빈발도와 가중치를 적용한 엣지 디바이스의 최적 이동패턴 추출

이연식,장민석,Lee, YonSik,Jang, MinSeok 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회논문지 Vol.26 No.5

In the cloud computing environment, there has been a lot of research into the Fog/Edge Computing (FEC) paradigm for securing user proximity of application services and computation offloading to alleviate service delay difficulties. The method of predicting dynamic location change patterns of edge devices (moving objects) requesting application services is critical in this FEC environment for efficient computing resource distribution and deployment. This paper proposes an optimal moving pattern extraction algorithm in which variable weights (distance, time, congestion) are applied to selected paths in addition to a support factor threshold for frequency patterns (moving objects) of edge devices. The proposed algorithm is compared to the OPE_freq [8] algorithm, which just applies frequency, as well as the A^* and Dijkstra algorithms, and it can be shown that the execution time and number of nodes accessed are reduced, and a more accurate path is extracted through experiments.

센서네트워크상에서 능동규칙 이동에이전트의 역 방향 이주

이연식,Lee, Yonsik 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.2

센서네트워크의 능동성과 자율성을 위한 이동에이전트의 효율적 이주 방법과 일관된 네이밍 서비스는 센서네트워크 미들웨어의 주요 요소이다. 따라서 본 논문에서는 센서네트워크 구성 성분들에 대한 다양한 정보를 새로운 메타테이블에 저장하여 RMI 기반의 네이밍 기법을 통하여 능동규칙 이동에이전트의 역 방향 이주와 탑재한 능동규칙 실행을 실험한다. 본 연구는 기존 정 방향 이주[12]의 확장을 기반으로 이루어지며, 실험 결과는 센서네트워크 환경에서의 이동에이전트 미들웨어의 유효성과 효율적인 센서네트워크 응용환경 구축 가능성을 제시하며, 이는 센서네트워크 응용 개발에 있어서 동적인 환경 변화에 대한 적응성을 향상시킬 수 있다. For the activeness and autonomy of a sensor network, the efficient migration method of a mobile agent and the consistent naming services are the required components of a sensor network. Accordingly, this paper presented the implementation of backward migration of an active rule mobile agent applying the naming method based on RMI that used the meta_table including the informations about the components of a sensor network. This study implemented based on the extension of the forward migration[12], and the results of the various experiments present the efficacy of mobile agent middleware system and the possibility of constructing efficient sensor network application environment. And, the results of this study are able to enhance the adaptability on dynamic changes of environment in sensor network application development.

전류적산법 및 확장칼만필터를 적용한 배터리 SOC 추정 오차 최소화 알고리즘

이연식(YonSik Lee),백재석(JaeSeok Baik),이옥재(OkJae Lee) 한국정보통신학회 2023 한국정보통신학회논문지 Vol.27 No.12

센서 데이터 획득을 위한 이동 에이전트 설계

이연식 ( Yonsik Lee ),이정수 ( Jeongsu Lee ) 한국정보처리학회 2010 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.17 No.1

센서 네트워크 환경에서 센서 노드들은 무선 통신 능력을 이용하여 접근하기 어려운 시공간적 환경에서 센싱 데이터를 송수신하며 각종 데이터를 수집, 분석, 감시 및 처리를 용이하게 한다. 이러한 센서 노드들은 동적으로 변화하는 환경에 대한 적응력이 떨어지고, 센서 데이터의 과잉 및 중복 송수신으로 인한 전력이나 네트워크 대역폭 관련 등의 문제점을 가진다. 이에 본 논문에서는 센서 노드를 이주하며 중복 데이터를 제거하고, 사용자나 어플리케이션의 요구에 적합한 데이터만을 수집 및 전송하여 데이터의 과잉 송수신으로 인한 전력낭비와 네트워크 부하를 줄일 수 있는 이동 에이전트를 설계한다. 또한 기존 멀티 에이전트 시스템과의 연계를 통한 이동 에이전트의 이주 알고리즘을 제시하고, 실제 이동 에이전트의 통신 수행과정을 보임으로써 설계 방법의 유효성을 보인다.

