지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크의 상호연결을 위한 가상 주소 매핑 방법

김창화,Kim, Changhwa 한국시뮬레이션학회 2018 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.27 No.4

지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크는 동작 환경, 통신 매체, 전파 지연 속도, 주파수 대역폭, 통신 속도, 비트 에러율 등에서 매우 다른 통신 특성을 갖는다. 이러한 다른 특성들로 인해 이들 두 통신 네트워크는 주소체계와 최대 패킷 크기에서 차이가 생기며, 결과적으로, 이 차이는 두 통신 네트워크를 상호연결 하는데 장애가 될 수밖에 없다. 본 논문은 지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크 사이에서 서로 다른 주소체계로 인해 발생하는 상호연결 문제를 해결하기 위해 가상 주소를 이용하는 방법을 제시하고 수학적 모델링을 통해 수중 환경에서의 메시지 송수신 지연 시간에 대한 성능을 분석한다. The terrestrial communication network and the underwater acoustic communication network have very different communication characteristics each other in operational environments, communication media, propagation delay, frequency bandwidth, transmission speed, bit error rate, and so on. These different characteristics cause some different address schemes and different maximum transmission units and, as a result, these differences must form certainly obstacles to the intercommunication between a terrestrial communication network and an underwater acoustic communication network. In this paper, we presents a method to use the virtual addresses to resolve the interconnection problem caused by different address schemes between a terrestrial communication network and an underwater acoustic communication network, and, through a mathematical modeling, we analyze the performance on the message transceiving delay time in the underwater environment.

미국에서 3D 프린팅 안전 문제와 관련 법정책의 검토

김창화(Kim, Changhwa) 충북대학교 법학연구소 2017 과학기술과 법 Vol.8 No.1

3D printing has brought many benefits to our society, including the environmental advantages. In particular, 3D printing is significantly efficient in terms of the time, cost, pollution prevention, etc. For example, 3D printing technologies can be used in order to manufacture what is need when it is required. At the same time, however, 3D printing also has potential risks in various ways. Since various technologies and materials can be applied to the 3D printing, the workers or operators could be exposed to some risks in the work places. Therefore, the risks raised in the work places should be closely examined, particularly regarding the risks of safety and health. Recently, it is getting more important to discuss the safety of consumers because 3D printing will be used by them soon. If there are risks concerning 3D printing, consumers should get more information about the safety than other companies. In addition, the development of 3D printing causes various problems in torts liability area. The main issue is to decide whether the existing torts liability can be applied or it should be modified and newly introduced. In this connection, the relevant laws, such as product liability act should be examined. Further, the application of the tort liabilities to 3D printer, the product by 3D printing and the supplier of raw materials should be examined. As a result, the problems related to 3D printing raised by the manufacturers of 3D printer, file sharers in the Internet, suppliers of raw materials, hobbyists and the end users. Additionally, the problems can be caused by printer itself, the product by 3D printing and raw materials. However, the existing laws and policies have exposed the limitations to be applied now. Therefore, the main direction of the laws and policies concerning 3D printing has to be the balance among conflict interests.

웹 기반 학습을 위한 학습 시간 예측 모델

김창화(Changhwa Kim),장기영(Kiyoung Chang) 한국정보과학회 2003 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.30 No.9·10

