• 한국통신학회논문지
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• 제37권8B호
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• pp.637-646
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• 2012

최근 많은 응용 분야에서 무선 센서 네트워크 기술의 요구가 급증하고 있다. 특히 사람이 접근하기 어려운 환경에 센서 노드들을 설치하면 스스로 네트워크를 형성하고 사용자가 원하는 정보를 쉽게 획득할 수 있다. 그러나 무선 센서 네트워크에서 각 센서 노드들은 소형의 배터리를 사용하기 때문에 에너지를 효율적으로 관리해야 한다. 침입 탐지와 같은 응용에서는 침입자가 언제 나타날지 모르기 때문에, 에너지 효율이 높은 알고리즘으로 네트워크 수명을 연장시키는 노력이 요구된다. 본 논문에서는 침입 탐지 응용에서 데이터 전송의 신뢰성을 위해 트리 기반의 라우팅 알고리즘을 제안한다. 본 제안 방식은 데이터 집중으로 소모되는 에너지를 막기 위하여 부모와 자식 노드의 링크 설정 시 Load-balancing을 고려한 최적의 링크 비용을 계산하고, 효율적인 라우팅 테이블 관리로 센서 노드의 한정된 메모리 자원의 효율을 높였다. 또한 감시 정찰 환경에서는 침입자의 움직임을 예측할 수 없기 때문에 현실적인 군 운영 환경을 고려하여 다음의 시나리오를 설계하였고, 이에 대한 지연시간, 에너지 소모량 등의 성능을 시뮬레이션 결과를 통하여 입증하였다. 각 시나리오는 첫 번째로 침입자가 노드 설치 경로를 따라 이동하는 경우, 두 번째는 침입자가 노드 설치 경로를 가로지르는 경우, 마지막으로 침입자가 노드 설치 경로를 따라 이동하는 중에 이탈하는 경우로 구분하여 시험하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.33-39
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• 2016

센서 기술, CMOS 기반의 반도체 장치, 네트워크 프로토콜 및 통신기술의 주요한 기술적 진보와 함께 무선 센서 네트워크의 활용 범위는 확대 및 다양화 되었으며, 여러 산업에 적용되어 유익하게 사용되고 있다. 특히 주변 환경의 현상을 모니터링하는 무선 센서 네트워크에서는 센서가 측정한 정보를 싱크로 전달하기 위해, 멀티 홉을 통한 전송 경로를 구성하거나 모바일 싱크기술을 사용하여 노드들과 통신하였다. 하지만 데이터 교환에 따른 높은 에너지 비용 및 노드들의 에너지 불균형, 데이터 전송지연으로 인한 측정데이터 값과 실제 값 간의 시간차이 등은 추가적인 연구가 필요한 부분이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 무선 센서 네트워크 모델을 제시한다. 빈번한 메시지 교환에 따른 통신비용을 줄이기 위해 무선 센서 네트워크를 구성하는 노드들의 지리적 상관성을 사용하여 주변 노들의 상황을 예측하는 상황 예측 모델을 개발했다. 또한 시스템에 치명적일 수 있는 이상징후가 발생하면 이를 신속하게 모니터링 시스템에 경고하기 위해 이상징후 파악 모델을 개발했다. 모의실험결과에 따르면, 상황 예측 모델 적용한 경우가 그렇지 않은 경우보다 오차가 작았고, 이상징후 파악 모델을 사용하여 데이터 전송 지연 속도를 줄일 수 있었다. 본 연구는 지리적 위치를 식별할 수 있는 무선 센서 네트워크 모니터링시스템의 효율적인 통신기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.280-288
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• 2019

