• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.25-36
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• 2016

스마트그리드 기술은 기존의 전력망 관리와 제어를 위해 ICT (Information and Communications Technologies)를 이용하여 전력 공급자와 소비자 간에 양방향으로 실시간 전력 정보의 교환을 통하여 에너지 효율을 극대화시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11s STDMA (Spatial Time Division Multiple Access) 기반의 다중 채널 스마트그리드의 NAN (Neighborhood Area Network) 네트워크에서 수리적 모델링에 기반한 계층 교차적 설계 기법을 이용하는 "JRS-MS" (Joint Routing and Scheduling for Multi-channel SmartGrid) 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 다중 채널 스마트그리드 NAN 네트워크의 각 데이터 링크에서 데이터 전송량을 적절히 조절하고 동시에 플로우들 간에 간섭이 적은 고속 경로의 탐색을 수행한다. 이를 통하여 각 플로우들의 네트워크 이용률을 높여 전송률을 향상시킨다. 제안 알고리즘과 기존 제안 알고리즘인 JRS-SG (Jointly Routing and Scheduling for SmartGrid) 알고리즘 과의 비교 성능 분석을 통하여 JRS-MS 알고리즘이 다중 홉 NAN 무선 메쉬 네트워크를 경유하는 플로우들의 수가 늘어날 때 주어진 대역폭 자원을 최대로 활용하여 전송 성능을 향상 시킬 수 있음을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3472-3480
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• 2010

에너지 효율성이 중요한 무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기술은 클러스터 헤드 노드가 클러스터 멤버 노드의 데이터를 병합하여 싱크노드로 전송함으로써 센서노드와 싱크노드 사이의 통신 횟수를 줄여 에너지 효율을 얻는다. 본 논문에서는 분산형 클러스터링 라우팅 기법 중 대표적 프로토콜인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)와 HEED(Hybrid, Energy-Efficient Distributed Clustering Approach)의 클러스링 기법에 대하여 분석하고 이를 토대로 데드노드의 최대 지연 발생과 네트워크 라이프 타임을 증가하기 위한 새로운 에너지 효율적 클러스터링 기법을 제안한다. 제안 방식은 클러스터 헤드가 각 멤버노드의 잔여에너지 정보와 싱크노드와의 위치 정보를 기반으로 최적의 전송 효율을 위한 노드를 선출 하고, 선출된 노드는 이후 데이터 전송과정에서 클러스터 헤드로부터 데이터를 전송받아 싱크노드로 전송하는 방식으로, 네트워크를 형성하는 개별 노드의 에너지 소비를 균등하게 하여 네트워크의 전체 수명을 증가시키는데 본 연구의 목적이 있다. 제안한 방식의 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션을 통해 기존의 클러스터링 기법과 비교 분석하였다. 그 결과, 기존의 기법에 비해 네트워크의 생명주기가 약 5~10% 향상되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권2호
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• pp.263-268
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• 2004

멀티미디어 응용 서비스에서는 특정 시간 내에 데이터 전송이 이루어져야 하는 시간 의존성이 있다. 이러한 실시간 특성은 네트웍의 QoS 보장을 위한 중요한 요소이다. 네트웍 사용자의 증가와 응용 프로그램의 데이터 전송율의 증가로 네트웍 자원을 효율적으로 사용하기 위한 연구는 계속 진행되고 있다. 종단간(End-to-End) 지연시간 제한 조건을 만족하면서 최소 비용을 갖는(Delay Constrained Least Cost, DCLC) 경로를 찾는 문제는 이미 NP-hard 문제로 알려져 있다. 최소 지연시간 경로의 비용은 최소 비용 경로의 비용보다 상대적으로 높은 경로 비용을 갖으며, 역으로 최소 비용 경로의 지연시간은 최소 지연시간 경로의 지연 시간보다 상대적으로 높은 지연시간을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하여 DCLC문제에 접근하기 위해 링크비용과 지연시간을 확률적으로 조합한 인자를 사용한 새로운 알고리즘을 연구하였다. 최근 Salama에 의해 제안된 DCUR 알고리즘은 최적에 가까운 알고리즘이나, 제안한 알고리즘은 DCUR 알고리즘과 비교하여 종합적인 컴퓨터 시뮬레이션 결과에 의하면 노드 수 200에서 38% 이상의 효과를 보았다. 본 알고리즘의 특징은 선택의 요소로서 새로운 인자를 만들었고, 링크를 순차적으로 선택하지 않고 동적으로 선택하는 방법을 구현하였다는 것이다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권4호
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• pp.421-426
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• 2010

