International journal of advanced smart convergence
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제7권3호
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pp.23-36
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2018
In wireless communication, efficient spectrum usage is an issue that has been an attractive research area for many technologies. Recently new technologies innovations allow compact radios to transmit with power efficient communication over very long distances. For example, Low-Power Wide Area Networks (LPWANs) are an attractive emerging platform to connect the Internet-of-Things (IoT). Especially, LoRa is one of LPWAN technologies and considered as an infrastructure solution for IoT. End-devices use LoRa protocol across a single wireless hop to communicate to gateway(s) connected to the internet which acts as a bridge and relays message between these LoRa end-devices to a central network server. The use of the (ISM) spectrum sharing for such long-range networking motivates us to implement spectrum sensing testbed for cognitive radio network based on LoRa and GNU radio. In cognitive radio (CR), secondary users (SUs) are able to sense and use this information to opportunistically access the licensed spectrum band in absence of the primary users (PUs). In general, PUs have not been very receptive of the idea of opportunistic spectrum sharing. That is, CR will harmfully interfere with operations of PUs. Subsequently, there is a need for experimenting with different techniques in a real system. In this paper, we implemented spectrum sensing for cognitive radio networks based on LoRa and GNU Radio, and further analyzed corresponding performances of the implemented systems. The implementation is done using Microchip LoRa evolution kits, USRPs, and GNU radio.
본 연구는 전문대학 공학계열 학생들의 수학 기초학습능력과 문제해결능력 신장을 위한 공학수학 수업모형의 설계원리를 도출하고 개발하는 데 목적이 있다. 본 연구를 위해서 첫째, D 대학 디지털전자과의 교수 학습환경 분석과 함께 산업체 및 졸업생을 대상으로 한 요구분석을 실시하였고, 둘째, 요구분석 결과와 관련 선행연구를 바탕으로 공학수학 수강생들의 기초수학학습능력과 문제해결능력 신장을 위한 수업모형의 기반 설계이론을 도출하였다. 연구 결과, 수업모형의 기반 설계이론으로는 (1) 수학 기본개념과 반복훈련을 통해서 수학 기초학습능력을 높이고, (2) 동료 학습자간 협력적 문제해결활동을 통해서 문제해결능력을 신장하고, (3) 학습자의 성찰을 촉진하고 학습자의 수업활동에 대한 교수자의 체계적인 점검과 즉각적인 피드백을 제공하고, (4) 최근 온라인과 모바일 환경에 익숙한 학습자들이 자기주도적으로 학습할 수 있는 환경을 제공하는 것이다.
유한한 전파자원을 효과적으로 활용하기 위해서는 전파자원을 활용한 유망 비즈니스 모델을 발굴, 평가하고, 이에 기반하여 구체적인 기술 개발 계획과 산업 활성화 정책을 수립하는 것이 필요하다. 본 연구는 미래 전파 활용 유망 분야를 탐색하여 성공 가능성이 높은 유망 비즈니스 모델을 설계하고, 제시된 비즈니스 모델의 사업화 타당성을 평가하며, 비즈니스 모델의 활성화를 위한 정책을 논의하는 것을 목표로 한다. 지역 또는 시간적으로 사용되지 않는 TV 채널인 TV 유휴 대역을 대상으로 분석하였으며, 이는 최근 지상파 TV 방송의 디지털 전환에 따라 핵심적인 전파자원으로 부각되고 있다. 연구 결과, 방송형과 통신형을 비롯한 네 가지 비즈니스 모델이 도출되었으며, 각 비즈니스 모델을 고객 가치, 이익 공식, 핵심 자원, 핵심 프로세스 등 4가지 관점에서 고찰하고, 기술성, 사업성, 수용성 측면에서 사업화 타당성을 평가하였다. 또한, TV 유휴 대역을 활용한 비즈니스 모델의 활성화를 위한 정부 및 사회 구성원의 과제를 논의하였다.
In order to solve the well-known drawback of reduced flexibility that is associate with ASIC implementations, this paper proposes a novel arithmetic unit over GF(2$^{m}$ ) for field programmable gate arrays (FPGAs) implementations of elliptic curve cryptographic processor. The proposed arithmetic unit is based on the binary extended GCD algorithm and the MSB-first multiplication scheme, and designed as systolic architecture to remove global signals broadcasting. The proposed architecture can perform both division and multiplication in GF(2$^{m}$ ). In other word, when input data come in continuously, it produces division results at a rate of one per m clock cycles after an initial delay of 5m-2 in division mode and multiplication results at a rate of one per m clock cycles after an initial delay of 3m in multiplication mode respectively. Analysis shows that while previously proposed dividers have area complexity of Ο(m$^2$) or Ο(mㆍ(log$_2$$^{m}$ )), the Proposed architecture has area complexity of Ο(m), In addition, the proposed architecture has significantly less computational delay time compared with the divider which has area complexity of Ο(mㆍ(log$_2$$^{m}$ )). FPGA implementation results of the proposed arithmetic unit, in which Altera's EP2A70F1508C-7 was used as the target device, show that it ran at maximum 121MHz and utilized 52% of the chip area in GF(2$^{571}$ ). Therefore, when elliptic curve cryptographic processor is implemented on FPGAs, the proposed arithmetic unit is well suited for both division and multiplication circuit.
