 있다. MPR은 2 홉(hop)범위에 브로드캐스트 메시지를 전달하기 위해 메시지를 중계하여야 하는 1 홉 범위의 노드 집합을 의미한다. MPR을 최소로 선발할 경우 잉여 트래픽을 크게 줄일 수 있으나, 브로트캐스트 메시지의 충돌과 중복된 수신으로 인한 에너지 낭비문제는 해결하지는 못 한다. 본 논문에서는 무선 센서네트워크에서 3 개의 채널을 사용하는 MPR 기반의 싱크 브로드캐스트 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 브로드캐스트 메시지의 충돌 가능성을 크게 줄여 신뢰성을 향상시킴과 동시에 중복된 메시지 수신을 배제함으로써 에너지 소모를 줄인다. 성능 평가 결과는 제안하는 기법이 MPR을 이용한 브로드캐스트와 비교하여 에너지 효율적이고 전송 지연이 짧으며 전송 신뢰도가 높음을 보여준다.
클라우드 환경은 분산컴퓨팅 분야의 한가지로서, 물리 노드와 가상 노드로 구성이 되어 있다. 분산화 된 클라우드 환경에서의 최적 경로 탐색은 각 노드들이 최적 경로 탐색을 수행하는 것이다. 실시간으로 급변하는 탐색 환경은 빠른 데이터 전송을 통한 각 노드들의 동기화를 요구한다. 따라서 QoS의 보장과 최적 경로 탐색을 위해서 양자화 기법이 필요하다. 양자화 기법을 통해 중앙 서버는 각 노드로 실시간 탐색 환경 데이터를 빠르게 전송가능하며 각 노드들은 원활하게 최적 경로 탐색을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 중앙 서버에서 각 노드들의 최적 경로 탐색 문제를 해결하기 위해 데이터의 전송량을 줄일 수 있는 양자화를 적용한다. 최적 경로 생성 시스템에 양자화 데이터 전송을 적용하는 실험을 하기 위해 클라우드 환경의 시뮬레이션을 구성하였다. 양자화 기법의 적용을 통해 클라우드 환경에서 전송 되는 총 데이터를 줄이면서 성능을 높일 수 있으며, 최적 경로 탐색을 위한 어플리케이션의 QoS를 보장할 수 있다.
최근 클라우드 컴퓨팅 기술의 발달로 인해 클라우드 기반의 컴퓨팅 자원의 활용은 다양한 분야에서 실생활에 적용되고 있다. 특히, 스마트 기기의 기술과 네트워크 인프라의 발달은 지역 스마트 디바이스와 클라우드 저장소간의 파일 공유에 대한 필요성을 더욱 촉진 시켰다. 하지만, 스마트 기기의 저장 공간 제약 사항으로 인해 클라우드 저장소에 파일을 저장하는 것은 지역 저장소의 저장 공간기아 문제를 촉발 시킨다. 이것은 클라우드 저장소 서비스에서 대용량의 파일 저장 공간을 제공하더라도 사용자는 저장소 부족 문제에 직면 할 수 있음을 의미한다. 본 연구에서는 스마트 기기와 클라우드 저장소간의 파일 관리 방법을 제시한다. 본 연구에서 제시하는 지역 스토리지 용량 관리 방법은 사용자의 최근 사용한 날짜를 기반으로 파일 사용 패턴을 계산하고 이를 기반으로 지역에 저장된 파일들 중 마이그레이션 되어야 할 대상들을 선정하는 방법을 사용하고 있다. 더욱이 본 연구에서 제시하는 방법을 통하여 대규모 빅 데이터 저장소와 저장 공간의 제약을 가지고 있는 지역의 소형 클라이언트 장치간의 파일 동기화에도 활용될 수 있다.
무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜에서 에너지 효율성은 가장 중요한 이슈들 중 하나이다. 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 비동기 방식의 무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜은 동기를 맞추기 위한 프로토콜 절차가 없기 때문에 프로토콜을 유지하기 위하여 사용하는 에너지 소모가 적다. 그러나 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 노드들은 동기를 맞추지 않고 각각 다른 시간에 깨어나서 자신에게 전송되는 데이터가 있는지 확인하기 때문에, 프리엠블 오버히어링이나 데이터 오버히어링이 발생하기 쉽다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 수신노드식별자와 페이로드의 길이정보를 수납한 짧은 프리앰블을 사용함으로써 주변노드의 오버히어링을 감소시킨 B-MAC++를 제안하였다. 그리고 기존의 프리엠블 샘플링 기법을 사용하는 비동기 방식의 무선 센서 네트워크 MAC 프로토콜들과 제안한 B-MAC++를 모의실험을 통하여 에너지소모 관점에서 평가 비교분석 하였다.
