• Title/Summary/Keyword: Programming complexity

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Optimizing Energy-Latency Tradeoff for Computation Offloading in SDIN-Enabled MEC-based IIoT

  • Zhang, Xinchang;Xia, Changsen;Ma, Tinghuai;Zhang, Lejun;Jin, Zilong
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권12호
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    • pp.4081-4098
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    • 2022
  • With the aim of tackling the contradiction between computation intensive industrial applications and resource-weak Edge Devices (EDs) in Industrial Internet of Things (IIoT), a novel computation task offloading scheme in SDIN-enabled MEC based IIoT is proposed in this paper. With the aim of reducing the task accomplished latency and energy consumption of EDs, a joint optimization method is proposed for optimizing the local CPU-cycle frequency, offloading decision, and wireless and computation resources allocation jointly. Based on the optimization, the task offloading problem is formulated into a Mixed Integer Nonlinear Programming (MINLP) problem which is a large-scale NP-hard problem. In order to solve this problem in an accessible time complexity, a sub-optimal algorithm GPCOA, which is based on hybrid evolutionary computation, is proposed. Outcomes of emulation revel that the proposed method outperforms other baseline methods, and the optimization result shows that the latency-related weight is efficient for reducing the task execution delay and improving the energy efficiency.

A Survey on UAV Network for Secure Communication and Attack Detection: A focus on Q-learning, Blockchain, IRS and mmWave Technologies

  • Madhuvanthi T;Revathi A
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권3호
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    • pp.779-800
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    • 2024
  • Unmanned Aerial Vehicle (UAV) networks, also known as drone networks, have gained significant attention for their potential in various applications, including communication. UAV networks for communication involve using a fleet of drones to establish wireless connectivity and provide communication services in areas where traditional infrastructure is lacking or disrupted. UAV communication networks need to be highly secured to ensure the technology's security and the users' safety. The proposed survey provides a comprehensive overview of the current state-of-the-art UAV network security solutions. In this paper, we analyze the existing literature on UAV security and identify the various types of attacks and the underlying vulnerabilities they exploit. Detailed mitigation techniques and countermeasures for the protection of UAVs are described in this paper. The survey focuses on the implementation of novel technologies like Q-learning, blockchain, IRS, and mmWave. This paper discusses network simulation tools that range in complexity, features, and programming capabilities. Finally, future research directions and challenges are highlighted.

상황인식 기반 지능형 최적 경로계획 (Intelligent Optimal Route Planning Based on Context Awareness)