무선 메쉬 네트워크는 쉬운 설치와 향상된 커버리지로 인해 많은 관심과 연구가 진행되고 있다. 예를 들면 메쉬 네트워크에서 throughput을 향상시키는 라우팅 프로토콜에 관한 연구나, 메쉬 링크의 품질을 측정하는 방법 등 다양하다. 하지만 이러한 연구들 중 대부분은 메쉬 라우터의 위치가 고정되어 있다고 가정한다. 하지만 실내 메쉬 네트워크의 경우 관리자가 메쉬 네트워크를 독점적으로 관리하기 때문에 설치 시에 메쉬 라우터를 설치할 위치를 마음대로 결정할 수 있다. 따라서 처음부터 메쉬 네트워크의 성능을 고려하여 메쉬 라우터를 설치하는 것은 성능향상에 필수적이다. 이 논문에서는 유전자 기반 최적화 알고리즘을 바탕으로 메쉬 네트워크의 특성 (간섭, 패킷 전달 토폴로지 등)을 고려한 메쉬 라우터 위치선정 기법을 제시한다. 기존에 메쉬 네트워크는 아니지만 다양한 무선 내트워크에서 기지국이나 AP등을 설치하는 문제가 연구되었고, 메쉬 네트워크의 고정된 메쉬 라우터 집합에서 게이트웨이를 선택하는 문제등이 연구되었지만, 메쉬 라우터의 위치를 선택하는데 있어서, 메쉬 라우터들의 위치나 메쉬 라우터 상에서의 패킷 전송 토폴로지에 의한 간섭을 고려한 연구는 없었다. 다양한 시뮬레이션을 통해 이 논문에서 제시된 기법이 랜덤 선택 기법에 비해 30-40%의 향상을 달성하였음을 보였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제15C권4호
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• pp.281-288
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• 2008

최근 하드웨어의 발달로 무선 센서네트워크를 이용하여 멀티미디어 데이터를 수집하기 위한 멀티미디어 센서네트워크에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 멀티미디어 데이터들은 텍스트 형태의 데이터들에 비해 크기가 매우 크며 데이터를 구성하는 일부의 패킷이 손실되면 전체 데이터가 쓸모가 없어지는 경우가 많아 데이터간 관련성이 매우 크다. 따라서 멀티미디어 데이터를 전송하기 위해서는 신뢰성이 보장되어야만 한다. 하지만 기존의 텍스트 기반 데이터를 위한 전송프로토콜들은 대부분 신뢰성보다는 네트워크의 효율성을 목적으로 연구되어져 멀티미디어 데이터를 전송하기에 적합하지 않다. 본 논문에서는 센서네트워크에서의 신뢰성 있는 비동기적 이미지 전송 프로토콜인 RAIT를 제안한다. RAIT는 네트워크 혼잡으로 인한 패킷 손실을 방지하기 위하여 노드간 이미지 전송시 이중 슬라이딩 윈도우 기법을 적용한다. 노드간 통신장애로 인한 패킷 손실을 방지하기 위한 수신큐를 위한 슬라이딩 윈도우뿐만 아니라 혼잡으로 인한 패킷손실이 발생하는 전송큐를 위한 슬라이딩 윈도우를 통하여 이미지 전송의 신뢰성을 보장한다. 상위노드는 하위노드들을 이미지별로 비선점형으로 스케즐링하여 패킷손실을 없애면서 노드간 형평성을 높인다. 이중슬라이딩 윈도우를 구현하기 위하여 RAIT에서 라우팅 레이어와 큐 레이어를 제어하도록 하는 크로스레이어 기법을 적용한다. 실험을 통하여 RAIT가 기존 프로토콜에 비해 신뢰성 있게 이미지 전송을 보장함을 보인다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.558-564
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• 2013

