가상 네트워크는 가상 머신을 가상 링크로 연결해서 구성된다. 가상 링크는 하나의 물리적 채널을 여러개의 논리적 채널로 분할해서 사용할 수도 있고, 이와는 반대로 다수의 물리적 채널을 하나의 논리적 채널로 통합하여 사용할 수도 있다. 본 논문에서는 기존의 채널 본딩을 발전시킨 가상 네트워크를 위한 채널 본딩 기술을 제안한다. 기존의 채널 본딩 기술은 동일한 하드웨어, 동일한 네트워크 대역폭의 제한이 있는 반면 가상 네트워크를 위한 채널 본딩 기술은 하드웨어, 대역폭의 제한을 두지 않고 다양한 하드웨어와 대역폭을 지원할수 있도록 하였다. 이는 가상 머신간에 네트워크 대역폭을 나눠서 사용함으로 인해 가상 머신 위에서 다수의 네트워크 인터페이스가 동일한 대역폭을 지원받는 것이 어렵기 때문이다. 가상 네트워크를 위한 채널 본딩 기술의 성능을 측정하여 본딩된 채널만큼 성능이 향상됨을 알 수 있다.
가상 부반송파가 존재하는 orthogonal frequency division multiplex (OFDM)시스템에서 discrete Fourier transform (DFT) 기반 채널 추정은 가상 부반송파 내 부반송파에는 파일롯 부반송파를 배치할 수 없기 때문에 DFT-inverse DFT (IDFT)과정에서 채널 누수가 발생해서 원하는 채널 추정 성능을 얻을 수 없다. 본 논문에서는 가상 부반송파가 존재할 때 DFT 기반 채널 추정기법의 성능 분석을 통해 성능 열화 정도를 분석한다. 가상 부반송파의 수, 파일롯 부반송파의 간격, 가상 부반송파 내부의 배치 불가능한 파일롯 부반송파의 수에 따라 정의 된 채널 누수를 이용하여 분석한다.
공유 자원 간섭으로 인해 가상머신 간의 격리가 위반되고 은닉 채널 구현이 가능해서 클라우드 컴퓨팅 환경에서 가상머신 간의 격리는 중요 보안 요소이다. 본 논문에서는 Hyper-V 하이퍼바이저의 구조를 분석하여 가상머신 간의 은닉 채널을 구현한다. Hyper-V는 가상머신 간의 상호 배제를 위해 mutex(mutual exclusion) 기법을 사용한다. Mutex로 인해 가상머신 간의 간섭이 발생하고 은닉 채널 구현이 가능함을 밝힌다. 구조가 복잡한 Hyper-V에 적용가능한 mutex 자원 탐색 방안을 고안하여 은닉 채널을 다수 구현하였다. Mutex 기반 은닉 채널은 하드웨어 의존적이지 않으며, 은닉 채널이 탐지되거나 방어되는 경우 다수의 은닉 채널 중에서 다른 은닉 채널을 이용하면 방어 기법 회피가 가능하다.
IEEE 802.15.4 저속 무선 개인망 표준에서 기술하고 있는 채널의 숫자는 같은 지역 내에서 많은 수의 개인망을 동시에 운용하기에는 매우 부족하다. 이러한 제한을 해결하기 위해서, 우리는 많은 개인망이 공존하는 경우 가용한 채널의 숫자를 늘릴 수 있는 가상 채널(Virtual Channel)이라는 개념을 소개한다. 기본적으로 가상 채널은 이미 다른 개인망에 의해 점유된 논리적 채널 속에의 비활성 구간 속에 슈퍼 프레임을 위치시키는 방법을 통해 새롭게 만들어 지는 채널을 가리킨다. 이러한 가상 채널을 사용하여 하나의 채널 내에 공존하는 개인망들의 공존능력을 최대화하기 위하여 이 논문에서는 충돌 수퍼프레임 스케줄러(Least Collision-Scheduler)와 복잡도가 줄어든 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 그리고 다수의 채널이 주어졌을 경우, 주어진 채널을 효율적으로 관리하는 가상채널 선택기(Virtual Channel Selector)를 제안한다. 부가적으로, 공존하는 많은 개인망들 간의 비동기화 문제를 해결하기 위한 간단하고 실제적인 동기화 기술을 고안한다. 우리는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 이러한 가상 채널 기법을 사용할 경우 개인망의 공존 능력에 있어 획기적인 개선을 이룰 수 있음을 확인하였다.
무선 ATM망에서 다수 연결채널로부터 발생되는 트래픽의 서비스 질을 보장하고 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위해서는 다중접속제어 기술이 중요한 설계요소 중 하나이다. 본고에서는 ATM 프로토콜 특성을 무선 구간에 까지 확장한 동적다중슬롯할당(DMSA: Dynamic Multi-Slot Assignment)기법의 단점 중 하나인 연결채널별 지연 성능의 차이에 대해 분석하고, 이를 해결하기 위하여 이동국으로부터 각 연결채널에 대해 전달되는 정보를 이용하여 중앙제어국에 가상큐를 도입하는 방안을 제안한다. 중앙제어국에서는 구성된 가상큐룰 이용하여 상향링크의 다음 한 프레임내 모든 타임슬롯에 대한 연결채녈 할당을 수행한다. 다양한 트래픽 소스에 대한 시뮬레이션을 통해 가상큐-동적다중슬롯할당 알고리즘이 기존의 동적다중슬롯할당 알고리즘에 비해 중앙제어국에서의 단순한 제어 부하만으로도 다수의 연결채널에 대해 균등한 설비스 질을 보장하고 지연 변이 특성의 성능 향상을 나타냄을 입증한다. 이러한 연구결과는 동종 혹은 이종의 트래픽을 가진 각 연결 채널에 대해 무선 구간의 분산 환경으로 인해 발생할 수 있는 불평등성을 해결함으로써 무선 ATM의 개념을 우선 ATM과 유사한 환경으로 분석할 수 있는 계기를 마련한 것으로 판단된다.