  • 이현정;장용식
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제19권2호
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    • pp.117-137
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    • 2009
  • Recently, intelligent traffic information systems have enabled people to forecast traffic conditions before hitting the road. These convenient systems operate on the basis of data reflecting current road and traffic conditions as well as distance-based data between locations. Thanks to the rapid development of ubiquitous computing, tremendous context data have become readily available making vehicle route planning easier than ever. Previous research in relation to optimization of vehicle route planning merely focused on finding the optimal distance between locations. Contexts reflecting the road and traffic conditions were then not seriously treated as a way to resolve the optimal routing problems based on distance-based route planning, because this kind of information does not have much significant impact on traffic routing until a a complex traffic situation arises. Further, it was also not easy to take into full account the traffic contexts for resolving optimal routing problems because predicting the dynamic traffic situations was regarded a daunting task. However, with rapid increase in traffic complexity the importance of developing contexts reflecting data related to moving costs has emerged. Hence, this research proposes a framework designed to resolve an optimal route planning problem by taking full account of additional moving cost such as road traffic cost and weather cost, among others. Recent technological development particularly in the ubiquitous computing environment has facilitated the collection of such data. This framework is based on the contexts of time, traffic, and environment, which addresses the following issues. First, we clarify and classify the diverse contexts that affect a vehicle's velocity and estimates the optimization of moving cost based on dynamic programming that accounts for the context cost according to the variance of contexts. Second, the velocity reduction rate is applied to find the optimal route (shortest path) using the context data on the current traffic condition. The velocity reduction rate infers to the degree of possible velocity including moving vehicles' considerable road and traffic contexts, indicating the statistical or experimental data. Knowledge generated in this papercan be referenced by several organizations which deal with road and traffic data. Third, in experimentation, we evaluate the effectiveness of the proposed context-based optimal route (shortest path) between locations by comparing it to the previously used distance-based shortest path. A vehicles' optimal route might change due to its diverse velocity caused by unexpected but potential dynamic situations depending on the road condition. This study includes such context variables as 'road congestion', 'work', 'accident', and 'weather' which can alter the traffic condition. The contexts can affect moving vehicle's velocity on the road. Since these context variables except for 'weather' are related to road conditions, relevant data were provided by the Korea Expressway Corporation. The 'weather'-related data were attained from the Korea Meteorological Administration. The aware contexts are classified contexts causing reduction of vehicles' velocity which determines the velocity reduction rate. To find the optimal route (shortest path), we introduced the velocity reduction rate in the context for calculating a vehicle's velocity reflecting composite contexts when one event synchronizes with another. We then proposed a context-based optimal route (shortest path) algorithm based on the dynamic programming. The algorithm is composed of three steps. In the first initialization step, departure and destination locations are given, and the path step is initialized as 0. In the second step, moving costs including composite contexts into account between locations on path are estimated using the velocity reduction rate by context as increasing path steps. In the third step, the optimal route (shortest path) is retrieved through back-tracking. In the provided research model, we designed a framework to account for context awareness, moving cost estimation (taking both composite and single contexts into account), and optimal route (shortest path) algorithm (based on dynamic programming). Through illustrative experimentation using the Wilcoxon signed rank test, we proved that context-based route planning is much more effective than distance-based route planning., In addition, we found that the optimal solution (shortest paths) through the distance-based route planning might not be optimized in real situation because road condition is very dynamic and unpredictable while affecting most vehicles' moving costs. For further study, while more information is needed for a more accurate estimation of moving vehicles' costs, this study still stands viable in the applications to reduce moving costs by effective route planning. For instance, it could be applied to deliverers' decision making to enhance their decision satisfaction when they meet unpredictable dynamic situations in moving vehicles on the road. Overall, we conclude that taking into account the contexts as a part of costs is a meaningful and sensible approach to in resolving the optimal route problem.

불명료한 선호정보 하의 다기준 그룹의사결정 : Linguistic Quantifier를 통한 퍼지논리 활용 (Multi-Criteria Group Decision Making under Imprecise Preference Judgments : Using Fuzzy Logic with Linguistic Quantifier)

  • 최덕현;안병석;김성희
    • 지능정보연구
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    • 제12권3호
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    • pp.15-32
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    • 2006
  • 본 논문에서는 각 대안의 속성 평가와 속성 자체의 중요도에 대한 평가에 있어 불명료한 선호정보 형태로 주어진 경우, linguistic quantifier를 통한 퍼지논리를 활용하여 그룹의사결정을 지원하는 방법을 제시하였다. 불명료한 선호정보는 의사결정 관련 문헌에서 의사결정자에게 요구되는 선호정보 명시의 부담을 줄여주고, 판단의 모호성을 받아들이고자 하는 시각으로서 다뤄져 왔다. 그러나 불명료한 유형의 선호정보를 허용할 경우 의사결정그룹이 원하는 대안의 명확한 선택이 보다 어려워진다. 따라서 추가적인 정보획득을 위한 의사결정자들과의 상호작용이 요구되지만, 이는 불명료한 선호정보를 허용하였던 초기의 취지를 반감시킬 뿐더러, 반드시 최적의 대안을 보장하는 것도 아니다. 이러한 상황을 타계하기 위하여, fuzzy majority의 의미를 반영하고 있는 linguistic quantifier를 활용함으로써 satisfying solution을 구하는 절차를 제시하였다. 이는 mathematical programming을 활용한 의사결정 기법과 다수의 객체를 집성하기 위한 개략적 해법을 결합한 접근방식이다.