인터넷 상의 웹기반교육은 시?공간을 초월하여 많은 학습자들에게 관련 정보와 지식을 제공하고 있다. 그러나 웹 기반교육에서는 학습자의 학습진행상태를 단지 시험을 통해서만 확인 할 수 있는 문제가 있다. 본 논문은 웹기반교육에서 학습자의 학습 과정에 문제가 있는지를 검사하고, 문제가 있는 학생들을 발견할 수 있는 웹 모니터링 기법을 소개한다. 그 기법에서 본 논문은 이전 학습 단위들에 대한 학습자의 학습시간과 형성평가점수들에 기초하여 다음에 진행할 학습 단위에 대한 학습 시간을 예측할 수 있는 학습 시간 예측 모델을 제안한다. 이 기법은 교수자에게 학습자의 학습진행상태를 제공한다. 이 방법은 만약 학습자가 예측학습시간을 초과하였을 경우에는 자동으로 경고 메시지를 보내어 학습자가 다시 학습 과정에 잘 임하도록 독려하는데 이용될 수 있다. 학습시간 예측모델을 이용한 웹 모니터링에 관한 사례 연구를 통해 측정한 결과, 학습진행상태가 원만하지 않는 학습자의 대부분은 형성평가 점수가 저조하였다. 또한, 그들은 학습진행상태가 원만하지 않는 자신의 학습 습관을 그대로 유지하고 있는 것으로 나타났다. The Web-based instruction on the internet provides lots of learners with the related information and knowledge beyond time and space. But in the Web-based instruction, there is a problem that the learning process statuses for learners can be known only through an exam. This paper introduces a web monitoring method to check whether the learner has some problems in learning process and to be able to find out the students with the problems. In the method this paper proposes a learning time prediction model for predicting the proper next study time intervals based on the learner's learning times and grades on previous learning units. This method provides the educator with the learning process statuses for learners. The learning prediction model for web-based monitoring can be used to stimulate learners to take the good learning processes by sending automatically alerting messages if their real learning times exceeds on his predicted learning time interval. The results of the estimation through case study on the web-based monitoring to use the learning time prediction model show that most of on-line learners with poor learning process statuses get poor grades.

해양 센서 네트워크 아키텍쳐 중심의 질의 최적화를 위한 데이터 병합 기법

김혜정(Haejung Kim),지경복(Kyoungbok Ji),김창화(Changhwa Kim),김상경(Sangkyung Kim),박찬정(Chanjung Park) 한국정보과학회 2007 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.34 No.2D

최근 센서 네트워크에서 에너지 효율성을 위한 다양한 연구가 진행 중이다. 특히 센서 노드의 저전력을 위해서는 센서 네트워크에서 전송되는 데이터의 횟수나 전송량을 최소한으로 줄이면서 효율적이면서 신뢰성을 가지는 질의에 대한 결과를 얻을 수 있어야 한다. 본 연구에서는 해양 센서 네트워크 상에서 데이터의 전송량을 줄일 수 있는 SDMTree(Sensing Data Management Tree)를 제안한다. 제안된 SDMTree는 질의 최적화를 위해 질의 처리기 구성 요소로 도입 가능하다. 해양 센서 네트워크에서 in-network 각 4레벨에서 하위 노드로부터 받은 데이터를 병합, 관리하기 위한 방법으로 데이터를 속성별로 구분하여 중복된 데이터를 제거하여 트리형태로 구성되기 때문에 질의에 대한 응답에 해당하는 데이터 검색시 정확하고 신속하게 처리할 수 있으며, 트리 구성 또한 중복 데이터 및 중복 영역을 배제하여 구성되므로, 상위노드가 하위 노드로부터 센싱 데이터를 수집하여 저장하기 위한 에너지와 상위 노드에서 하위 노드로 질의를 전송시 질의에 해당하는 특정 영역에만 질의를 전송할 수 있기 때문에 데이터 저장 및 통신에 소모되는 불필요한 에너지를 최대한 줄일 수 있다.

무선 센서 네트워크에서 지향성 안테나를 이용한 SRDMAC 프로토콜

김혜정 ( Haejung Kim ),김상경 ( Sangkyung Kim ),김창화 ( Changhwa Kim ),박찬정 ( Chanjung Park ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.1

