스마트폰을 이용한 유비쿼터스 영상 시스템

권영문(Yeungmoon Kwon),안병철(Byoungchul Ahn) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.6

ZigBee 센서와 스마트폰을 이용해 집안의 상태를 파악하고, 가전제품을 원격 제어하는 유비쿼터스 비디오 시스템 구현이 가능하다. 비디오 데이터는 ZigBee 센서의 다른 데이터보다 데이터양이 상당히 많으므로 패킷 손실과 네트워크 부하를 감소시키는 전송방법이 필요하다. 모의실험 결과, 센서 노드가 비디오 데이터를 베이스 노드에 직접 전송을 하지 못할 경우, 비디오 데이터를 영상 프레임기반으로 전송하는 것이 패킷기반으로 전송하는 것 보다 효율적이다. 패킷의 크기에 따라 데이터 전송률은 전체 네트워크 대역폭의 44%∼96%정도가 적절한 것으로 나타났다. BER=0일 경우 패킷 크기가 클수록 뛰어난 성능을 나타내며, BER=1.0×10?⁴일 경우 패킷 크기가 커질수록 성능이 하락하는 것으로 나타났다. 모의실험 결과를 바탕으로 유비쿼터스 비디오 시스템을 설계하고 성능을 확인하였다. It is possible to implement a ubiquitous video system to monitor homes and control electronic devices remotely using ZigBee sensors and smart phones. Since video data are very large compared with other data of sensors, video data must be transferred by an efficient transmission method to reduce data loss and network loads. When sensor nodes can not transfer video data to the base node directly, simulation results show that video frame based transfer is more efficient than packet based transfer. Depending on packet sizes, data rate is reasonable about 44%∼96% of the total network bandwidth. At BER=0 larger packet sizes show better network performance. At BER=1.0×10?⁴, the network performances are decreased as packet sizes are increased. A ubiquitous video system has been designed and verified its performance using simulation results.

무선 센서네트워크상의 펌웨어 업그레이드 모델

권영문(Yeungmoon Kwon),안병철(Byoungchul Ahn) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.38 No.4

고밀도 반도체 기술로 무선 센서 노드들은 다양한 센서나 기능을 가지며, 복잡한 제어프로그램으로 작동이 된다. 저전력으로 동작하는 센서노드는 전지 수명이 다 할 때까지 환경 변화나 제어프로그램의 버그 등으로 기능을 추가하거나 수정하여 재 프로그래밍 해야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 원격으로 센서노드 펌웨어를 업그레이드하기 위한 모델을 제시하고 모의실험을 통해 모델의 결과를 확인한다. 모의실험 결과는 센서노드의 배치 밀도와 펌웨어 데이터의 재전송 노드를 선택하는 방법에 따라 업그레이드 성능이 달라짐을 보여준다. 무선 전송시 비트 오류가 발생하지 않거나 아주 작은 환경에서는 데이터 패킷의 크기가 커질수록 업그레이드 성능이 증가한다. 그러나 패킷 크기가 160바이트를 넘으면 성능향상이 나타나지 않는다. 무선 전송 오류가 발생할 경우, 비트 오류율(BER: Bit Error Rate)이 3.0×10-4 보다 커지면 데이터 패킷 크기가 커질수록 전체 업그레이드 성능이 낮아진다. With the high density semiconductor technology wireless sensor nodes have several sensors or functions, and are operated by the complex control programs. These sensor nodes operated by low power, need to be reprogramming to change their functions or add additional functions because of environmental changes or control program bugs until their batteries last. This paper presents a firmware upgrade model for wireless sensor nodes remotely and verifies its results by simulations. The simulation results show that upgrade performances are changed by the density of sensor nodes and by selection methods to retransmit the upgrade data to other nodes. Under no bit errors(BER), the upgrade performances are increased as the packet sizes are increased. But there is no performance improvement, when the packet sizes are 160Bytes or more. When BER is higher than 3.0×10-4, the upgrade performances are decreased as packet sizes are increased.

중요도에 따른 분산 로그분석 스케줄링

백봉현 ( Bonghyun Back ),안병철 ( Byoungchul Ahn ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1

이기종(異機種) 시스템환경에서 발생하는 수많은 로그 데이터는 중요도에 따라 실시간 로그 분석이 필요하고 대용량의 로그 데이터의 경우 특정 시간내에 로그 분석 처리를 종료해야만 한다. 보안에 관련된 로그 정보의 경우 실시간 분석과 빠른 통계 처리를 요구할 것이며, 대용량의 비실시간성로그 분석의 경우 로그 분석 및 통계처리를 주어진 특정 시간 내에 하여야 한다. 본 논문에서는 로그 데이터의 중요도에 따른 실시간 로그 분석 처리와 비실시간 대용량 통계 로그의 로그 분석 처리마감 시간을 충족하는 로그 분석 스케줄링 정책을 제안한다.

