• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.73-80
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• 2012

본 논문에서는 이기종망에서 글로벌 끊김 없는 핸드오버를 지원하기 위한 P2P (Peer-to-Peer) 기반 이동성 관리 프로토콜을 제시한다. IETF MIPv4/v6와 이를 확장한 이동성 관리 프로토콜과 같은 기존의 이동성 관리 프로토콜과는 달리, 제안된 프로토콜은 기존의 네트워크 인프라구조의 변경 없이 글로벌 끊김없는 핸드오버를 지원할 수 있다. 제안된 프로토콜의 아이디어는 이동성 관리를 위한 위치관리 기능은 패킷 전달 기능과 분리하였고, 패킷 전송을 위한 양방향 IP 터널링은 종단의 이동단말들 간에 동적으로 생성하는 것이다. 추가적으로, 핸드오버 도중에 발생하는 큰 핸드오버 지연시간 및 많은 패킷 손실을 줄이기 위해 IEEE 802.21 MIH (Media Independent Handover) 기능을 이용한 조기 핸드오버 기술을 개발하였다. 이를 위한 상세구조와 핸드오버 프로토콜을 설계하였고, 제안된 이동성 관리 프로토콜에 대한 성능분석을 위해, 수학적인 분석 및 네트워크 시뮬레이터를 이용한 성능 분석을 수행하였다. 핸드오버 지연시간 및 패킷 손실의 성능 면에서 제안된 이동성 관리 프로토콜은 기존의 IETF MIPv6와 HMIPv6에 비해 상당히 줄임을 입증하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권10호
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• pp.724-739
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• 2009

본 논문에서는, GPS와 무선랜, 블루투스 등이 탑재된 이동 단말의 비율이 높아지게 됨에 따라, 이동 단말이 갖는 다중 무선 네트워크 기술을 활용하는 모바일 P2P 메시지 플랫폼을 제시한다. 자신과 타 단말의 GPS 정보에 근거하여 메시지 전달 방법을 '직접', '간접', '원거리'로 전달 방식을 구분한다. 근거리 무선 네트워크 접속 기술(radio access technology, RAT)를 사용하는 '직접' 방식보다 수신 단말과의 도달 거리를 늘이기 위해 릴레이 노드를 선정하여 '간접'으로 수신 단말에게 메시지를 전달한다. '직접'이나 '간접' 등의 근거리 RAT를 활용하여 메시지 전달이 불가능한 경우에는 무선 WAN(wide area network) 기술을 사용하는 '원거리' 방식으로 메시지를 전달한다. 적용할 RAT 기술을 선택하는데 있어 GPS 정보를 기반으로 함으로써 네트워크 간 핸드오버를 결정하는데 전력 소모가 적다. 네트워크 시뮬레이터를 이용하여, 메시지 전달 성능과 단말의 이동 속도와 RAT의 도달 거리에 따른 핸드오버 감지 오차에 대한 평가를 시행하였고, 제안하는 기법의 우수한 성능을 확인하였다. 제안하는 메시지 전달 기법을 포함하는 메시지 플랫폼을 스마트 폰에 실제 구현하였다. 실제 에너지 소모량 관찰과 수식적 모델링을 통해, 제안한 플랫폼을 탐재한 경우와 탑재하지 않은 경우에 대해 전력 소모를 비교하였으며, 본 플랫폼을 탑재한 경우가 그렇지 않은 경우들에 비해 전력 소모가 크게 낮음을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.215-224
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• 2013

