• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.49-58
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• 2019

In this paper, we propose an edge cloud platform architecture for implementing smart factory. The edge cloud platform is one of edge computing architecture which is mainly focusing on the efficient computing between IoT devices and central cloud. So far, edge computing has put emphasis on reducing latency, bandwidth and computing cost in areas like smart homes and self-driving cars. On the other hand, in this paper, we suggest not only common functional architecture of edge system but also light weight cloud based architecture to apply to the specialized requirements of smart factory. Cloud based edge architecture has many advantages in terms of scalability and reliability of resources and operation of various independent edge functions compare to typical edge system architecture. To make sure the availability of edge cloud platform in smart factory, we also analyze requirements of smart factory edge. We redefine requirements from a 4M1E(man, machine, material, method, element) perspective which are essentially needed to be digitalized and intelligent for physical operation of smart factory. Based on these requirements, we suggest layered(IoT Gateway, Edge Cloud, Central Cloud) application and data architecture. we also propose edge cloud platform architecture using lightweight container virtualization technology. Finally, we validate its implementation effects with case study. we apply proposed edge cloud architecture to the real manufacturing process and compare to existing equipment engineering system. As a result, we prove that the response performance of the proposed approach was improved by 84 to 92% better than existing method.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제11권1호
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• pp.33-53
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• 2024

This paper presents a comprehensive investigation into the optimization of Flight Management Systems (FMS) with a particular emphasis on data processing efficiency by conducting a comparative study with conventional methods to edge-computing technology. The objective of this research is twofold. Firstly, it evaluates the performance of FMS navigation systems using conventional and edge computing methodologies. Secondly, it aims to extend the boundaries of knowledge in edge-computing technology by conducting a rigorous analysis of terrain data and its implications on flight path optimization along with communication with ground stations. The study employs a combination of simulation-based experimentation and algorithmic computations. Through strategic intervals along the flight path, critical parameters such as distance, altitude profiles, and flight path angles are dynamically assessed. Additionally, edge computing techniques enhance data processing speeds, ensuring adaptability to various scenarios. This paper challenges existing paradigms in flight management and opens avenues for further research in integrating edge computing within aviation technology. The findings presented herein carry significant implications for the aviation industry, ranging from improved operational efficiency to heightened safety measures.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.549-559
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• 2023

5G 네트워크의 핵심 기술로 모바일 에지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC)이 주목받음에 따라, 모바일 사용자의 데이터를 기반으로 한 5G 네트워크 기반 에지 AI 기술이 최근 다양한 분야에서 이용되고 있다. 하지만, 전통적인 인공지능 보안에서와 마찬가지로, 에지 AI 핵심 기능을 담당하는 코어망 내 표준 5G 네트워크 기능들에 대한 적대적 교란이 발생할 가능성이 존재한다. 더불어, 3GPP에서 정의한 5G 표준 내 Standalone 모드의MEC 환경에서 발생할 수 있는 데이터 오염 공격은 기존 LTE망 대비 현재 연구가 미비한 실정이다. 본연구에서는 5G에서 에지 AI의 핵심 기능을 담당하는 네트워크 기능인 NWDAF를 활용하는 MEC 환경에 대한 위협 모델을 탐구하고, 일부 개념 증명으로써 Leaf NWDAF에 대한 데이터 오염 공격 탐지 성능을 향상시키기 위한 특징 선택 방법을 제안한다. 제안한 방법론을 통해, NWDAF에서의 Slowloris 공격 기반 데이터 오염 공격에 대해 최대 94.9%의 탐지율을 달성하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권1호
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• pp.69-85
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• 2019

BeiDou navigation satellite system (BDS) is one of the four main types of global navigation satellite systems. The current system has been widely used by the military and by the aerospace, transportation, and marine fields, among others. However, challenges still remain in the BeiDou system, which requires rapid responses for delay-sensitive devices. A differential positioning algorithm called the data center-based differential positioning (DCDP) method is widely used to avoid the influence of errors. In this method, the positioning information of multiple base stations is uploaded to the data center, and the positioning errors are calculated uniformly by the data center based on the minimum variance or a weighted average algorithm. However, the DCDP method has high delay and overload risk. To solve these problems, this paper introduces edge computing to relieve pressure on the data center. Instead of transmitting the positioning information to the data center, a novel method called edge computing-based differential positioning (ECDP) chooses the nearest reference station to perform edge computing and transmits the difference value to the mobile receiver directly. Simulation results and experiments demonstrate that the performance of the ECDP outperforms that of the DCDP method. The delay of the ECDP method is about 500ms less than that of the DCDP method. Moreover, in the range of allowable burst error, the median of the positioning accuracy of the ECDP method is 0.7923m while that of the DCDP method is 0.8028m.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권12호
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• pp.291-306
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• 2020