기존의 무선 센서 네트워크에서는 센서 노드는 하나의 전방향성 안테나와 하나의 무선 채널을 공유하여 데이터를 전송하므로 과다한 채널 경쟁과 센서 노드간의 데이터 충돌로 데이터 재전송이 자주 발생하여 불필요한 에너지의 소비가 많고, 소스 노드와 목적지 노드의 데이터 전송시 RTS(Request To Send)와 CTS(Clear To Send) 패킷을 사용하여 전파 전송 범위 전체에 대해 채널 예약을 하므로 공간의 활용도가 낮은 편이다. 본 논문에서는 전방향성 안테나의 문제점 및 단점을 보완하기 위한 방법으로 지향성 안테나를 사용하기 위한 SRDMAC(Spatial Reuse Directional MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 센서 노드 간의 데이터 전송시 충돌을 방지하여 데이터 재전송에 소모되는 에너지와 목적지 노드가 위치한 영역 일부분에만 데이터를 전송함으로 에너지 소모량을 줄일 수 있으며, 목적지 노드가 위치한 영역을 제외한 다른 영역의 이웃 노드와의 데이터 전송이 가능하므로 공간 재사용율을 최대한 증가시킬 수 있다.

지향성 안테나 기반 Directed Diffusion

김금란 ( Geum-lan Kim ),김상경 ( Sangkyung Kim ),김창화 ( Changhwa Kim ),박찬정 ( Chanjung Park ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.1

무선 센서 네트워크 라우팅 프로토콜에서의 경로탐색에서 중복 브로드캐스트 메시지에 의한 비용이 증가되고, 많은 노드들이 동시에 통신을 시도하기 때문에 많은 충돌이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Directed Diffusion 라우팅 방법에 지향성 안테나를 도입하여 채널 이용율을 높여 통신에서의 충돌을 줄이고 네트워크 구성 및 유지 시 사용될 flooding의 범위와 노드간의 통신시 불필요한 방향으로의 통신을 최소화하여 중복되는 브로드캐스트 메시지 수를 줄일 수 있는 라우팅 방법을 제안한다.

무선센서네트워크 장애에서 센서 데이터 손실 감소를 위한 2MC기반 프레임워크

신동현,김창화,Shin, DongHyun,Kim, Changhwa 한국시뮬레이션학회 2016 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.25 No.2

무선센서네트워크는 해양환경, 군사시설 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 활용은 센서 데이터를 기반으로 이루어지기 때문에 센서 데이터는 굉장히 중요하다. 무선센서네트워크에서의 통신은 주위 환경에 매우 민감하게 영향을 받기 때문에 통신장애가 발생할 확률이 높다. 특히 수중통신의 경우 좁은 대역폭과 느린 전송 속도, 주변 환경의 잡음 등으로 인해 전파통신에 비해 통신장애는 더 빈번하게 발생한다. 통신장애가 발생하면 센서 데이터 전달과정에서 데이터가 손실될 수 있고, 이는 화재감지 시스템과 같이 실시간성이 중요한 분야에서는 큰 피해를 입을 수 있다. 이를 위해 센서 데이터의 저장 및 압축을 위한 연구를 진행하였지만 이를 위한 프레임워크가 존재하지 않아 그 실현에 어려움이 있었다. 따라서 본 논문에서는 센서 데이터의 손실 감소를 위한 프레임워크를 제안하고 성능을 분석하였다. 분석 결과, 프레임워크를 적용하지 않은 경우에는 통신장애 발생 후 t 시간이 경과함에 따라 T/t(T는 통신장애 발생 시 데이터 저장에서 메모리가 full 상태가 되는 시간)의 복구율 감소를 보인다. 게다가, T 시간 이후의 센서 데이터는 모두 복구가 불가능한 오류에 해당한다. 그러나, 제안한 프레임워크를 적용한 경우는 100%의 데이터 복구율과 2~6%의 복구 후 데이터 오차율을 보인다. Wireless sensor networks have been used in many applications such as marine environment, army installation, etc. The sensor data is very important, because all these applications depend on sensor data. The possibility of communication failures becomes high since the surrounding environment of a wireless sense network has an sensitive effect on its communications. In particular, communication failures in underwater communications occur more frequently because of a narrow bandwidth, slow transmission speed, noises from the surrounding environments and so on. In cases of communication failures, the sensor data can be lost in the sensor data delivery process and these kinds of sensor data losses can make critical huge physical damages on human or environments in applications such as fire surveillance systems. For this reason, although a few of studies for storing and compressing sensor data have been proposed, there are lots of difficulties in actual realization of the studies due to none-existence of the framework using network communications. In this paper, we propose a framework for reducing loss of the sensor data and analyze its performance. The our analyzed results in non-framework application show a decreasing data recovery rate, T/t, as t time passes after a network failure, where T is a time period to fill the storage with sensor data after the network failure. Moreover, all the sensor data generated after a network failure are the errors impossible to recover. But, on the other hand, the analyzed results in framework application show 100% data recovery rate with 2~6% data error rate after data recovery.