본 논문은 k-ary n-cubes에서 다중 전송에 기반을 두고 있으며, 결함허용과 채널 경쟁을 고려한 적응적 웜홀 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 k-ary n-cube에서 차수 n에 대하여 (n-1)의 결함허용을 보장하기 위해 하나의 물리적 채널당 2n개의 가상채널을 사용한다. 이것은 결함허용을 고려한 기존의 적응적 라우팅 알고리즘보다 적은 수의 가상채널을 사용한다. 카오스 시뮬레이터를 이용하여 본 논문이 제안한 적응적 라우팅 알고리즘의 교통량과 결함허용을 고려한 메세지 지연도 함께 실험하였다.
가상현실은 실제와 유사하도록 컴퓨터가 생성한 가상의 공간과 사용자가 인터랙션을 할 수 있게 하는 기술을 의미한다. 멀티채널 디스플레이는 고해상도의 영상을 생성하여 사용자에게 전달하는 가상현실 플랫폼 중의 하나이다. 본 연구에서는 3차원 교육 콘텐츠를 피 교육자에게 몰입감 있게 설명할 수 있는 멀티채널 디스플레이 시스템을 구축하고 멀티채널 디스플레이용 반도체의 개념 및 제조 공정을 설명 할 수 있는 3차원 교육 콘텐츠를 구축한다.
긴박한 임무 상황(mission critical)의 시스템 뿐만 아니라, 웹 서버등의 고가용성, 고신뢰성을 위한 가상 서버의 구축도 관심이 되고 있다. 본 연구에서는 가상서버의 고가용성 , 고신뢰성을 보다 향상시키기 위해 가상서버 클러스터의 각 구성 노드들을 이중의 네트웍 채널로 중복 시켜 네트웍 고장에 대한 신뢰성을 향상시켰다. 관리자 노드와 작업노드 풀로 구성되는 시스템의 각 노드와 이중 채널로 구성된 네트웍에 대한 결함검출과 결함복구를 위한 분산 결함 허용 미들웨어를 구현하였고, 적응형 고장 감내 (Adaptive Fault Tolerance) 기법을 사용하여 다양한 임무 상황에서의 자원 효율성을 향상시켰다.
본 논문에서는 다중 안테나(MIMO)를 사용하는 환경에서 보호 자원(보호 시간 및 보호 대역)을 필요로 하지 않는 새로운 양방통신(duplex) 방법을 제안한다. 이 양방 통신 방식에서는, 보호 자원을 사용하지 않기 위해, 송, 수신단 사이의 다중 안테나 채널을 선부호화, 후부호화하여 공간 영역(spatial domain)에서 두 개의 가상 채널(virtual-channels)을 생성하여 양방 링크에 할당한다. 제안된 양방 통신 방법은 선부호화기와 후부호화기를 적절히 선택해 줌으로써 채널 용량을 더 증대시킬 수 있는 장점을 가지며, 이렇게 향상된 채널 용량은 보호 대역, 보호 시간이 사용되지 않은 기존 양방 통신 방식보다 우수함을 보인다.
인지 무선(Cognitive Radio : CR) 시스템의 개발은 Mitola 가 제안한 개념의 완전 인지 무선(Full Cognitive Radio)시스템과 현재 표준화 논의가 진행 중인 스펙트럼 인지무선 시스템의 두 가지 방향으로 이루어지고 있다. 본 논문은 스펙트럼 인지무선 시스템을 위한 인지 엔진(Cognitive Engine : CE)을 개발 하고 인지 엔진의 핵심 기능인 채널 집합 관리 알고리즘에 대한 가상 실험을 통해 성능 분석을 하였다. 채널 집합 관리는 과거의 채널 점유 기록을 기반으로 CR시스템의 이동 가능 채널들 중 채널 품질 및 유휴 가능성이 높은 채널을 평가하고 결정하는 기능을 수행한다. 이를 위한 핵심 기능이 채널 상태 예측이고 본 논문에서는 채널 상태 예측을 위해 은닉 마르코프 모델(HMM)의 활용을 제안하였으며 HMM기반의 채널 상태 예측 성능을 향상 시킬 방법을 제안 및 적용하여 가상 실험을 하였다. 가상 실험 결과 채널 상태 예측 성능의 향상을 확인하였고 난수 선택 방법(Random Selection), 통계적 선택 방법(Statistical Selection) 과의 성능 비교를 통해 본 논문에서 제안한 방법의 우월성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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