시퀀스 빈발도와 가중치를 이용한 최적 이동 패턴 탐사

이연식 ( Yonsik Lee ),박성숙 ( Sungsook Park ) 한국인터넷정보학회 2009 인터넷정보학회논문지 Vol.10 No.5

사용자들의 특성에 맞게 개인화되고 세분화된 위치 기반 서비스를 개발하기 위한 목적으로 시공간 상에서 발생하는 이동객체의 다양한 패턴들 중 의미있는 유용한 패턴을 추출하기 위한 시공간 패턴 탐사가 필요하다. 이에 본 논문에서는 방대한 이동 객체의 이력 데이터로부터 패턴 탐사를 통해 실세계에 적용 가능한 위치 기반 서비스의 개발에 대한 응용으로, STOMP(F)[25]에서 정의한 최적의 이동 패턴을 탐사하는 문제들을 기반으로 시간 및 공간 제약을 갖는 패턴을 추출하기 위한 새로운 탐사 기법인 STOMP(FW)를 제안한다. 제안된 기법은 패턴 빈발도 만을 이용한 기존 연구(STOMP(F)[25])에 가중치(거리, 시간, 비용 등)를 복합적으로 이용하는 패턴탐사 방법으로, 특정한 지점들 사이를 이동한 객체의 이동 패턴들 중 패턴 빈발도가 특정 임계치 이상이고 가중치가 가장 적게 소요되는 이동 패턴을 최적 경로로 결정하는 방법이다. 제안된 방법의 패턴 탐사는 경험적인 이동 이력을 사용함으로써 기존의 최적 경로 탐색 기법들(A*, Dijkstra 알고리즘)이나 빈발도 만을 이용한 방법들 보다 접근하는 노드 수가 상대적으로 적어보다 빠르고 정확하게 최적 패턴을 탐색할 수 있음을 보인다. For developing the location based service which is individualized and specialized according to the characteristic of the users, the spatio-temporal pattern mining for extracting the meaningful and useful patterns among the various patterns of the mobile object on the spatio-temporal area is needed. Thus, in this paper, as the practical application toward the development of the location based service in which it is able to apply to the real life through the pattern mining from the huge historical data of mobile object, we are proposed STOMP(using Frequency of sequence and Weight) that is the new mining method for extracting the patterns with spatial and temporal constraint based on the problems of mining the optimal moving pattern which are defined in STOMP(F)[25]. Proposed method is the pattern mining method compositively using weighted value(weights) (a distance, the time, a cost, and etc) for our previous research(STOMP(F)[25]) that it uses only the pattern frequent occurrence. As to, it is the method determining the moving pattern in which the pattern frequent occurrence is above special threshold and the weight is most a little bit required among moving patterns of the object as the optimal path. And also, it can search the optimal path more accurate and faster than existing methods(A*, Dijkstra algorithm) or with only using pattern frequent occurrence due to less accesses to nodes by using the heuristic moving history.

네이밍에이전트(NA)의 기능 설계 및 구현

이연식(Yonsik Lee),장민석(Minseok Jang),김동건(Donggeun Kim),김영운(Youngwoon Kim) 한국정보과학회 2014 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.12

계산 오프로딩을 위한 이동에이전트 적용 및 경량화

이연식(YonSik Lee),정동원(Dongwon Jeong),장민석(MinSeok Jang) 한국정보통신학회 2023 한국정보통신학회논문지 Vol.27 No.7