사물 서브 망과 모바일 인터넷을 연계하는 무선 게이트웨이 타입들의 상태천이모델 기반 설계와 성능 평가

성철제,김창화,Seong, Cheol-Je,Kim, Changhwa 한국시뮬레이션학회 2016 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.25 No.3

본 논문은 사물 무선 서브 망을 모바일 망과 인터넷을 차례로 연계하는 무선 게이트웨이 처리 방식을 중심으로 데이터 유실이 있는 전송 방법과 데이터 무손실 전송 방법으로 구분하여 각 방법에 대한 일반적 전송 방식들을 두 가지 씩 4가지 타입을 제안하고, 각 타입의 일반적 처리 절차를 상태천이모델(Sate Transition Model)을 이용하여 설계한다. 도출된 각 상태천이도를 기반으로 각 타입들의 기능들을 실제로 구현하고 테스트함으로써 이들 방식들의 성능을 평가한다. 평가 결과로서, 다른 타입들과 비교해 볼 때, 여러 대기 상태들에서 데이터 혹은 응답 수신을 위해 저전력 Sleep모드-인터럽트와 폴링을 조합한 타입이 폴링만 사용하거나 Sleep모드-인터럽트만을 사용하는 방법보다 데이터 전송 실시간성, 데이터 유실도, 에너지 소모 등에서 가장 좋은 성능을 보인다. This paper proposes four general wireless gateway types, which are distinguished by their own processing ways to connect between a wireless sub-network of things and the mobile internet that links mobile network to internet step by step. In this paper, we also design general processing procedures of these four types using the state transition model. Gateways of each types were developed on the basis of the resulted state transition models and their performances were evaluated through several tests, analyzed, and compared each other. As the results of our evaluation, compared with the other types, the type, which combines both of a low-power Sleep-interrupt way and polling ways for receiving data or responses in all the waiting states of a gateway, shows the best performance in all of data transmission real-timeliness, data loss and energy consumption.

신호 패턴 분류를 위한 ADSTM 기법

김아람 ( Aram Kim ),이승재 ( Seungjae Lee ),김창화 ( Changhwa Kim ) 한국정보처리학회 2006 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.13 No.1

일반적으로 센서 어레이는 많은 채널의 센서를 가지고 있으므로 분석해야 할 데이터의 양이 많다. 따라서 다변량(多變量) 분석 방법을 이용하는데, 크게 통계적 방법과 신경망 방법을 분석하고자 하는 데이터의 특성이나 분석에 필요한 환경 조건에 맞는 분석 방법을 선택하여 이용한다. 센서 어레이의 신호 패턴을 분석하기 위해 본 연구에서는 상태 천이 모델을 이용하여 측정된 가스의 특성을 반영할 수 있는 통계적 방법에 대해 연구하였다. 센서 어레이 신호 데이터를 패턴 모양의 특성을 나타낼 수 있는 상태 천이 모델로 변환하여 가스 종류 식별이 보다 정확하게 이루어 질 수 있도록 모델을 설계 하는데 중점을 두고, 모델링 요소인 ‘상태'는 일정한 시간 간격으로 샘플링 하였을 때의 신호값으로,’천 이 관계는 각 천이 벡터의 각으로 각각 정의하여 각도변이 기반 상태천이 모델링을 고안하였다.

지상 통신 네트워크와 수중 음파통신 네트워크의 연동에서 비동기 방식을 이용한 상이한 최대 패킷 크기 문제 해결 방법

김판준(PanJun Kim),신동현(DongHyun Shin),김창화(Changhwa Kim) 한국정보기술학회 2017 Proceedings of KIIT Conference Vol.2017 No.12