대형 센서네트워크에서 멀티홉 전송을 이용한 데이터 수집 프로토콜

박장수(Jangsu Park),안병철(Byoungchul Ahn) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.37 No.1

이 논문은 대규모 무선 센서 네트워크의 전체 운영 시간을 늘이기 위해 모바일 싱크를 이용한 효율적인 데이터 수집 방법을 제안한다. 클러스터링을 통해 센서 네트워크를 나눈 다음 모바일 싱크가 각 클러스터를 방문하여 데이터를 수집한다. 모바일 싱크와 클러스터 헤드 사이의 메시지 전달을 통해 에너지 소비 효율은 높이며 모바일 싱크의 단점인 데이터 수집 시간을 최소화할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 네트워크 확장성을 위해 센서 네트워크 구조는 클러스터내에서 싱글 홉 전송보다는 멀티홉 전송을 지원해야 한다. 멀티홉 전송시 발생하는 중간 노드의 과도한 에너지 소비를 개선하기 위해 주행 경로와 연계된 데이터 병합 과정을 제안한다. 실험결과는 제안 모델이 기존 방법들보다 에너지 소비 및 데이터 수집 시간 측면에서 효율적임을 보여준다. This paper proposes a data gathering method by adapting the mobile sink to prolong the whole operation time of large WSNs. After partitioning a network into several clusters, a mobile sink visits each cluster and collects data from it. An efficient protocol improves the energy efficiency by delivering messages from the mobile sink to the cluster head as well as reduces the data gathering delay, which is the disadvantage of the mobile sink. For the scalability of sensor network, the network architecture should support the multihop transmission in the cluster rather than the single hop tansmission. The process for the data aggregation linked to the travelling path is proposed to improve the energy consumption of intermediate nodes. The experiment results show that the proposed model is more efficient than legacy methods in the energy consumption and the data gathering time.

중계 프로토콜을 위한 TDMA 기저대역 중계모뎀의 최적 설계

배용욱(Yongwook Bae),안병철(Byoungchul Ahn) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.6

본 논문은 무선 개인영역네트워크 환경에서 중계 프로토콜 기능을 가진 시분할다중접속방식(TDMA)의 적응형 기저대역 중계모뎀을 설계한 내용을 기술한다. 설계한 기저대역 중계모뎀은 마스터 동기 신호에 의해 제어되며 최대 14홉의 중계 네트워크를 구성할 수 있다. 효과적인 데이터 중계 통신을 위해 단일포트 메모리에서 우선권을 사용하여 내부 버퍼 설계를 최적화하였다. 그리고 메모리 버스 제어기는 합성된 게이터 수를 최소화시킬 수 방법으로 설계하였다. 협대역 TDMA 중계 통신의 동기 기능을 구현하기 위하여 네트워크 슬롯 동기회로와 프레임 동기회로를 분리하여 게이트수를 줄였다. 이 방법을 사용하여 9만 게이트의 Xilinx FPGA XC6SLX9에서 약 37%(34,000게이트)를 사용하였다. 32비트 싱크워드를 사용한 1024비트 프레임의 통신 수신율은 약 96.4%이다. 설계된 기저대역 중계모뎀을 사용하여 14홉의 중계에서 측정한 최대전송지연시간은 230.4ms이다. This paper describes a design of an adaptive baseband modem based on TDMA(time division multiple access) with a relay protocol function for wireless personal area networks. The designed baseband modem is controlled by a master synchronization signal and can be configured a relay network up to 14 hops. For efficient data relay communications, the internal buffer design is optimized by implementing a priority memory bus controller to a single port memory. And the priority memory bus controller is also designed to minimize the number of synthesized logic gates. To implement the synchronization function of the narrowband TDMA relay communication, the number of gates has been reduced by dividing the frame synchronization circuits and the network slot synchronization circuits. By using these methods, the number of gates are used about 37%(34,000 gates) on Xilinx FPGA XC6SLX9 which has 90,000 gates. For the 1024-bit frame size with a 32-bit synchronization word, the communication reception rate is 96.4%. The measured maximum transmission delay of the designed baseband modem is 230.4 msec for the 14-hop relay communication.

클러스터링을 통한 모바일 싱크 데이터 수집

박장수(Jangsu Park),안병철(Byoungchul Ahn) 大韓電子工學會 2009 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.46 No.5

무선 센서 네트워크에서 고정된 싱크 노드가 데이터를 수집하므로 싱크 노드와 주변 노드의 에너지는 다른 노드에 비해 상당히 많이 소모된다. 보다 큰 센서 네트워크에서 에너지 불균형은 급격하게 전체 센서 네트워크의 동작을 멈추게 한다. 이 논문은 대규모 무선 센서 네트워크의 수명을 늘이기 위해 모바일 싱크를 이용한 효율적인 데이터 수집 방법을 제안한다. 클러스터링을 통해 네트워크를 나누고 모바일 싱크가 각 클러스터를 방문하여 데이터를 수집한다. 모바일 싱크와 클러스터 헤드 사이의 메시지 전달을 통해 에너지 소비 효율은 높이며 모바일 싱크의 단점인 데이터 수집 시간을 최소화할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 또한 에너지 소비 및 데이터 수집 시간 측면에서 알고리즘을 분석하고 시뮬레이션을 통해 분석의 타당성을 증명한다. A sink node and its neighbor nodes spend more energy than other nodes since a stationary sink node collects data from wireless sensor networks(WSNs). For larger WSNs, the unbalanced energy of nodes causes the operation of WSNs to stop rapidly. This paper proposes a data gathering method by adapting the mobile sink to prolong the life time of large WSNs. After partitioning a network into several clusters, a mobile sink visits each cluster and collects data from it. An efficient algorithm is proposed to improve the energy efficiency by delivering the message from the mobile sink to the cluster head as well as to reduce the data gathering delay, which is the disadvantage of the mobile sink. Also, The algorithm is analyzed for the energy consumption and the data gathering delay. The validity of the ananlysis result is confirmed by the simulation.