본 논문은 지상파 DTV (Digital TV) 방송 대역을 대상으로 서해상에서 활용 가능한 새로운 주파수 자원에 대한 연구이다. 우리나라 서해의 인천-제주도 해상 구간을 중심으로 DTV 방송 신호 (채널 14 51번, 470 698 MHz)의 TVWS (TV White Space) 주파수 이용 가능성을 연구하였다. 분석 결과 채널 19번(503 MHz), 채널 37번(611 MHz), 채널 39번(623 MHz) 3개 채널은 인천항-제주항 구간 및 인근 모든 바다에서 DTV와 혼신 없이 TVWS 가용 채널로 활용 할 수 있는 것으로 파악 되었다. 반면 채널 23번(527 MHz), 채널 33번(587 MHz) 2개 채널은 인천항-제주항 구간 전체에서 DTV 신호가 강한 것으로 분석되어 서해안에서 TVWS 가용 주파수로 활용이 어려운 것으로 분석되었다.
본 연구는 방송사 홈페이지 이용자를 대상으로 지상파 TV 방송3사(KBS, MBC, SBS)의 홈페이지 이용 실태와 서비스에 대한 평가 조사를 실시하였다. 방송사 홈페이지 이용자들의 주요 이용 동기로는 3사 모두 다시보기(VOD) 서비스를 포함한 '정보획득'이 가장 높은 순위를 차지했으며 '정보획득'면에서는 KBS 홈페이지 이용률이 가장 높았다. '상호교류/커뮤니티이용'과 '기분전환/시간소비'측면에서는 MBC가 가장 높았으며, '부가서비스 콘텐츠 이용' 면에서는 SBS가 가장 높게 나타났다. 각 방송사 홈페이지가 제공하는 서비스 평가는 모두 낮은 수준으로 나타났는데 특히 홈페이지 메뉴 찾기나 구성, 콘텐츠의 양에 대한 평가가 낮게 나타났다. 홈페이지 이용에 관한 불만족 사유로는 유료서비스와 관련된 불만족 사유가 가장 많았고 민영방송인 SBS홈페이지에 대한 불만족사유가 가장 많은 것으로 나타났다. 방송사별 특정 게시판 이용에 대한 평가는 질의나 응답에 대해 대체로 신속하게 답변을 주고 있으나, 시청자들과 제작진의 프로그램에 대한 상호작용은 활발하지 못한 것으로 평가되었다. 특정 프로그램 게시판 이용자를 대상으로 상호작용 평가를 분석한 결과, 방송사별 유의미한 차이가 있었는데 민영방송인 SBS 홈페이지가 KBS나 MBC에 비해 상대적으로 낮게 평가되어 시청자의 반응에 더 민감할 것이라는 일반적 기대와는 다른 양상을 보였다. 결론적으로 방송3사 홈페이지는 대시청자 서비스 창구로서 방송관련 정보와 다양한 부가서비스 콘텐츠를 제공하며 시청자와 제작진사이의 커뮤니케이션 장(場)을 마련하고 있지만, 아직까지는 진정한 피드백 채널로서 활용되지 못하고, 일방향적인 정보제공과 시청자간의 상호작용만 나타나고 있다. 아울러 전반적인 홈페이지 메뉴구성과 경로, 디자인, 콘텐츠의 양과 서비스 질적 측면에서 시청자들이 만족할만한 서비스가 충분히 이뤄지지 않고 있기 때문에, 향후 홈페이지 이용자들을 대상으로 한 정성적 조사를 바탕으로 개선해 나가야 할 것이다.
GEM(Globally Executable MHP) 기반의 MHP(Multimedia Home Platform), OCAP(OpenCable Application Platform), ACAP(Advanced Common Application Platform) 등은 현재 디지털 방송의 대표적인 미들웨어이다. 이러한 미들웨어에 사용된 MPEG-2와 DSM-CC(Digital Storage Media-Command and Control) 프로토콜 표준은 많은 부분이 유사하다는 특징을 가지고 있지만 각 DTV 미들웨어가 필요로 하는 정보와 데이터 구조가 조금씩 차이가 있다. 이는 결과적으로 미들웨어간의 비호환성을 야기한다. 본 논문에서는 다양한 미들웨어 표준을 모두 지원할 수 있는 통합 DTV 미들웨어를 개발하기 위한 노력의 일환으로써, 재구성이 가능한 범용 DSM-CC 아키텍처를 제안한다. 첫째, 모든 GEM 기반의 미들웨어가 공통적으로 필요로 하는 DSM-CC 컴포넌트를 정의하였다. 둘째, 각 미들웨어가 필요로 하는 정보와 데이터 구조를 XML 형태로 정의하여 별도의 수정 없이 정적, 혹은 동적으로 특정 미들웨어에 맞추어 적용할 수 있도록 하였다. 또한, 셋탑박스의 전체적인 성능과 연관성이 높은 어플리케이션 응답시간과 DSM-CC 모듈의 사용빈도를 향상시키기 위해 사용자의 선호도를 고려한 캐시 관리 전략을 제안하고, 제안된 캐시 관리 전략이 응답시간을 줄이는데 효과적임을 실험을 통해서 확인하였다.