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공간 분할 방법을 이용한 최적 서열정렬 알고리즘 (Optimal Sequence Alignment Algorithm Using Space Division Technique)

  • 안희국;노희영
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제34권5호
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    • pp.397-406
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    • 2007
  • 두 서열 A와 B간의 최적정렬을 찾는 문제는 동적프로그래밍 알고리즘을 사용하여 효과적으로 해결 될 수 있다. 하지만, 길이가 각각 m, n인 두 서열, $S_1$, $S_2$를 정렬하기 위해서는 O(m*n)의 시간과 공간 복잡도를 갖기 때문에 서열의 길이가 길어질 경우에는 시간과 공간 비용 문제로 인해 적용 할 수 없게 된다. 실제 계산상에 제한요소로 작용하는 공간비용 문제를 해결하기 위해 Hirschberg에 의해 제시된 선형공간 알고리즘은 이 문제를 O(n*m)의 시간복잡도와 O(n+m)의 공간복잡도로서 해결하였다. 컴퓨터 기술의 발전으로 CPU의 처리속도가 향상되고, 사용가능한 주기억장치의 공간이 확대됨에 따라, 기억공간은 더 사용하더라도 처리속도는 높일 수 있는 방법이 필요하다. 이를 위해, 본 논문에서는 공간 분할 방법을 통하여 공간 소모는 선형공간 알고리즘보다 많지만, 처리 속도는 빠른 O(n*m)의 시간과 O(n+m)의 공간비용을 갖는 알고리즘을 제안한다. 또한 분할 시 서열의 길이변화에 따른 분할 수(d) 문제를 일반화하고, 입/출구 노드 개념을 이용하여 불필요한 연산을 제거하였다. 선형공간 알고리즘이 (m+n)의 공간으로 2*m*n에 가까운 속도를 갖는데 비해, 본 알고리즘은 (m+n)*d의 공간으로 m*n에 가까운 결과를 보임을 증명과 실험결과로부터 확인한다.

Perinatal Nutrition of the Calf and Its Consequences for Lifelong Productivity

  • Wynn, P.C.;Warriach, H.M.;Morgan, A.;McGill, D.M.;Hanif, S.;Sarwar, M.;Iqbal, A.;Sheehy, P.A.;Bush, R.D.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권5호
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    • pp.756-764
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    • 2009
  • Provision of an optimal environment for the calf is critical to establishing the patterns of growth and development essential to allow the heifer to express its genetic potential for milk output and reproductive capacity during its productive life. Maternal nutrition during gestation is now recognised as a key to genetic programming in utero and this influence is extended through the complexity of hormones, growth factors and immunostimulants incorporated into colostrum and milk consumed by the neonatal calf. This natural process is most often disrupted as calves are weaned abruptly to maximise milk output for commercial exploitation. The key then is to accelerate the rate of maturation of the ruminal epithelium through the provision of concentrate starter rations and high quality forage, which promote VFA production. Management systems to promote these processes in Holstein Friesian cattle are well developed, however, little is known of these processes with buffalo and Bos indicus dairy cattle such as the Sahiwal. The development of methods to program the neonate to grow faster to puberty in these species will be important to improving their productivity for the dairy industries in tropical and sub-tropical environments in the future.

생존성을 갖는 메쉬기반 광전송망에서의 효율적인 예비용량 설계방안에 관한 연구 (A Study of Efficient Spare Capacity Planning Scheme in Mesh-Based Survivable Fiber-Optic Networks)

  • 방형빈;김병기
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제10C권5호
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    • pp.635-640
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    • 2003
  • 정보통신 기술의 발전과 광범위한 통신망의 이용으로 인하여, 최근 생존성을 갖는 메쉬기반 네트워크의 설계는 주요 관심사가 되고 있다. 본 논문은 메쉬기반 광전송망에서의 예비용량 설계방안에 대해 논의한다. 본 연구에서는 메쉬기반 광전송망의 경로복구에 있어서, 예비용량 증가인자를 찾아 예비용량의 공유를 증가시키는 새로운 예비용량 설계방안을 제안한다. 정수계획법의 링크복구기법, SLPA, GA의 세 가지 다른 장애복구 방안과 더불어 제안한 방안의 성능을 비교한다. 이 방법은 예비 용량 할당을 결정하는데 있어서 휴리스틱 알고리즘과 결합하여 보다 우수한 성능을 보이고 있으며, 예비용량 할당을 결정하는 시간적인 면에서 대형 통신망으로 쉽게 확장할 수 있다. 이 새로운 방법의 주요 장점은 예비용량을 줄이고 다항식의 시간 복잡도를 갖는 것이다.