오늘날 데이터 네트워크 AI (DNA) 기반 지능형 서비스 및 애플리케이션은 비즈니스의 삶의 질과 생산성을 향상시키는 새로운 차원의 서비스를 제공하는 것이 현실이 되었다. 인공지능(AI)은 IoT 데이터(IoT 장치에서 수집한 데이터)의 가치를 높이며, 사물 인터넷(IoT)은 AI의 학습 및 지능 기능을 촉진한다. 딥러닝을 사용하여 대량의 IoT 데이터에서 실시간으로 인사이트를 추출하려면 데이터가 생성되는 IoT 단말 장치에서의 처리능력이 필요하다. 그러나 딥러닝에는 IoT 최종 장치에서 사용할 수 없는 상당 수의 컴퓨팅 리소스가 필요하다. 이러한 문제는 처리를 위해 IoT 최종 장치에서 클라우드 데이터 센터로 대량의 데이터를 전송함으로써 해결되었다. 그러나 IoT 빅 데이터를 클라우드로 전송하면 엄청나게 높은 전송 지연과 주요 관심사인 개인 정보 보호 문제가 발생한다. 분산 컴퓨팅 노드가 IoT 최종 장치 가까이에 배치되는 엣지 컴퓨팅은 높은 계산 및 짧은 지연 시간 요구 사항을 충족하고 사용자의 개인 정보를 보호하는 실행 가능한 솔루션이다. 본 논문에서는 엣지 컴퓨팅 내에서 딥러닝을 활용하여 IoT 최종 장치에서 생성된 IoT 빅 데이터의 잠재력을 발휘하는 현재 상태에 대한 포괄적인 검토를 제공한다. 우리는 이것이 DNA 기반 지능형 서비스 및 애플리케이션 개발에 기여할 것이라고 본다. 엣지 컴퓨팅 플랫폼의 여러 노드에서 딥러닝 모델의 다양한 분산 교육 및 추론 아키텍처를 설명하고 엣지 컴퓨팅 환경과 네트워크 엣지에서 딥러닝이 유용할 수 있는 다양한 애플리케이션 도메인에서 딥러닝의 다양한 개인 정보 보호 접근 방식을 제공한다. 마지막으로 엣지 컴퓨팅 내에서 딥러닝을 활용하는 열린 문제와 과제에 대해 설명한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.21-30
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• 2017

모든 사물에서 네트워크 및 컴퓨팅이 가능한 IoT(Internet of Things) 환경이 빠르게 확산되고 있다. IoT 환경은 클라우드 기반 중앙처리 구조를 통해 데이터를 처리하고 사용자에게 서비스를 제공하기 때문에 병목현상 및 서비스 지연이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해, 최근 단말 IoT 노드와 네트워크에서 직접 데이터를 처리하여 사용자에게 서비스를 제공하는 Edge Computing이 주목받고 있으며 이러한 Edge Computing 환경에서 사용자에게 효율적으로 지능형 서비스를 제공하기 위한 연구가 지속되고 있다. 본 논문에서는 IoT 환경에서 Edge Computing을 위한 전문가 시스템 기반 상황 인식 서비스 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 자원 제한적인 IoT 노드 간 효율적인 협업을 기반으로 데이터를 실시간으로 처리하고 상황 인식을 통해 사용자에게 최적화된 맞춤형 서비스를 제공한다. 또한, 사용자는 사용 용도에 따라 직접 상황 인식 서비스를 수정하여 원하는 서비스를 제공받을 수 있다. 제안하는 기법을 스마트 홈 환경에서 3가지 방범 서비스 모드를 이용하여 테스트하였으며, 본 논문의 IoT 기반 전문가 시스템 서버와 기존 PC 기반 전문가 시스템 서버의 자원 소모량을 비교하여 제안하는 기법의 안정성을 입증하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.770-775
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• 2023