방송환경은 서버(server)와 클라이언트간 대역폭이 서버에서 클라이언트쪽으로는 크고 클라이언트에서 서버쪽으로의 대역폭은 상대적으로 많이 작은 비대칭적(asymmetric) 특수한 환경이다. 또한 대부분의 방송 환경 응용시스템들은 클라이언트측에서 발생한 주로 주식 데이터, 교통 정보와 새로운 뉴스와 같은 여러 가지 다양한 정보를 검색하는 읽기전용 즉 질의 거래들을 허락한다. 그러나, 기존의 여러 가지 동시성 제어 기법들은 이러한 특수성을 고려하지 않음으로써 꽤 높은 데이터 경쟁 상태의 방송 환경에 적용될 때 성능 감소가 일어난다. 이 논문에서는 방송환경에서 가장 적절한 OCC/2VTS(Optimistic Concurrency Control based on 2-Version and TimeStamp)를 제안한다. OCC/2VTS는 캐쉬 내에 두 버전을 사용함으로써 타임스탬프 기법으로 클라이언트가 질의 거래를 자체 해결 할 수 있도록 하였다. 질의 거래 시작 후 2번의 무효화 방송을 통해 읽기 연산 대상 데이터 항목의 값이 바뀌지 않는다면 질의 거래가 갱신 거래의 완료와 상관없이 무사히 완료된다. 그 결과 첫째, 서버에게 완료 요구를 위해 정보를 보내는 기회가 감소하고 무효화 보고서 내에 갱신된 최신의 값을 포함하여 클라이언트들에게 방송함으로써 최근 데이터 값을 서버에게 요구하는 기회를 줄여 비대칭적 대역폭을 효율적으로 활용한다. 둘째, 질의 거래의 완료율을 최대한 높여 처리율을 향상시킨다.
대부분의 방송 환경 응용 시스템들은 클라이언트측에서 발생한 주로 주식 데이터, 교통 정보와 새로운 뉴스와 같은 여러 가지 다양한 정보를 검색하는 읽기전용 즉 질의 거래들을 허락한다. 그러나, 기존의 여러 가지 동시성 제어 기법들은 이러한 특수성을 고려하지 않음으로써 방송 환경에 적용될 때 성능 감소가 일어난다. 이 논문에서는 방송환경에서 가장 적절한 OCC/UTF(Optimistic Concurrency Control with Update Transaction First)를 제안한다. OCC/UTF는 갱신 거래에 의해 무효화된 데이터를 먼저 일기 연산한 질의 거래가 비직렬 가능성으로 인한 철회 없이 갱신된 새로운 값을 다시 읽는다. 그럼으로써 직렬 순서가 유지되어 갱신 거래의 완료와 상관없이 해당 질의 거래가 무사히 완료된다. 그 결과 첫째, 서버에게 질의 거래 완료 요구를 할 필요가 없으며 무효화 보고서 내에 갱신된 최신의 값을 포함하여 클라이언트들에게 방송함으로써 최근 데이터 값을 서버에게 요구하는 기회를 줄임과 동시에 서버는 새로운 값을 재방송할 필요가 없기 때문에 비대칭적 대역폭을 효율적으로 활용한다. 둘째, 질의 거래의 완료율을 최대한 높여 처리율을 향상시킬 수 있다.
최근 들어 IT 분야에 하나나 그 이상의 기술들이 하나의 장치에 결합되는 융합이 활발히 진행되고 있다. 특히, 기학급수적으로 증가하는 방송 및 통신 시스템으로 인해 무선 주파수 자원의 고갈 문제가 심각하게 대두되고 있다. 이와 같은 주파수 고갈과 비효율적인 주파수 사용 문제를 해결하기 위해 유휴 주파수를 합리적으로 이용하기 위한 융합기술인 인지무선 기술이 많은 관심을 받고 있다. 하지만 융합을 통해 개별적으로 제공되던 기존 서비스에 새로 개발된 기술들이 결합됨으로서 기존에는 존재하지 않았던 새로운 보안 문제들을 야기할 수 있다. 본 논문의 목적은 통신 융합응용 기술로서 인지무선네트워크를 위한 회전자 기반 적응형 보안프레임워크를 제안한다. 제안한 적응형 보안프레임워크는 위치정보에 기반한 회전자를 프라이버시 및 다양한 보안을 제공하기 위한 보안 기법들에 필요한 공유키 설정을 위한 기초로 이용한다. 본 논문에서 제안한 적응형 보안프레임워크는 인지무선네트워크 표준들을 포함한 다양한 융합응용의 보안 기반 구조로 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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