FEC (Fog/Edge Computing) 환경에서 지연시간 감소 및 사용자 근접성을 위한 계산 오프로딩 기술은 코드/데이터를 모바일 기기 (MD)로부터 에지 서버 (ES)로 전송하고 실행 결과를 수신하는 과정이 필수적으로 필요하다. 이때 효율적인 코드/데이터의 송수신을 위하여 이동성 객체인 이동에이전트를 이용할 수 있다. 그러나 이동에이전트는 이주 시 작업처리 명령과 작업실행 결과를 포함한 채로 이주하므로, 크기 증가에 따른 네트워크 부하로 인하여 시간 지연 및 신뢰성 훼손 문제를 유발할 수 있다. 본 논문에서는 계산 오프로딩을 위한 이동에이전트 이주 알고리즘과 이동 에이전트 경량화 방법을 구현하여 이동에이전트 시스템의 적용성과 신뢰성 확보 방법을 제안한다. 또한 FEC 환경에서 코드/데이터를 탑재한 이동에이전트의 이주 및 탑재 모듈 실행 실험과 이동에이전트의 크기에 따른 이주시간의 비교 분석 실험 결과를 기반으로 제안 방법의 정당성을 증명한다. Computation offloading technology in an FEC (Fog/Edge Computing) environment requires the process of transmitting code/data and execution results from a mobile device (MD) to an edge server (ES). In this case, a mobile agent may be used for efficient transmission of code/data. However, the mobile agent migrates with task processing commands and execution results at the time of migration, which can cause time delays and reliability degradation problems due to increased size. This paper proposes a method of securing the applicability and reliability of the mobile agent system by implementing migration algorithm and a method of reducing the weight of the mobile agent for computation offloading. In addition, we demonstrate the legitimacy of the proposed method based on the results of the migration and mounting module execution experiment of the mobile agent equipped with code/data in the FEC environment and the comparative analysis experiment of the migration time according to the size of the mobile agent.

STMP/MST와 기존의 시공간 이동 패턴 탐사 기법들과의 성능 비교

이연식 ( Yonsik Lee ),김은아 ( Euna Kim ) 한국인터넷정보학회 2009 인터넷정보학회논문지 Vol.10 No.5

시공간 이동 패턴 탐사는 특성상 방대한 시공간 데이터의 분석 및 처리 방법에 따라 패턴 탐사의 성능이 좌우된다. 기존의 시공간 패턴 탐사 기법들[1-10]이 가진 패턴 탐사 수행 시간이나 패턴 탐사 시 사용되는 메모리양이 증가하는 문제를 해결하기 위해 일부 기법에서 몇 가지 방법을 제시하였으나 아직 미비한 실정하다. 이에 선행 연구로 방대한 시공간 이동 데이터 집합으로부터 순차적이고 주기적인 빈발 이동 패턴을 효과적으로 추출하기 위한 STMP/MST 탐사 기법[11]을 제안하였다. 제안된 기법은 해시 트리 기반의 이동 시퀀스 트리를 생성하여 빈발 이동 패턴을 탐사함으로써 탐사 수행 시간을 최소화하고, 상세 수준의 이력 데이터들을 실세계의 의미있는 시간 및 공간영역으로 일반화하여 탐사 시 소요되는 메모리양을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 STMP/MST 탐사 기법의 효율성을 검증하기 위해서 탐사 대상 데이터양과 최소지지도를 기준으로 기존의 시공간 패턴 탐사 기법들과 탐사 수행 성능을 비교하고 분석한다. The performance of spatio-temporal moving pattern mining depends on how to analyze and process the huge set of spatio-temporal data due to the nature of it. The several method was presented in order to solve the problems in which existing spatio-temporal moving pattern mining methods[1-10] have, such as increasing execution time and required memory size during the pattern mining, but they did not solve properly yet. Thus, we proposed the STMP/MST method[11] as a preceding research in order to extract effectively sequential and/or periodical frequent occurrence moving patterns from the huge set of spatio-temporal moving data. The proposed method reduces patterns mining execution time, using the moving sequence tree based on hash tree. And also, to minimize the required memory space, it generalizes detailed historical data including spatio-temporal attributes into the real world scopes of space and time by using spatio-temporal concept hierarchy. In this paper, in order to verify the effectiveness of the STMP/MST method, we compared and analyzed performance with existing spatio-temporal moving pattern mining methods based on the quantity of mining data and minimum support factor.