인지 무선 기술을 활용하는 모바일 애드 혹 네트워크에서는 인지 무선 기술의 특성 (주 사용자의 등장으로 인한 채널 변경) 및 단말의 이동성으로 인한 빈번한 경로 단절이 발생하며, 이에 따라 경로 유지/복구 오버헤드가 크게 증가하고 컨트롤 메시지 혼잡에 따른 서비스 품질저하가 초래될 수 있다. 본 논문에서는 인지 무선 기술의 특성을 고려하여, 네트워크 캐싱을 활용한 경로 유지/복구 방법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 단말이 경로 단절을 인지하더라도, 즉시 경로 재설정을 위한 메시지들을 발생시키지 않고, 전달받은 패킷을 저장한 채, 1) 주사용자가 비활성화 되는 것을 기다리고 2) 다른 플로우의 메시지를 오버히어링하여 유효한 우회로를 파악함으로써, 불필요한 컨트롤 메시지 발생을 최소화한다. 이후에도 경로복구가 이루어지지 않을 경우, 지역적인 경로복구 및 지연 전달방법을 적용함으로써, 메시지 전달률을 확보하게 된다. OPNET 시뮬레이션을 통한 성능 검증에 따르면, 제안하는 방법은 혼잡한 네트워크에서 기존 연구 대비 네트워크에 경로 복구를 위해 발생하는 컨트롤 메시지를 13.8% 감소시키며, 이로 인해 실시간성 트래픽의 전달 지연시간을 45.4% 줄일 수 있음을 확인하였다. 그럼에도 비실시간성 트래픽의 전달률을 14.5% 증가시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.1-10
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• 2021

최근 해양 수중 산업의 발전으로 수중 센서 네트워크(UWASN: Underwater Acoustic Sensor Network)에 대한 관심이 증대되고 있다. 수중 센서 네트워크를 효율적으로 운용하기 위해서는 노드 간 전송 충돌을 방지하고 통신 자원을 효율적으로 공유할 수 있는 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 프로토콜을 적용하는 것이 매우 중요하다. 하지만 수중 채널은 지상 무선 통신 환경과 달리 좁은 대역폭, 긴 전파 지연 시간, 낮은 전송률 등의 특성을 가지므로 지상 환경에서 개발된 비직교 다중 접속(NOMA: Non Orthogonal Multiple Access)의 노드 페어링 기법을 그대로 적용할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 수중 채널의 특수성을 고려한 수중 음향 센서 네트워크에서의 비직교 다중 접속 다차원 노드 페어링 기법을 제안한다. 기존의 기법들은 노드 페어링 시 채널 품질만을 고려하였다. 기존 기법과 달리 제안 기법에서는 채널 품질 뿐 아니라 노드 간 공평성, 트래픽 부하, 패킷의 나이를 추가로 고려하여 최적의 노드 쌍(node-pair)을 찾는다. 추가적으로, 송신 노드는 실제 경로 손실 대신 노드 쌍 가능 노드 목록(PNL: Pairable Nodes List)을 활용함으로써 노드 페어링 시의 계산 복잡도를 줄인다. 시뮬레이션 결과에 따르면 공평성 요소까지 고려한 제안 기법이 기존 기법 대비 최대 23.8% 전송률 증가, 28% 지연 시간 감소, 공평성은 최대 5.7% 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.54-75
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• 2011

PoC(Push-to-talk Over Cellular)는 그룹 음성 및 영상 통화와 인터넷, 멀티미디어 서비스를 통합한 단말 기술이다. PoC는 부재, 긴급 상황, 배터리 방전 등과 같은 다양한 이유로 인해 PoC 세션에 참여하지 못하는 사용자에게 종래 MMS 서비스에서의 MM Box와 비슷한 기능을 가진 PoC Box를 사용하는 기능을 제공하고 있다. PoC 표준안에서는 PoC Box에서 PoC 단말로 미디어 전송 시 RTSP (Real-Time Streaming Protocol)를 사용하도록 권장하고 있다. 기존의 RTSP를 적용한 VOD 서비스의 경우는 빠른 유선 네트워크 망을 고려하여 패킷의 크기를 크게 구현하는 반면 PoC 서비스는 무선 통신 환경이기 때문에 이러한 특성을 고려한 RTSP 전송 방법이 필요하다. 무선 통신 환경에서는 패킷의 손실률이 비교적 유선 통신 환경에서보다 다소 높기 때문에 PoC 단말 측에서 미디어 재생 시 화면 끊김 현상, 영상과 음성의 비동기화 발생, 버퍼링 대기 시간 등이 발생한다. 따라서 PoC 단말 측에서의 이러한 문제점은 사용자가 미디어 콘텐츠를 재생하는데 있어 자신이 원하는 정보를 빠르게 습득하기 어렵게 만든다. 본 논문에서는 RTSP를 이용하여 사용자가 미디어 검색 시 단시간 내에 전송되는 미디어에서 효과적으로 중요한 정보를 습득하고 재생 지연 현상을 줄일 수 있는 "교차 이중 수신 버퍼링 기법", "사전 분할 다중 수신 버퍼링 기법", "On-Demand 다중 수신 버퍼링 기법"과 전송 시 미디어 데이터의 패킷화 방법인 "동일 순위 패킷화 전송 방식", "우선 순위 패킷화 전송 방식"을 제안하였고 실험을 통해 그 성능의 적정성 및 우수성을 검증하였다. 실시된 시뮬레이션 성능 평가에서 사용자의 미디어 검색 성향에 따라 제안된 다중 수신 버퍼링 및 패킷화 방식이 기존 단일 수신 버퍼링 방식과 비교하여 효율성 및 우수성 평가에서 6-9점 이상 우수한 결과를 보였다. 그 중 On-Demand 다중 수신 버퍼링 기법은 동일순위 패킷화 방법과 사용될 때 타 기법과 비교하여 3-24점 사이의 우수성을 보임으로써 사용자의 다양한 미디어 검색 성향에 대해 빠르게 대응할 수 있었다. 또한 단시간 내에 사용자가 집중적으로 미디어 검색이 이루어지는 재생 시간대에 대해 많은 미디어 데이터를 수신 받기 때문에 단말 사용자에게 빠른 정보를 제공할 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권3호
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• pp.127-143
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• 2022

