• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권2호
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• pp.566-579
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• 2012

Ubiquitous computing called pervasive one is based on the thought of pervading ability of computation in daily life applications. In other words, it aims to include computation in devices such as electronic equipment and automobiles. This has led to disengagement of computers from desktop form. Accordingly, the notice in ubiquitous computing being taken of a world steeped in remote and wireless computer-based-services. Handheld and wearable programmed devices such as sense and control appliances are such devices. This advancement is rapidly moving domestic tasks and life from device-and-human communication to the device-and-device model. This model called Machine to Machine (M2M) has led to acceleration of developments in sciences such as nano-science, bio-science, and information science. As a result, M2M led to appearance of applications in various fields such as, environment monitoring, agricultural, health care, logistics, and business. Since it is envisaged that M2M communications will play a big role in the future in all wireless applications and will be emerged as a progressive linkage for next-generation communications, this paper aims to consider how much M2M architectures can realize ubiquitous computing in daily life applications. This is carried out after acquainting and initiating readers with M2M architectures and arguments for M2M. Some of the applications was not achievable before but are becoming viable owing to emergence of M2M communications.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권12호
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• pp.1113-1118
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• 2012

에너지 소비의 효율화를 위한 그린 기술로서 스마트 그리드와 지능형 교통 시스템 등이 주목받고 있다. 이러한 기술의 구현에는 다수의 센서, 액츄에이터 (actuator), 그리고 컨트롤러들이 필요하다. 이러한 구성요소들 간의 machine-to-machine (M2M)통신의 중요성은 높아지고 있다. M2M 통신의 특징은 다수의 machine-type-communication(MTC) 디바이스들이 참여하고, 통신 트래픽 패턴과 QoS 요구조건이 다양하다는 것이다. 이러한 M2M 통신을 효율적으로 지원하기 위한 호 수락 방법들에서는 동일한 시간관련 QoS 조건을 갖는 MTC 디바이스들을 클러스터 단위로 그룹핑하고, QoS 조건 만족여부에 따라 호 수락을 결정하는 방법을 제안하였다. 하지만 이 방법은 데이터 전송주기와 최대 전송지연 시간이 같을 경우에만 적용 가능하다. 본 논문에서는 이러한 제한 없이 사용할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 전송 주기와 최대 전송지연 시간이 특별한 관계에 있을 때 최적화할 수 있는 호 수락 제어방법을 제안한다. 제안방법의 QoS 만족 적합성에 대한 증명을 제시하였고, 시뮬레이션을 통해 실제 동작 가능하고, 기존 방법들보다 호 수락 확률에서 우수함을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.687-708
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• 2017

The machine-to-machine (M2M) communication is featured by tremendous number of devices, small data transmission, and large uplink to downlink traffic ratio. The massive access requests generated by M2M devices would result in the current medium access control (MAC) protocol in LTE/LTE-A networks suffering from physical random access channel (PRACH) overload, high signaling overhead, and resource underutilization. As such, fairness should be carefully considered when M2M traffic coexists with human-to-human (H2H) traffic. To tackle these problems, we propose an adaptive Slotted ALOHA (S-ALOHA) and time division multiple access (TDMA) hybrid protocol. In particular, the proposed hybrid protocol divides the reserved uplink resource blocks (RBs) in a transmission cycle into the S-ALOHA part for M2M traffic with small-size packets and the TDMA part for H2H traffic with large-size packets. Adaptive resource allocation and access class barring (ACB) are exploited and optimized to maximize the channel utility with fairness constraint. Moreover, an upper performance bound for the proposed hybrid protocol is provided by performing the system equilibrium analysis. Simulation results demonstrate that, compared with pure S-ALOHA and pure TDMA protocol under a target fairness constraint of 0.9, our proposed hybrid protocol can improve the capacity by at least 9.44% when ${\lambda}_1:{\lambda}_2=1:1$and by at least 20.53% when ${\lambda}_1:{\lambda}_2=10:1$, where ${\lambda}_1,{\lambda}_2$ are traffic arrival rates of M2M and H2H traffic, respectively.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.48-55
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• 2015

본 논문은 $3^{rd}$ Generation Partnership Project(3GPP) Long Term Evolution-Advanced(LTE-A) 시스템을 기반으로 소량의 데이터를 송수신하는 M2M 기기가 무수히 존재하는 상황에서 발생할 수 있는 문제점을 고찰하고 이를 해결하기 위한 기술을 제시한다. 특별히, 무수히 존재하는 M2M 기기들로 인한 랜덤 액세스 채널의 부족과 이로 인한 지연(latency) 증가 문제를 해결하기 위해 M2M 그룹화 기술에 사용자 특성별로 구별하여 허용 가능한 액세스 시도 확률을 차별적으로 제어한다. M2M 기기들을 그룹화 하여 PRACH(Physical Random Access CHannel)의 랜덤 액세스(Random Access)를 시도하는 단말 수를 감소시키는 효과를 획득함과 동시에 셀룰러(Cellular) 통신을 하는 단말기와의 충돌을 줄임으로써, 기존 이동 통신 단말과 M2M 기기들이 공존하는 시스템의 랜덤 액세스 평균 지연(average latency) 증가 문제를 해결할 수 있음을 실험을 통해 증명한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권1호
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• pp.24-45
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• 2012