무선 센서 네트워크는 제한된 에너지 자원을 포함하고 개방된 환경에서 스스로 운영된다. 이러한 센서 노드들은 한 필드에서 스스로 운영되기 때문에 싱크홀 공격이 쉽게 발생되어 공격자를 통해 센서들을 훼손시킬 수 있다. 싱크홀 공격은 초기에 구성된 라우팅 경로를 변경하여 훼손된 노드에서 중요한 정보를 탈취한다. LEAP은 싱크홀 공격에 반대하여 네 개의 키를 사용하여 모든 노드의 상태와 패킷을 인증하기 위해 제안되었다. 이 기법은 베이스 스테이션까지 패킷들을 안전하게 전송함에도 불구하고, 패킷들은 다음 홉 노드 상태 확인 없이 구성된 경로를 따라 전달된다. 본 논문에서, 우리는 이 문제를 해결하기 위해 에너지 효율성을 위한 다음 홉 노드 선택 기법을 제안한다. 우리의 제안 기법은 잔여 에너지, 공유된 키의 수, 여과된 허위 패킷의 수를 간주하여 다음 홉 노드를 평가한다. 설정된 임계값에 대해서 다음 홉 노드의 적합성 기준을 만족할 때 패킷은 다음 홉 노드에 전송된다. 우리는 효과적인 노드 선택을 통해 에너지 효율성과 공격 발생 지역의 우회를 향상시키는 것을 목표로 한다. 실험 결과는 LEAP과 비교하였을 때 싱크홀 공격에 반대하여 최대 6%의 에너지 절약과 함께 제안 기법의 타당성을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권5호
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• pp.281-290
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• 2014

무선 센서 네트워크의 실시간성은 단대단 거리를 기반으로 각 노드에서 유지해야할 최소 전송 속도를 정의하고 이를 만족하는 노드들을 매 홉마다 선택함으로써 일정 시간 내에 목적지까지 도달하는 것을 보장하는 것이다. 따라서 실시간성은 소스와 싱크사이의 거리에 매우 의존적이다. 하지만 전달과정 중 음영지역을 만난 경우에 이를 우회하기 위한 탐지 시간과 전송 노드에서는 예상할 수 없는 음영지역의 크기 때문에 이동 거리를 예상할 수 없게 된다. 따라서 노드는 실시간성을 위해 유지해야할 최소한의 전송속도를 정의할 수 없게 되고 실시간 전송에 문제가 발생한다. 따라서 이 문제를 해결하고자 음영지역 주변 노드 스스로 음영지역을 탐지하고, 이를 이용하여 소스는 음영지역을 탐지하지 않고 우회지점을 통해 고정된 거리를 우회함으로써 전송 중 음영지역으로 인한 문제를 해결하는 방안을 제안한다. 제안된 방안은 음영지역 경계노드들이 스스로 음영지역 근처에 위치하고 있는 것을 인지하고 상호간에 통신을 통하여 음영지역을 모델링함으로써, 데이터를 전송할 소스는 해당 음영지역 정보를 탐지하지 않고 우회하는 방법을 사용한다. 시뮬레이션은 기존방안에 비해 더 나은 실시간성을 가지는 것을 보인다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.7-20
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• 2017

클라우드 및 빅데이터의 확산, 대규모 트래픽 폭증으로 인하여 기존 네트워크는 복잡성과 관리 효율성에 많은 문제점이 발생하였다. 이 문제를 해결하기 위해 네트워크 장비의 전송 기능과 제어 기능을 분리하여 프로그래밍을 통해 네트워크 장비를 제어 할 수 있는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 환경이 제시되었다. 이에 따라 SDN에 기존 레거시 장비들을 연결하는 방법, 효율적인 데이터 통신을 위한 패킷 관리 방법, 중앙 집중화된 구조에서의 컨트롤러 부하를 분산하는 방법 등 SDN 컨트롤러의 성능을 향상시키기 위한 연구들이 많이 진행되고 있다. 그러나 네트워크를 이용하는 애플리케이션 품질 관점에서 SDN을 제어하는 연구는 부족한 실정이다. 즉, 네트워크 서비스 품질을 만족하는 라우팅 경로 구축, 변경 등을 지원하기 위해 애플리케이션 네트워크 서비스 품질에 대한 계약을 기반으로 네트워크의 요구사항을 파악하고 현재 네트워크 상태 정보를 수집하여 네트워크 서비스 품질 위반 상황을 식별하는 메커니즘이 필요하다. 본 논문은 SDN 환경에서 애플리케이션의 네트워크 서비스 품질을 보장하며 원활한 서비스 제공을 위해 온톨로지를 사용하여 네트워크 경로의 품질 위반상황을 판별하는 방법을 제시한다.