VOD STB을 가진 MPEG 편집 시스템 설계

이민섭(Minsub Lee),안병철(Byoungchul Ahn) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1B

본 논문에서는 VOD STB을 가진 MPEG 편집 시스템 설계에 대해 기술한다. 압축률이 우수한 MPEG 데이터를 압축 영역에서 다양한 편집기능을 제공하여 편집함으로서 화질 열화 및 계산 속도를 향상시킬 수 있고, VOD STB을 가짐으로써 재생기에게 VCR과 같은 서비스를 제공해 주고, 편리하고 직관적인 편집 GUI를 제공해줌으로서 사용자에게 편집하기 쉬운 인터페이스를 제공한다. 편집 기능으로는 CUT, COPY, PASTE, CONNECT, SPLIT, UNDO등이 있다. 그리고, 편집후의 영상을 미리보는 PREVIEW기능을 제공한다. 본 논문에서 구성한 비디오 편집 시스템은 PC에서 영상의 편집과 제작을 할 수 있다.

단일디스크 고장시 RAID5 성능을 위한 하이브리드 블럭 기법

전상훈(Sanghoon Jeon),안병철(Byoungchul Ahn) 한국정보과학회 1997 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2Ⅳ

주문형 멀티미디어 시스템 등 사용자 요구에 실시간 응답을 하여야하는 저장시스템 구조에 있어, 단일디스크 고장시 즉각적인 데이타 복구는 상당히 중요하다. 본 논문에서는 기존의 RAID5구조에 있어 단일디스크 고장시 새로운 디스크가 교체되기 전까지 유발되는 급격한 성능저하를 하이브리드 블럭 기법을 이용하여 개선하고자 한다. 이 기법은 기존의 연구에서 제시된 예비 디스크 기법에 비해 추가의 디스크를 필요로 하지않는 저가형 시스템에 적합하다. 제안된 기법과 기존의 RAID5구조는 시뮬레이션을 통하여 여러 모드에서 성능이 측정되었다. 측정 결과 제안된 기법은 실패모드에서는 20%, 재구성모드에서는 80% 이상의 성능 개선을 보인다.

음성 데이터 전송을 위한 멀티 홉 프로토콜 설계

박정연(JungYeon Park),황상호(Sangho Hwang),안병철(Byoungchul Ahn) 한국정보과학회 2013 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.19 No.4

최근 WiFi 네트워크의 보급으로 무선통신에 대한 많은 연구를 하고 있다. WiFi 네트워크 뿐만 아니라 Bluetooth 연결도 개인영역네트워크(Pesonal Area Network)로 많이 보급하고 있다. 그러나 개인용 무선통비 장비인 개인 무전기(walkietalkie)의 발전은 아직도 아날로그 기술을 사용하고 있다. 복잡한 사회구조로 인해 1 : 1이나 1 : N통신 보단 M : N 통신이 요구되고 있다. 본 논문은 ad hoc을 이용하여 M : N 통신기능을 가지며 릴레이 기능을 가지는 프로토콜을 제안한다. 이와 유사한 것으로 블루투스를 이용한 스캐터넷(scatternet)이 있는데 제품회사에서 기능소개만 되고 실제로 구현하고 실험을 할 수 있는 제품을 찾을 수 없다. 이 논문은 음성 데이터를 전송하기 위해 multihop방식으로 M : N 통신이 가능한 프로토콜 제안한다. Recently there have been a lot of researches for wireless communications since WiFi networks are used everywhere. Not only WiFi networks but also Bluetooth connections are used as personal area networks. However a walkie-talkie, which is personal wireless voice communication devices, uses the analog technology. Due to complex and various social activities, an M:N communication method is required than 1:1 or 1:N communication method. This paper presents a protocol which has a relay function and M : N communication methods using ad hoc. Similar to this proposed method, there has been a scatternet of Bluetooth. There are a few papers which introduce and describe the scatternet but there is no available or commercial product implemented the scatternet function. This paper suggests a protocol which provides M : N communications with multi-hop method to transfer voice data.

SNS상의 비정형 빅데이터로부터 감성정보 추출 기법

백봉현(Bong-Hyun Back),하일규(Ilkyu Ha),안병철(ByoungChul Ahn) 한국멀티미디어학회 2014 멀티미디어학회논문지 Vol.17 No.6