충격적인 헤드라인 중 하나는 심각한 연쇄추돌 교통사고(chain collision accident, CCA)이다. CCA의 진행과정은 시공간적으로 국부성을 가지며, 그 정보는 시간 임계적(time-critical)이다. 따라서 연쇄추돌을 감소시키기 위해서는 1차 사고 발생 직후 교통사고 정보를 운전자에게 신속하게 전파시켜야 한다. 국부적 긴급 정보전파의 유력한 대안 중 하나는 Ad hoc 통신에 기반을 둔 차량 간 통신(Inter-Vehicle Communication, IVC)이다. 이러한 IVC의 잠재력에도 불구하고, CCA 감소에 대한 IVC의 효과에 대한 연구는 현재까지 보고되지 않고 있다. 따라서 본 연구는 미시적 차량 시뮬레이터와 IVC 시뮬레이터가 결합된 병렬 플랫폼을 개발하고, 이를 이용하여 CCA 감소에 대한 IVC의 효과를 분석하였다. CCA를 감소시키기 위한 IVC기반 긴급 교통사고정보 전파의 가능성을 증명하기 위하여, IVC 장치의 시장 점유율과 교통량 시나리오에 따른 차량의 접근속도 감소, 사고정보의 전파속도, 그리고 CCA의 감소를 분석하였다. 분석결과, IVC 장비의 시장 점유율 10%와 50%에서 CCA는 40~60% 그리고 80~82%로 각각 감소될 수 있는 것으로 나타났다.
최근에, 전원 공급 장치에 있어서 파워의 품질에 대한 요구가 높아지고 있다. IEC 61000-3-2 규격은 조명을 위한 AC/DC 전원 공급 장치에 대하여 역률(PF)과 전체 파형 왜곡률(THD)에 대한 규격을 만족하도록 요구하고 있다. 또 출력단의 전류 변화에 의해 발광체 광량이 바뀜에 따라 발생되는 플리커 현상에 대해 유럽권 선진국가는 ripple rate의 기준을 15~30%로 설정해 규제하고 있다. 따라서 국내에서도 기준을 마련하고 규제를 추진 중에 있다. 그래서 본 논문은 PFC 규격을 만족하고, 회로 1차, 2차 간 절연 기능을 가지기 위해 Flyback 컨버터를 적용하며, LED 전류의 저주파 리플을 저감하기 위해 Flyback, Coupled Inductor, LC 병렬 공진 필터, LLC 공진 필터, Cuk을 이용한 각각의 LED 구동회로를 PSIM을 통해 시뮬레이션 함으로써 각각의 방식들을 비교하였으며, 출력측 리플 저감을 위해 1차측에 Coupled Inductor와 2차측에 LC 공진을 적용한 Coupled LC 공진 회로를 제안하였으며, Coupled LC 공진 방식은 출력 커패시터가 78uF으로 작으며, 출력 리플은 전압 2.38V, 전류 0.05A로 기존의 방식보다 22%의 출력 리플 저감을 확인 하였다.