Park, Chan-Sik;Kim, Seung-Beom;Kang, Dong-Youn;Yun, Hee-Hak;Cha, En-Jong;Lee, Sang-Jeong
한국항해항만학회:학술대회논문집
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한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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pp.217-222
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2006
To find a location, GPS has been wildly used. But, it is hard to use in indoor because of very weak signal level. To meet indoor requirements, there have been many studies applying wireless communication networks such as WLAN, UWB and ZigBee. Among these, ZigBee is widely adopted in many WSN applications because it has an advantage of low-power and low-cost. In ZigBee, the RSSI is used as range measurement for ad-hoc network. The RSSI are converted to ranges using the signal attenuation model and these ranges become inputs of positioning methods. The obtained position with RSSI has large error because of its poor accuracy. To overcome this problem, ultrasonic sensors are added in many researches. By measuring the arrival time difference of ZigBee and ultrasound as a range measurement, the precise position can be found. However, there are still many problems: scheduling of beacons to transmit signals in a correct order, addition and synchronization of beacons and low-rate positioning rate. At this paper, an efficient method to solve these problems is proposed. In the proposed method, a node transmits ZigBee and ultrasound signal simultaneously. And beacons find the range with the received signals and send it back to a node with ZigBee. The position is computed in a node with the received ranges. In addition, a new positioning algorithm to solve the risk of the divergence in the linearization method and the singularity problem in the Savarese method is presented. Both static and dynamic experimental results show 0.02m RMS errors with high output rate.
복합 재료로 구성된 원판으로부터 여러 가지 패턴을 버려지는 부분이 최소화되게 배치시킨 후 절단하는 문제를 복합 재료 재단 문제라 부른다. 본 논문은 목적 함수의 비용 오류를 감내하는 영역 분할 분산 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 MPI 환경하에서 복합 재료 재단 문제에 적용한다. 비용 오류 감내기법은 최적해 접근 특성을 유지하기 위하여 스트림 길이를 동적으로 변화하며 상태변환을 비동기적으로 수행한다. 또한 복합 재료 재단 도구 개발을 위한 여러 가지 모양을 가진 패턴의 정보 및 친화도 생성, 목적함수, 상태변환 방법, 어닐링 스케줄 및 이를 위한 효율적인 자료 구조에 대하여 정의한다. 배치될 패턴은 정형이나 convex 다각형으로 제한되어 있지 않고 어떠한 모양도 가능하며 원판은 복합 재료의 성격상 2 또는 4 방향으로 고정되어 있다.
최근 들어 많이 사용되어지는 원격 전자회의 시스템이나 멀티미디어 브로드캐스팅과 같은 분산 멀티미디어 어플리케이션을 지원하기 위해서는 시스템이 어플리케이션의 시간제약성을 만족시켜주어야 한다. 따라서, 이와 같은 실시간 시스템에서는 시스템의 행위를 예측하고 분석하기 어렵게 하는 우선순위 반전 문제를 해결하여야 하며, 시스템의 오버헤드를 최소화하면서 공유자원에 대한 선점가능성을 높일 수 있는 실시간 서버모델을 사용할 필요가 있다. 현재 동기화에서 주로 사용되는 실시간 서버 모델에는 단일 스래드 서버모델, 작업자 모델 그리고 동적 서버 모델이 있으나 공유자원을 관리하기 위한 효율적인 구조를 제시하고 있지는 못하다. 본 논문에서는 우선순위 반전문제를 해결하기 위하여 우선순위 계승 프로토콜을 이용하고 있으며, 시스템의 오버헤드에 영향을 최소화하면서 서버에 대한 보다 나은 선점가능성을 제공할 수 있고 좀더 빠른 응답시간을 갖는 실시간 서버 모델로서 혼합형 우선순위 작업자 모델을 제안한다. 흔합형 우선순위 작업자 모델은 정적 우선순위 작업자 모델과 동적 우선순위 작업자 모델을 혼합한 형태로서 성능평가 결과 혼합형 우선순위 작업자 모델이 기존의 다른 모델들 보다 좀 더 나은 성능을 보이고 있음을 알 수 있다.