스마트폰의 급격한 보급으로 인해 모바일 인터넷 방송 (Internet Protocol Television) 사용은 큰 폭으로 증가하여 이미 많은 네트워크 부하를 일으켰다고 보고되고 있습니다. 이러한 과부하문제를 해결하기 위한 방안으로 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서는 LTE (Long Term Evolution) Release 6 규격이후로 MBMS (Multimedia Broadcast and Multicast Service)에 대한 표준화 작업을 진행되고 있다. MBMS는 동일한 콘텐츠를 가지는 다수의 MBMS 사용자들과 동일한 대역폭을 공유하게 함으로써 대역폭 효율 측면에서 우수성을 가지고 있다. 본 논문에서는 단일 셀 MBMS을 지원하는 3GPP와 와이파이 (Wi-Fi) 2개의 네트워크가 혼재되어 있는 이종 네트워크 환경에서 단일 셀 MBMS가 지원되는 셀들에 속한 동일한 콘텐츠를 가지는 MBMS 사용자의 수가 많다면 MBMS 최우선 정책을 적용하고 그렇지 않은 경우에는 기존의 와이파이 우선 정책을 적용하는 알고리즘에 대한 성능 분석에 대한 연구를 수행하였다. 시뮬레이션을 통하여 제안하는 알고리즘은 전체 가용 대역폭의 증가와 네트워크 사용 비용의 감소를 보여주고 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권3호
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• pp.271-280
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• 2010

차세대 이동통신 시스템에서는 3세대 진화망인 LTE(long-Term Evolution), WiMAX/WiBro, 차세대 WLAN등 다양한 무선 접속 기술이 All-IP 기반의 핵심망을 중심으로 통합되는 형태로 발전하고 있다. 이러한 발전에 따라 중첩된 다양한 무선 이종망 환경에서 최적의 조건을 제공하는 망으로의 접속을 제공하는 수직적 핸드오버가 필요하다. 그러나 현재까지는 각각의 네트워크가 독자적 서비스 제공을 위해 독립적인 무선자원관리 기능을 제공하여 왔으므로, 이종망 환경에서의 다양한 네트워크를 끊김없이 서비스를 제공하기 위해서는 개별 네트워크의 무선자원들을 통합적으로 관리하여 최적의 서비스를 제공할 수 있어야 할 것이다. 최근 이러한 무선 이종망 환경에서의 문제점을 해결하기 위해 적응적이동성을 위한 범용링크계층(GLL)과 통합무선자원관리(CRRM) 방식의 개념이 도입되고 있다. 본 논문에서는 LTE와 WLAN 사이에서의 효율적인 수직적 핸드오버를 위한 범용링크계층을 기반으로 정책기반과 다기준 의사결정법(MCDM)을 혼합한 수직적 핸드오버 알고리즘을 제안하고, 퍼지 로직 제어기(FLC)를 이용하여 핸드오버 시점을 적응적으로 결정하는 방안을 제안한다. 시뮬레이션 연구 결과 본 논문에서 제안하는 수직적 핸드오버 기법은 수신신호의 세기를 기반으로하는 방법과 MCDM 만을 사용하는 방법에 비해 데이터 처리량, 핸드오버 성공확률, 서비스 사용비용 그리고 핸드오버 시도 횟수 측면에서 우수한 성능을 보였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.73-83
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• 2010

본 논문에서는 ZigBee/IEEE 802.15.4 기반 무선 센서 네트워크와 TCP/IP 기반 네트워크를 서로 연결할 수 있는 웹-센서 게이트웨이의 아키택처를 제안한다. 제안한 게이트웨이의 주요 역할은 인터넷을 통하여 센서 노드에게 질의 또는 명령을 내리고 센서 데이터를 취득하도록 도와주는 기능이다. 다만, 인터넷과 센서 네트워크의 통신 프로토콜은 서로 불통함으로 양방향 프로토콜 변환이 필요하다. 본 논문에서는 이 변환 기능을 두 통신 프로토콜 APP 계층 위에 위치하도록 설계하여 인터넷 어프리케이션과 ZigBee 어프리케이션이 양 방향으로 변환 될 수 있도록 하였다. CGI 프로그램을 사용하여 변환 계층을 구현하였으며 인터넷의 사용자가 언제 어디서나 웹 페이지를 열어서 검색 요청이나 명령 등을 센서 노드에 전달할 수 할 수 있는 방식을 채택하였다. 이종 네트워크 연결을 위하여 TCP/IP 프로토콜을 센서 노드에 오버레잉 하는 기법도 가능하나 구현의 복잡성, 에너지 효율, 통신 오버헤드 측면에서 제한적이다. 부족한 자원을 가진 센서 노드 환경에서는 본 논문에서 제안한 변환 기반 웹-센서 게이트웨이 방식이 이종 통신 프로토콜 연결 문제를 해결하는 비교적 효과적이며 우수한 방법임을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권11호
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• pp.149-158
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• 2006