최근 수중 무인 체계가 대두됨에 따라 핵심 기반 기술인 장거리 수중통신기술 및 고속 수중채널모델링 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 고속 수중채널모델링을 수행하기 위한 고속 음파전달모델을 제안하여, 정량적인 성능 분석을 통해 제안 기술의 적용 가능성을 살펴보았다. 수층에서의 파동 전파를 모사하기 위하여 고차 유한 차분 기법을 사용하였으며, 범용 그래픽 프로세서를 이용한 영역 분할 기법을 적용하여 여러 개의 그래픽 프로세서 병렬 처리를 통해 연산 속도를 향상시켰다. 제안한 기법은 반무한 매질에서의 해석해와의 비교 및 파선법에 기반한 VirTEX 모델을 이용한 결과와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 최종적으로 수치예제를 통해 고속 수중채널 모델링 기법의 정량적인 연산 성능을 분석하였다. 개발모델의 연산 성능 향상 정도를 정량적으로 분석한 결과 그래픽 프로세서 수가 증가함에 따라 연산 속도가 선형에 가깝게 빨라지는 것을 확인하였다. 연산 영역의 크기가 2배로 증가할 때와 주파수가 2배로 증가할 때 계산 시간은 각각 2배와 8배로 증가하였다. 본 논문을 통해 제안한 고속 수중채널모델 기술은 해양무인체계의 수중통신기술 개발을 위한 수중통신 채널모델 및 분석 툴로 탑재되어 국방력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 벡타연산을 효율적으로 수행하고 대단위 병렬시스템을 지원하는 다중 스레드구조, MULVEC(MULtithreaded architecture of the VEctor Computations) 을 제시한다. MULVEC은 데이타플로우 모델에 수퍼 스칼라 RISC 마이크로 프로세서를 갖는 기존의 폰 노이만 모델을 도입하였다. 그리고 동일한 스레드 세그멘트내에 벡타 연산이 반복되는 경우에 상태필드를 이용하여 동기화의 수를 감축시켰으며, 이에 의해 문맥전환 횟수, 통신량 등을 감소시켰다. 그리고 노드 수의 변화에 대한 MULVEC의 성능평가(프로그램들의 수행시간, 프로세서들의 이용율)와 *T의 성능평가(프로그램의 수행시간)를 SPARC station 20 (super scalar RISC microprocessor)에서 시뮬레이션을 하였으며, 노드의 수, 루프의 반복홋수 등에 따라 프로그램의 수행시간이 MULVEC이 *T보 다 약 1-2배 정도 빠르다는 것을 알 수 있었다.
본 논문은 스크램블링(Scrambling), 길쌈부호화(Convolutional Encoding), 펑처링(Puncturing), 인터리빙(Interleaving) 등과 같은 연산에 공통적으로 필요한 비트 조작(Bit Manipulation)을 효율적으로 지원하기 위한 비트 조작 연산 가속기를 제안한다. 기존의 DSP는 곱셈 및 가산 연산을 기본으로 연산기가 구성되어 있으며 워드 단위로 동작을 함으로 비트 조작 연산의 경우 비효율적인 연산을 수행할 수밖에 없다. 그러나 제안한 가속기는 비트 조작 연산을 다수의 데이터에 대해 병렬 쉬프트와 XOR 연산, 비트 추출 및 삽입 연산을 효율적으로 수행할 수 있다. 제안한 가속기는 VHDL로 구현 하여 삼성 $0.18\mu m$ 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성하였으며 가속기의 게이트 수는 1,700개에 불과하다. 제안한 가속기를 통해 스크램블링, 길쌈부호화, 인터리빙을 수행시 기존의 DSP에 비해 $40\~80\%$의 연산 사이클의 절감이 가능하였다.
3차원 날개의 공력형상 설계최적화를 위한 설계최적화 시스템을 미래의 다분야 설계최적화 프레임워크의 일환으로 개발하였다. 이 설계최적화 시스템은 형상설계, 격자생성, 공력해석, 최적화의 4가지 모듈로 구성되어있다. 모두 상용패키지를 배경으로 개발하였으며 내장된 스크립트와 저널링 기능을 사용하여 배치 모드에서 자동적으로 실행되도록 프로그램 하였다. Visual Basic 프로그램을 사용하여 네 모듈을 통합하여 자동화된 설계기능을 갖도록 하였다. 특히 계산시간이 많이 소요되는 공력해석을 위하여 네트워크 통신을 이용한 분산 환경을 구현하였다. 공력해석은 일반적인 영역분할방식의 병렬처리 대신에 전역최적화 기법인 반응표면법과 연계하여 분산처리 시켰다. 개발한 공력설계 시스템의 검증을 위하여 간단한 항력최소화 문제에 적용하였으며 그 결과 상당히 향상된 설계 효율성과 적절한 설계 결과를 보여주었다.
본 논문에서는 차세대 휴대 단말기용 다중 안테나 시스템을 제안하였다. 제안된 MIMO 안테나는 상호 이격 거리가 6 mm이고, 100 mm 길이를 갖는 두 개의 평행한 폴디드 모노폴 안테나와 decoupling 네트워크로 구성되고, 휴대 단말기 상단에 위치한다. LTE 대역 13의 격리도 특성을 개선하기 위해서, 서로 가깝게 위치한 두 안테나 사이에 decoupling 네트워크가 삽입되었다. 제안된 decoupling 네트워크는 구조가 간단하고 위상 지연을 갖는 두 개의 전송 선로와 병렬 리액티브 성분, 공통 접지 라인으로 구성된다. 휴대 단말기 하단에는 광대역 특성을 얻기 위해 슬릿을 사용해서 급전 라인과 접지 라인 사이에 강한 전자기 결합을 갖는 넓은 폴디드 패치가 사용되었다. 또한, 이렇게 구성된 3개의 다중 안테나 시스템의 성능이 분석되었다.