안드로이드 플랫폼을 위한 자바 보안 프로바이더 설계 및 구현 (Design and Implementation of Java Crypto Provider for Android Platform)

  • 손미경;강남희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37C권9호
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    • pp.851-858
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    • 2012
  • 안드로이드 기반 스마트기기에서 보안 응용 서비스를 개발하기 위해 SUN JCA/JCE나 BC JCE와 같은 자바 기반 보안 라이브러리를 사용한다. 자바를 사용하여 제작된 응용은 자바 가상 머신(JVM: Java Virtual Machine)에서 기능이 수행되므로 시스템 하드웨어에 의존하는 기능을 사용하기 어렵고 실행 속도가 저하되는 문제가 있다. 보안 프리미티브(primitive)의 경우 계산양이 많고 연산 복잡도가 높아 JVM에서 수행되는 보안 프리미티브를 적용할 수 있는 응용은 제한적이다. 특히, 실시간 특성을 요하는 스트리밍 서비스나 계산양이 많은 공개키 기반 알고리즘을 빈번히 적용하는 보안 응용 서비스의 경우 성능의 문제로 자바 라이브러리 사용이 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 JNI와 NDK 도구를 사용하여 C나 C++ 언어로 구현된 네이티브 기능을 사용하여 보안 기능을 수행할 수 있는 프로바이더를 설계하고 구현한다. 제안하는 자바 보안 프로바이더(DSCrypt)는 기존 자바 기반 보안 라이브러리와 동일한 방식으로 사용할 수 있지만 빠르게 보안 기능이 수행되는 장점을 제공한다.

FBDtoVHDL: FPGA 개발을 위한 FBD에서 VHDL로의 자동 변환 (FBDtoVHDL: An Automatic Translation from FBD into VHDL for FPGA Development)

  • 김재엽;김의섭;유준범;이영준;최종균
    • 정보과학회 논문지
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    • 제43권5호
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    • pp.569-578
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    • 2016
  • PLC (Programmable Logic Controller)는 원자력 발전소의 디지털 제어시스템의 개발을 위해 널리 사용되어왔지만 복잡성의 증가와 유지보수 비용 등의 문제로 인해 FPGA (Field Programmable Gate Array) 기반 제어시스템이 대안으로 떠오르고 있다. 하지만 PLC 개발자가 FPGA 기반 제어시스템을 개발하기 위해서는 FPGA 개발을 위한 언어를 사용해야 하고 기존의 PLC 개발에서 획득한 노하우 및 지식의 재사용을 어렵게 만든다는 등의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 PLC 소프트웨어 개발을 위한 언어 중 하나인 FBD (Function Block Diagram)를 FPGA 개발을 위한 하드웨어 기술 언어 중 하나인 VHDL로의 자동 변환을 위한 방법과 이를 기반으로 개발한 자동 변환 도구인 FBDtoVHDL을 소개한다. 본 연구에서 소개하는 FBDtoVHDL 도구를 사용하여 FBD를 VHDL로 자동 변환함으로써 PLC 개발자는 하드웨어 기술 언어에 대한 지식이 없이도 FPGA 개발하는 것이 가능하다.

GPU를 이용한 실시간 양안식 영상 생성 방법 (Real-time Stereo Video Generation using Graphics Processing Unit)

  • 신인용;호요성
    • 방송공학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.596-601
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    • 2011
  • 양안식 3차원 방송의 경우 좌우 두 시점에 해당하는 영상을 동시에 전송해야 하기 때문에 전송 대역폭의 부담이 매우 크다. 이러한 부담을 줄이기 위해 좌우 시점의 두 영상을 전송하는 대신에 좌영상과 이에 해당하는 깊이맵을 부호화하여 전송하는 방법이 있다. 이러한 3차원 방송 시스템의 수신단에서는 좌영상과 깊이맵을 복호한 뒤에 우영상을 만들어 좌우 영상을 실시간으로 출력한다. 본 논문에서는 좌영상과 깊이맵을 이용하여 가상시점 영상을 생성할 때 생기는 빈 공간을 효율적으로 채우는 기법을 제안하고, 전 과정의 실시간 처리를 위해 이를 GPU상에서 병렬로 처리되도록 구현했다. 그 결과 효과적으로 홀 채움을 수행하면서 CPU 대비 15배 이상 빠르게 양안식 영상을 생성할 수 있었다.