IEEE 802.11x 무선 랜 기반 유무선 통합 네트워크에서 고정 호스트인 데스크톱 PC와 이동 호스트인 PDA 간 다운스트림 성능을 개선할 수 있는 방안을 제안하였다. 성능 차가 뚜렷한 이기종 단말기간 데이터 전송시 다운스트림은 업스트림에 비해 수신시간이 최대 20% 느리다. 그 이유는 송신단의 패킷 전송률에 비해 수신단의 패킷 처리율이 낮아 혼잡 윈도우 크기가 수시로 변하고, 이에 따라 컨트롤 패킷이 증가하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 성능 저하를 완화시키기 위한 2가지 방안을 제시하였다. 먼저 PDA의 응용 계층 버퍼 크기를 증가시키면, 소켓 수신 버퍼의 처리 속도가 개선되어 혼잡 윈도우 변화율을 낮출 수 있다. 그러나 파일 액세스 시간은 버퍼 크기와 상관없이 거의 일정하였다. 버퍼 크기를 32,768바이트로 설정했을 경우 512바이트일 경우에 비해 수신시간을 32%정도 단축할 수 있었다. 또 다른 개선 방안은 송신자의 패킷간 전송 지연 시간을 설정하는 것이다. 송신단의 패킷 전송 간격을 5ms 로 지정하였을 때 수신시간을 최대 7% 단축시킬 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.35-48
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• 2010

차세대 이동통신 시스템에서는3세대 진화망인 LTE(long-Term Evolution), WiMAX/WiBro, 차세대 WLAN등 다양한 무선 접속 기술이 All-IP 기반의 핵심망을 중심으로 통합되는 형태로 발전하고 있다. 이러한 발전에 따라 중첩된 다양한 무선 이종망 환경에서 최적의 조건을 제공하는 망으로의 접속을 제공하거나 단말의 이동에 따라 중첩된 여러 접속망들 중 최적의 조건을 제공하는 망으로 접속하는 수직적 핸드오버가 필요하다. 그러나 현재까지는 각각의 네트워크가 독자적 서비스 제공을 위해 독립적인 무선자원관리 기능을 제공하여 왔으므로, 이종망 환경에서의 다양한 네트워크를 끊김없이 서비스를 제공하기 위해서는 개별 네트워크의 무선자원들을 통합적으로 관리하여 최적의 서비스를 제공할 수 있어야 할 것이다. 최근 이러한 무선 이종망 환경에서의 문제점을 해결하기 위해 적응적 이동성을 위한 범용링크계층(GLL)과 통합무선자원관리(CRRM) 방식의 개념이 도입되고 있다. 본 논문에서는 LTE와WLAN 사이에서의 수직적 핸드오버 지원을 위한 핵심 기술 및 통합망의 구조, 그리고 효율적인 수직적 핸드오버 방안을 제시한다. 우선 수직적 핸드오버 제공을 위한 통합망의 구조와 통합무선자원관리 기능을 정의하고, 효율적인 수직적 핸드오버를 위한 범용링크계층을 기반으로 정책기반과 다기준 의사결정법(MCDM)을 혼합한 수직적 핸드오버 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 연구 결과 본 논문에서 제안하는 수직적 핸드오버 기법은 수신신호의 세기를 기반으로하는 방법과 다기준 의사결정법 방법에 비해 데이터 처리량, 핸드오버 성공확률, 서비스 사용비용 측면에서 우수한 성능을 보였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제2권2호
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• pp.43-54
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• 2003