분산시스템(distributed system)을 시험할 때, 병렬 이벤트를(concurrent events)를 제어 할수 없다면 정확한 시험결과를 얻어내기 어렵다. 기존의분산 시험 방법은 정형적 방법으로 test sequence 생성 알고리즘을 제시하지 못하거나 동기화를 위한 부가적 메시지의양이 많은 단점이 있었다. 본 논문에서는 병렬 이벤트 제어를 위해 logical clock를 이용한 정형적 test sequence 생성 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘은 제어관철 문제를 해결하고 시험 결과를 재현할수 있다. 또한 어떠한 통신 패러다임에서도 적용될수 있는 일반적 해결방법을 제공한다. 분산 시험 방법에서는 분산 객체가 증가할수록 시험기 사이의 채널이 비선형(non-linearly)으로 증가하는 단점이 있다. 이 단점을 극복하고자 원격 시험방법(remote test method)의 시험 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘의 검증을 위해 SDL 도구를 사용하고 Q.2971 망 부분(network side) 일대 다 호/연결 설정을 위한 메시지 교환에 적용한다.
application specific integrated circuit (ASIC) 및 system on chip (SoC) 설계 시 디지털 회로는 클럭에 동기화되어 작동한다. 칩 설계 시, place & route (P&R)에서 설계 조건과 타이밍 조건, 클럭의 동기화 여부 등을 고려한다. P&R에서 클럭 경로에 대한 delay를 줄이기 위해, clock tree synthesis (CTS) 기법을 이용한다. 본 논문에서는 사전 클럭트리 합성 가능 여부 판단을 위한 shallow-CTS 알고리즘을 소개한다. 오픈 소스 Parser-Verilog를 사용하여 register transfer level (RTL) 합성가능한 Verilog를 파싱하여, Pre-CTS와 Post-CTS 단계를 진행하고, 가장 긴 clock path와 버퍼 삽입 전후의 표준편차를 비교하여 CTS의 정확도에 대해 분석한다. 본 논문에서 시간 투입이 많이 되는 licensed EDA tool을 사용하여 CTS 결과를 확인하지 않고, RTL 수준에서 사전 클럭 트리 합성 검증 방법을 제공하여 비용 및 시간문제를 감소할 수 있을 것으로 기대된다.
이 논문은 위성항법시스템의 문제점들을 해결하기 위하여 GNSS 기반의 RF 수신단과 고정밀 측위 아키텍처 그리고 고감도 측위 아키텍처를 제안하였다. GNSS 기반의 RF 수신단 모델은 기존 GPS와 향후 사용되어질 갈릴레오의 항법정보데이터를 동시에 수신할 수 있는 구조를 가져야 한다. 따라서 GPS의 L1대역인 1575.42MHz와 갈릴레오의 El대역인 1575.42MHz, E5A대역인 1207.1MHz 그리고 E5B대역인 1176.45MHz를 동시에 수신할 수 있는 다중 밴드로 구성하였다. 고정밀 측위 아키텍처는 기존 상관기 구조가 가지고 있는 Early코드, Prompt코드, Late코드를 사용하는 1/2칩 이격 구조가 아닌 Early_early코드, Early_late코드, Prompt코드, Late_early코드, Late_late 코드 구조의 상관기를 제안하였다. 이렇듯 1/4칩 이격의 상관기 구조를 제안하여, 위성항법시스템으로부터 송신되는 신호의 부정확성으로 인해 생기는 C/A코드와의 동기 문제를 해결하였다. C/A코드와의 동기 문제는 차량용 항법시스템의 동기 획득 지연 시간 문제가 발생되어, 수신기의 성능 저하를 가져온다. 다음으로 고감도 측위 아키텍처는 20개의 코럴레이터(correlator)를 사용하여 비대칭 구조로 설계하여 수신 증폭률을 최대화하고, 잡음을 최소화하여 수신율을 향상시키도록 하였다. 위성항법시스템은 동일한 C/A코드를 20번 반복하여 전송한다. 따라서 동일한 C/A코드를 모두 사용할 수 있는 구조를 제안하였고, 적응형 구조를 가지고 있어, 주변 환경에 따라 코럴레이터의 수를 제한할 수 있어, 불필요한 시스템의 동작 지연 시간을 줄일 수 있다. 이러한 구조의 사용으로 동기 획득 지연 시간을 줄일 수 있고, 동기 추적의 연속성을 보장할 수 있다. 이는 위성항법시스템의 수신기 성능을 향상시키는 결과를 가져온다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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