A Secure Energy-Efficient Routing Scheme Using Distributed Clustering in Wireless Sensor Networks

천은홍,이연식,Cheon, EunHong,Lee, YonSik Korea convergence Security Association 2016 융합보안 논문지 Vol.16 No.5

The wireless sensor networks have become an economically viable monitoring solution for a wide variety of civilian and military applications. The main challenge in wireless sensor networks is the secure transmission of information through the network, which ensures that the network is secure, energy-efficient and able to identify and prevent intrusions in a hostile or unattended environment. In that correspondence, this paper proposes a distributed clustering process that integrates the necessary measures for secure wireless sensors to ensure integrity, authenticity and confidentiality of the aggregated data. We use the notion of pre-distribution of symmetric and asymmetric keys for a secured key management scheme, and then describe the detailed scheme which each sensor node within its cluster makes use of the pre-distribution of cryptographic parameters before deployment. Finally, we present simulation results for the proposed scheme in wireless sensor network. 무선 센서 네트워크은 폭넓은 다양한 응용에서 경제적으로 성공할 수 있는 모니터링 솔루션이다. 그러나 악의적이거나 감시하는 사람이 없는 환경에서 침입을 인식하고 방지하며 안전하고 에너지 효율적인 것을 보장하는 네트워크를 통한 정보의 안전한 전송은 주된 도전이다. 이에 따라, 이 논문은 집적된 데이터의 무결성, 인증성과 비밀성을 보장하기 위하여 안전한 무선 센서 네트워크에 필수적인 보호를 포함하는 분산 클러스터링 프로세스를 제안한다. 안전한 키 관리 스킴을 위하여 대칭형과 비대칭형 키의 전단계 분산의 개념을 사용하고, 클러스터 내에 있는 각 센서 노드가 배치되기 전에 암호화를 위한 전단계 분산 매개변수를 사용하는 센서 네트워크 토폴로지에 기초한 계층적 클러스터에 대한 상세한 스킴에 대하여 기술한다. 마지막으로 무선 센서 네트워크에서 제안된 스킴의 성능 시험 결과를 보인다.

이동 에이전트 미들웨어를 이용한 중복 센서 데이터 제거

이정수 ( Jeongsu Lee ),이연식 ( Yonsik Lee ) 한국인터넷정보학회 2011 인터넷정보학회논문지 Vol.12 No.3

센서 네트워크 시스템의 센서 노드들은 싱크 노드와 무선으로 송수신하며 사람이 일일이 접근하기 힘든 방대한 지역의 센서 데이터를 획득 및 전송한다. 하지만 센서 노드들의 중복 센서 데이터의 비효율적인 반복 전송은 전체 시스템의 수명을 짧게 하고, 이때 발생하는 많은 양의 데이터들은 사용할 때 다시 선별해야 하는 번거로움이 있다. 본 논문에서는 네이밍 에이전트의 네임 스페이스의 메타 테이블로부터 제공되는 이주 대상 노드들을 차례로 방문하여, 사용자 조건에 따라 중복 센서 데이터를 제거하고, 용도 및 필요에 따라 센서 데이터를 수집 및 전송함으로써 센서 데이터의 과잉 송수신을 막고 전체 시스템의 수명을 늘릴 수 있는 이동 에이전트 미들웨어를 설계 및 구현한다. 또한, 실제 환경에서 발생할 수 있는 상황을 고려한 조건 및 제한들을 적용한 이동 에이전트를 이용한 실험을 통하여 중복 센서 데이터의 제거 및 데이터 수집의 효율성을 보이고, 향후 제안된 이동 에이전트 미들웨어에 능동 규칙을 탑재하거나 능동 규칙 시스템과의 연계를 통하여 다양한 능동적 센서 네트워크 응용에의 적용 가능성을 보인다. The sensor nodes of sensor network system are capable of wireless communication with sink nodes. They also acquire and transmit sensor data in broad region where people cannot access easily. However, the transmission of redundant data from sensor nodes reduces the lifetime of the entire system and substantial amount of resulted data needs to be resorted before implementing them to the specific applications. In this paper, the mobile agent middleware to eliminate the redundant sensor data is designed and implemented. In the proposed system, the mobile agent visits the destination sensor nodes according to the migration list offered by the meta table in the name space of the naming agent, eliminates the redundant sensor data corresponding to user condition, and acquires and transmits sensor data according to the purpose and needs. Thus, the excess transmission of the sensor data is avoided and the lifetime of the entire system can be extended. Moreover, the experiments using the mobile agent middleware with the conditions and limitations that are possible in real situation are done to verify the successful elimination of the redundant sensor data and the efficiency of the data acquisition. Also, we show the potential applicability of the mobile agent middleware in various active sensor networks through the active rule based mobile agent middleware or the interaction with the active rule system.