언제 어디서나 컴퓨터 통신을 제공하는 유비쿼터스 통신이 대두되면서 차량은 자체 센서 및 제어 기기를 통신 네트워크로 연결할 뿐 아니라 승객에게도 통신 연결을 제공하는 새로운 통신 플랫폼으로서 주목받고 있다. 모든 통신 네트워크를 IP로 연결하는 4세대 이동 통신으로의 전이를 위하여 차량 내 네트워크 또한 IP 연결이 요구된다. 네트워크 이동성은 이동 IPv6 기반의 개념으로서, 이동의 단위를 호스트가 아닌 네트워크로 하여, 차량과 같이 다수의 이동 통신 노드를 포함하는 경우에 동시에 다수의 이동성 관리를 처리하는 부담을 해결하기 위하여 등장하였다. 네트워크 이동성을 이용하면 이동 라우터가 인터넷과 차량 내 이동 노드들 사이에서 이동성 관리를 일괄하여 처리한다 트래픽의 단일 통과 지점인 이동 라우터의 신뢰성은 전체 차량 내 IPv6 네트워크의 성능을 좌우하는 중요한 요소이며 단일 고장 지점이 된다. 본 논문에서는 차량 내 IPvS 네트워크의 신뢰성 향상과 충분한 데이터 전송률 제공을 위하여, 멀티호밍 기법에 의한 적응형 다중 이동 라우터 구조를 제안한다. 제안하는 다중 이동 라우타 구조는 차량의 종류에 따라 달라지는 이동성 특징을 이용하여 동적으로 무선 연결 상태가 변화하는 환경에 적응한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 다중 이동 라우터 관리 구조가 기존의 단순 라우터 중복 구조에 비하여 세션 연결성을 증가시킴으로써 패킷 손실을 감소시키고 신뢰성을 높임을 보여준다. 또한 유효 도달 범위와 데이터 전송률이 서로 다른 액세스 기술이 혼재하는 통신 환경에서 세션 연결성을 보장하는 동시에 데이터 전송률 향상을 도모하는 적응성을 보인다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제4권5호
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• pp.354-365
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• 2015

This work presents an Internet of Things (IoT) system for home energy management based on a custom-designed Impulse Radio Ultra-Wideband (IR-UWB) transceiver that targets a generic and multi-standard control system. This control system enables the interoperability of heterogeneous devices: it integrates various sensor nodes based on ZigBee, EnOcean and UWB in the same middleware by utilizing an ad-hoc layer as an interface between the hardware and software. The paper presents as a first the design of the IR-UWB transceiver for a portable sensor node integrated with the middleware layer, and also describes the receiver connected to the control system. The custom-designed low-power transmitter on the sensor node is fabricated with 130 nm CMOS technology. It generates a signal with a 1.1 ns pulse width while consuming $39{\mu}W$ at 1 Mbps. The UWB sensor node with a temperature measurement capability consumes 5.31 mW, which is lower than the power level of state-of-the-art solutions for smart-home applications. The UWB hardware and software layers necessary to interface with the control system are verified in over-the-air measurements in an actual office environment. With the implementation of the presented sensor node and its integration in the energy management system, we demonstrate achievement of the broad flexibility demanded for IoT.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권8호
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• pp.597-606
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• 2013

TCP의 성능은 연결된 송신자와 수신자간의 전송 경로상의 트래픽 혼잡정도에 의해 영향을 받는다. 트래픽이 급작스럽게 증가하여 혼잡이 발생하면, 이는 데이터 전송의 장애를 유발시킬 수 있다. 데이터 전송의 장애가 발생하여 전송 패킷의 손실이 발생하면, TCP는 슬로우스타트를 수행하여 전송 속도를 낮추어 전송 경로 상의 트래픽 혼잡을 줄이고자 한다. 이동 단말이 이기종 무선 네트워크 간에 수직적 핸드오프를 하게 될 경우, TCP는 트래픽의 급격한 변화를 경험하게 되고, 이에 대해 슬로우스타트를 수행하게 된다. 본 논문에서는 수직적 핸드오프 시에 수반되는 TCP 슬로우스타트를 좀 더 효율적으로 수행하는 방법을 제안한다. 제안하는 방안은 기존의 방식과는 다르게 TCP 수신자가 슬로우스타트를 강제하는 방법이다. 이는 TCP 송신자에서 트래픽 혼잡을 경험한 후 슬로우스타트를 수행하는 기존의 방법보다 성능이 뛰어나다. 향상된 성능에 대해서는 시뮬레이션 방법으로 측정하여 성능을 검증하였다.