최근 클라우드 컴퓨팅 환경에서 해양수치모델 실험을 수행하는 많은 연구가 활발하게 진행되고 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경은 대규모 자원이 필요한 해양수치모델을 구현하는데 매우 효과적인 수단이 될 수 있다. 정보처리 기술의 발달로 클라우드 컴퓨팅 시스템은 가상화와 원격 고속 네트워크, 직접 메모리 액세스와 같은 수치모델의 병렬처리에 필요한 다양한 기술과 환경을 제공한다. 이러한 새로운 기능은 클라우드 컴퓨팅 시스템에서 해양수치모델링 실험을 용이하게 한다. 많은 과학자들과 엔지니어들은 해양수치모델 실험에 있어서 가까운 미래에 클라우드 컴퓨팅이 주류가 될 것으로 기대하고 있다. 해양수치모델링을 위한 클라우드 컴퓨팅의 처리성능 분석은 수치모델의 수행 시간과 리소스 활용량을 최소화하는 데 도움이 될 수 있으므로 최적의 시스템을 적용하는 데 필수적이다. 특히 모델 격자 내 다양한 변수들이 다차원 배열 구조로 되어 있기 때문에 대량의 입출력을 처리하는 해양수치모델의 구조는 캐시메모리의 효과가 크며, 대량의 자료가 이동하는 통신 특성으로 인해서 네트워크의 속도가 중요하다. 최근에 주요한 컴퓨팅환경으로 자리잡고 있는 클라우드 환경이 이러한 해양수치모델을 수행하기에 적합한지 실험을 통해서 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 상용 클라우드 시스템에서 해양수치모델로 대표적인 Regional Ocean Modeling System (ROMS)와 더불어 다른 해양모델의 클라우드 환경으로 전환에도 도움이 될 수 있게 병렬처리 시스템의 성능을 측정할 수 있는 표준 벤치마킹 소프트웨어 패키지인 High Performance Linpack을 활용하여 초당 부동소수점 연산횟수 처리능력과 및 STREAM 벤치마크를 활용하여 다중 노드들로 구성된 수치모델용 클러스터의 메모리처리성능을 평가하고 비교하였다. 이러한 평가내용은 클라우드 환경에서 해양수치모델을 어떻게 수행할 것인가에 대해 중요한 정보를 제공할 수 있다. 가상화 기반 상용 클라우드에서 얻은 실제 성능 자료와 구성 설정 분석을 통해 가상화 기반 클라우드 시스템에서 해양수치모델의 다양한 격자 크기에 대한 컴퓨터 리소스의 효율성을 평가했다. 본 연구를 통해서 캐시 계층과 용량이 큰 메모리를 사용하는 HPC 클러스터가 ROMS의 성능에 매우 중요하다는 것을 발견했다. 수치모델링의 실행 시간을 줄이기 위해 코어 수를 늘리는 것은 작은 격자 보다 큰 격자 모델에서 더 효과적이다. 이러한 처리 성능 분석 결과는 클라우드 컴퓨팅 시스템에서 해양수치모델을 효율적으로 구축하는 데 중요한 자료로 이용될 것이다.