In this paper, we present a survey of security and privacy preserving issues in M2M communications in Cyber-Physical Systems. First, we discuss the security challenges in M2M communications in wireless networks of Cyber-Physical Systems and outline the constraints, attack issues, and a set of challenges that need to be addressed for building secure Cyber-Physical Systems. Then, a secure architecture suitable for Cyber-Physical Systems is proposed to cope with these security issues. Eventually, the corresponding countermeasures to the security issues are discussed from four aspects: access control, intrusion detection, authentication and privacy preserving, respectively. Along the way we highlight the advantages and disadvantages of various existing security schemes and further compare and evaluate these schemes from each of these four aspects. We also point out the open research issues in each subarea and conclude with possible future research directions on security in Cyber-Physical Systems. It is believed that once these challenges are surmounted, applications with intrinsic security considerations will become immediately realizable.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권2호
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• pp.498-514
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• 2012

Machine to machine (M2M) communications is the hottest issue in the standardization and industry area, it is also defined as machine-type communication (MTC) in release 10 of the 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Recently, most research have focused on congestion control, sensing, computing, and controlling technologies and resource management etc., but there are few studies on security aspects. In this paper, we first introduce the threats that exist in M2M system and corresponding solutions according to 3GPP. In addition, we present several new security issues including group access authentication, multiparty authentication and data authentication, and propose corresponding solutions through modifying existing authentication protocols and cryptographic algorithms, such as group authentication and key agreement protocol used to solve group access authentication of M2M, proxy signature for M2M system to tackle authentication issue among multiple entities and aggregate signature used to resolve security of small data transmission in M2M communications.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.481-484
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• 2013

최근 국내 이동통신사들의 차세대 성장 동력으로 사물지능통신 (Machine to Machine, M2M)이 주목받고 있다. 따라서 그 쓰임새와 활용도가 각종 분야로 점점 넓어지고 있으며, 기존의 통신에 비해 사용되는 단말의 수가 점점 증가하게 되면서 사물마다 전송되는 정보들의 수도 증가하고 있다. 각 그룹별로 나누어진 단말로부터 전송하는 각각의 데이터가 이동통신망을 이용하는데 있어 트래픽이 한계상황에 도달하게 된다면 M2M 통신의 서비스 처리를 원활하게 하지 못하는 상황이 발생 할 수 있다. 본 연구는 M2M 통신에서 사용하게 될 이동통신망이 한계점에 도달했을 때 M2M 서비스의 원활한 처리를 위해 Knapsack Problem 알고리즘을 이용하여 가상의 시뮬레이터를 구현하였다. 가상의 시뮬레이터는 각각의 장비 그룹별로 데이터가 들어오게 되면 이동통신망에서 우선적으로 처리해야 될 M2M 통신의 서비스의 처리부터 나중에 처리 될 서비스까지 원활한 처리방법을 위해 구현하였으며, M2M 기술이 더욱 발전하게 되어 점차 소형화 되는 사물들이 많아짐에 따라, 폭증하게 될 이동통신망에서 M2M 서비스를 처리하는 것이 원활하도록 도움을 줄 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권9A호
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• pp.767-775
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• 2011

본 논문에서는 IEEE 802.16n 기반 단말간 직접통신을 위한 MIMO (multi-input multi-output) 채널 모델링 기법을 제안한다. 송신단과 수신단에 모두 이동성을 반영하기 위하여 기하학적 이중링 산란 환경을 적용하고 기존 802.16m에서 사용하는 채널 모델링 방식을 단말간 직접통신에 적합하도록 변형하여 새로운 채널 모델을 제안한다. 모의실험을 통해 시간영역 및 공간영역에서 제안된 채널 모델의 통계적 특성을 분석하고, 모의실험을 통해 기존 802.16m 기지국-단말간 채널 모델에서의 링크 성능과 제안된 채널 모델에서의 링크 성능을 비교한다.

• 전자통신동향분석
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• 제27권2호
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• pp.59-69
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• 2012

모든 사물들을 네트워크를 통해 연결하므로 언제 어디서나 다양한 서비스를 손쉽게 이용할 수 있게 하는 M2M(Machine to Machine)/IoT(Internet of Things)가 차세대 통신을 위한 주요 이슈로 고려되고 있으며, 여러 네트워크 중 이동통신 네트워크를 기반으로 하는 M2M에 대한 관심이 고조되고 있다. UMTS(Universal Mobile Telecom. System), LTE(Long Term Evolution) 등 대표적인 이동통신 시스템을 위한 표준화 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 2005년 M2M을 위한 타당성 연구를 시작으로, 2008년부터 Machine Type Communications(MTC)를 위한 본격적인 표준화 작업이 진행되었으며, 현재 Release 10을 위한 규격 작업을 마무리하고 Release 11 및 12를 위한 표준규격을 작성하고 있다. 본고에서는 3GPP에서 진행하고 있는 MTC의 표준화 현황을 간략히 기술한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.1958-1968
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• 2015

사물지능통신(M2M or IoT) 서비스 활성화와 글로벌 업체의 OneM2M 관련 사업에 대한 적극적인 투자 및 가속화는 ICT 시장의 변화를 이끌고 있다. 그러나 다양한 해킹(데이터 노출, 도용, 변조, 삭제 등)의 가능성 때문에 안전한 통신 보안 기술이 중요 요구사항으로 이슈화되고 있다. 본 논문은 M2M 환경의 기존 연구에서 적용된 RSA, DSA 기반의 서명이 아닌 ECC 기반 카멜레온 해쉬(Chameleon Hash) 서명을 적용한다. 성능 분석 결과 효율성은 암 복호화 평균 0.7%, 연산속도는 3%(평균 0.003초) 차이로 비교대상 알고리즘과 동등한 수준으로 우수한 결과를 나타냈고, ECC(Elliptic Curve Cryptography) 기반 카멜레온 해쉬함수 서명의 키 갱신 장점을 이용하여 상호인증과 암호화 구간의 연산 효율성, 확인 가능한 충돌 메시지 특성을 이용하여 통신 구간의 강력한 보안성을 입증하였다.