요약 분산 시스템의 전체적인 성능에 가장 큰 영향을 미치는 요인 중의 하나는, 소프트웨어 컴포넌트를 어떻게 효율적으로 분산시키는가 하는 것이다. 현재 태스크 기반의 시스템을 분할하여 분산 환경에 할당하는 문제는 연구가 많이 진행되었으나, 객체 지향 프로그램을 구성하는 각 객체들을 분산 객체 환경에 할당하는 기법에 대한 연구는 상대적으로 미약하다. 본 논문에서는 이미 개발되어 있는 C++ 응용 프로그램을 분할하여 C++ 객체들을 CORBA 기반의 분산 객체 환경에 할당하기 위한 그래프 모델을 정의하고, 이를 바탕으로 한 분산 객체 할당 알고리즘을 제안한다. 분산 시스템의 성능은, 주로 객체간의 병렬성, 각 프로세서에 드는 부하의 균등성, 네트워크 상의 통신 량에 의해 결정된다. 이 세 가지 요인을 동시에 최적화하는 해를 찾기 위하여. 본 논문의 분산 객체 할당 기법은 Niched Pareto 유전자 알고리즘(NPGA)에 바탕을 두고 있다. 전형적인 C++ 응용 프로그램에 대한 CORBA 시스템에서의 실험을 통하여 본 논문의 그래프 모델과 객체 할당 알고리즘의 유효성을 검증한다.
이동 에이전트는 자율성을 가지고 비동기적으로 수행이 가능한 개체로, 네트워크상의 여러 호스트들을 이동하면서 사용자를 대신해 특정한 작업을 수행하고 다른 에이전트들과 상호 협력할 수 있는 프로세스로 정의된다. 현재 이동 에이전트는 전자 상거래, 이동 통신, 병렬처리, 정보의 검색 및 복구 둥 여러 분야에서 사용된다. 그러나 순수 P2P 환경에서 컴퓨팅 자원을 사용하고자 하는 이동 에이전트들이 이주할 피어의 가용한 자원을 고려하지 않고 이주할 경우, 이주된 에이전트로 인해 해당 시스템의 부하가 증가 된다는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 각 피어들에 상주하는 자원 관리 에이전트를 이용하여 부하 정보를 모니터링 하고 이주할 에이전트와 목적지 피어를 결정하게 된다. 이동 에이전트가 이주하는 과정에서 특정 피어의 자원이 예약 선점 되었을 경우 해당 자원이 다른 에이전트에게 할당되는 것을 방지하는 자원 예약 기법을 기반으로 피어들 간의 균형 있는 이주 기법을 제안한다.
본 논문에서는 주어진 손님 그래프 모델의 정점들과 간선들을 신장율, 혼잡율 등의 성능 파라미터들을 보다 우수하게 유지하면서 주인 그래프의 대응되는 정점들 및 경로들오 매핑시키는 "그래프 임베딩 문제"라고 불리는 그래프이론 문제를 다른다. 먼저 높이가 N인 파라미트 모델을 높이가 $(4^{(N+1)/3}+2)/3$ 이고 2-차원 정방현 메쉬의 한 변의 길이가 $2^{(2N-1)/3}$인 3-차원 메쉬 구조의 대규모 병렬처리시스템으로 임베딩 할 수 잇는 새로운 매핑함수를 제안하고, 해당 임베딩 하에서 인접된 두 정점들 상호간 통신에 필요한 단계의 수를 반영하는 신장율의 관점에서 성능을 분석한다. 본 임베딩의 신장율이 $2{\cdot}4^{(N-2)/3}+4)/3$ 임을 증명한다. 이러한 결과는 동일한 조건 하에서 기존의 결과인 $4^{N+183}+2)/3$ 보다 우수한 것이다.다 우수한 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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