최근 디지털 데이터 양의 기하급수적 증가는 데이터 처리 시스템의 중요성을 부각시켰다. 이 연구는 클라우드 컴퓨팅 (CC; cloud computing), 엣지 컴퓨팅 (EC; edge computing), 그리고 UAV (unmanned aerial vehicle) 기반 지능형 에지 컴퓨팅 (UEC; unmanned aerial vehicle-based intelligent edge computing) 간의 성능을 비교하였으며, 특히 회랑감시와 같은 실시간 대용량 데이터 처리 상황에 초점을 맞추었습니다. UAV 기반 지능형 에지 컴퓨팅은 이동성과 특수 환경에서의 대규모 데이터 처리 및 분석에 높은 효과성을 보인다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 각 상황에 맞게 최적화된 시스템 선택 방법론을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권11호
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• pp.2068-2086
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• 2011

Based on the quincunx sub-sampling grid, the New Interleaved Hierarchical INTerpolation (NIHINT) method is recognized as a superior pyramid data structure for the lossless and progressive coding of natural images. In this paper, we propose a new image interpolation algorithm, Edge Adaptive Hierarchical INTerpolation (EAHINT), for a further reduction in the entropy of interpolation errors. We compute the local variance of the causal context to model the strength of a local edge around a target pixel and then apply three statistical decision rules to classify the local edge into a strong edge, a weak edge, or a medium edge. According to these local edge types, we apply an interpolation method to the target pixel using a one-directional interpolator for a strong edge, a multi-directional adaptive weighting interpolator for a medium edge, or a non-directional static weighting linear interpolator for a weak edge. Experimental results show that the proposed algorithm achieves a better compression bit rate than the NIHINT method for lossless image coding. It is shown that the compression bit rate is much better for images that are rich in directional edges and textures. Our algorithm also shows better rate-distortion performance and visual quality for progressive image transmission.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제10권2호
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• pp.77-84
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• 2024

지난 몇 년 동안 5G와 같은 새로운 저 지연 통신 프로토콜을 기반으로 IoT 엣지가 등장하기 시작했다. 그러나, IoT 엣지는 막대한 이점에도 불구하고, 새로운 보완 위협을 초래하여 이를 해결하기 위한 새로운 보안 솔루션이 필요하다. 본 논문에서는 IoT 시스템을 보완하는 클라우드 환경기반의 IoT 엣지 아키텍처 모델을 제안한다. 제안 모델은 IoT 엣지 장치에서 추출한 네트워크 트래픽 데이터를 기계 학습에 작용하여 사전에 보안 위협을 예방한다. 또한, 제안 모델은 로컬 노드에서 보안 데이터 일부를 할당함으로써 액세스 네트워크(엣지)에서의 부하 및 보안을 보장한다. 제안 모델은 IoT 엣지 환경 중 로컬 노드에 데이터 처리 및 관리의 일부 기능을 할당함으로써 액세스 네트워크(엣지)의 부하를 더욱 줄이는 동시에 취약 부분을 안전하게 보호한다. 제안 모델은 다양한 IoT 기능을 네임 서비스로 가상화하고, 필요에 따라 하드웨어 기능과 충분한 계산 리소스를 로컬 노드에 배포한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권2호
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• pp.974-987
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• 2018

This paper presents a novel and efficient data transmission scheme based on mobile edge computing for the massive IoT environments which should support various type of services and devices. Based on an accurate and precise synchronization process, it maximizes data transmission throughput, and consistently maintains a flow's latency. To this end, the proposed efficient software defined data transmission scheme (ESD-DTS) configures and utilizes synchronization zones in accordance with the 4 usage cases, which are end node-to-end node (EN-EN), end node-to-cloud network (EN-CN), end node-to-Internet node (EN-IN), and edge node-to-core node (EdN-CN); and it transmit the data by the required service attributes, which are divided into 3 groups (low-end group, medium-end group, and high-end group). In addition, the ESD-DTS provides a specific data transmission method, which is operated by a buffer threshold value, for the low-end group, and it effectively accommodates massive IT devices. By doing this, the proposed scheme not only supports a high, medium, and low quality of service, but also is complied with various 5G usage scenarios. The essential difference between the previous and the proposed scheme is that the existing schemes are used to handle each packet only to provide high quality and bandwidth, whereas the proposed scheme introduces synchronization zones for various type of services to manage the efficiency of each service flow. Performance evaluations show that the proposed scheme outperforms the previous schemes in terms of throughput, control message overhead, and latency. Therefore, the proposed ESD-DTS is very suitable for upcoming 5G networks in a variety of massive IoT environments with supporting mobile edge computing (MEC).