모바일 스마트 장치 배터리의 잔여 시간 예측 향상을 위한 데이터 전처리 프레임워크

탁성우,Tak, Sungwoo 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.4

모바일 스마트 장치 배터리의 잔여 시간을 예측하기 위해 범용 통계적 회귀 기법을 적용한 경우, 배터리 잔량별 배터리 사용 시간의 편차가 커질수록 범용 통계적 회귀 기법의 예측 정확도가 낮아진다. 따라서 범용 통계적 회귀 기법의 예측 정확도를 향상시키기 위해서는 배터리 잔량별 배터리 사용 시간의 편차가 큰 원 측정 데이터를 가공 처리하여 정제된 데이터로 변환시키는 작업이 필요하다. 이에 본 논문에서는 원 측정 데이터를 정제된 데이터로 가공 처리하는 데이터 전처리 프레임워크를 제안하였다. 제안한 프레임워크를 통해 가공 처리하여 정제된 데이터를 범용 통계적 회귀 기법에 적용한 결과, 범용 통계적 회귀 기법의 예측 정확도가 향상됨을 확인하였다. When general statistical regression methods are applied to predict the battery remaining time of a mobile smart device, they yielded the poor accuracy of estimating battery remaining time as the deviations of battery usage time per battery level became larger. In order to improve the estimation accuracy of general statistical regression methods, a preprocessing task is required to refine the measured raw data with large deviations of battery usage time per battery level. In this paper, we propose a data preprocessing framework that preprocesses raw measured battery consumption data and converts them into refined battery consumption data. The numerical results obtained by experimenting the proposed data preprocessing framework confirmed that it yielded good performance in terms of accuracy of estimating battery remaining time under general statistical regression methods for given refined battery consumption data.

안드로이드 CPU 거버너의 전력 소비 및 실시간 성능 평가

탁성우,Tak, Sungwoo 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.12

안드로이드 CPU 거버너는 CPU 주파수를 낮추어 CPU 공급 전압을 감소시키는 DVFS (Dynamic Voltage Frequency Scaling) 기반 전력 관리 기법을 사용한다. 그러나 CPU 주파수의 감소는 태스크의 실행 속도 지연을 유발한다. 이로 인해 태스크의 응답 시간 및 마감 시한 초과율이 증가하여 태스크가 제공하는 서비스의 품질 하락이 발생한다. 이에 본 논문에서는 다양한 안드로이드 CPU 거버너들을 전력 소비와 태스크의 응답성 및 마감 시한 측면에서 분석하였다. Android CPU governors exploit the DVFS (Dynamic Voltage Frequency Scaling) technique. The DVFS is a power management technique where the CPU operating frequency is decreased to allow a corresponding reduction in the CPU supply voltage. The power consumed by a CPU is approximately proportional to the square of the CPU supply voltage. Therefore, lower CPU operating frequency allows the CPU supply voltage to be lowered. This helps to reduce the CPU power consumption. However, lower CPU operating frequency increases a task's execution time. Such an increase in the task's execution time makes the task's response time longer and makes the task's deadline miss occur. This finally leads to degrading the quality of service provided by the task. In this paper, we evaluated the performance of Android CPU governors in terms of the power consumption, tasks's response time and deadline miss ratio.

모바일 스마트 장치 배터리의 남은 시간 예측에 적용 가능한 통계 기법들의 평가

탁성우,Tak, Sungwoo 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.2

모바일 스마트 장치 배터리의 남은 시간 예측에 통계적 기법이 많이 사용되고 있다. 그러나 특정 통계 기법만을 사용한 기존 연구들의 결과만으로는, 통계적 기법이 배터리의 남은 시간 예측에 적합한지가 판단하기 어렵다. 이에 본 논문에서는 스마트 장치 배터리의 남은 시간 예측에 적용 가능한 다양한 통계 기법들의 성능을 평가하였다. 평가에 사용된 통계 예측 기법은 단순 및 이동 평균, 선형 회귀, 다변수 적응 회귀, 자기 회귀, 다항식 회귀, 이중 및 삼중 지수평활 기법이다. 분석 결과는, 향후 통계적 기법을 배터리 남은 사용 시간 예측에 적용하려는 IT 엔지니어에게 중요한 자료로 활용될 수 있다. Statistical methods have been widely used to estimate the remaining battery runtime of mobile smart devices, such as smart phones, smart gears, tablets, and etc. However, existing work available in the literature only considers a particular statistical method. Thus, it is difficult to determine whether statistical methods are applicable to estimating thr remaining battery runtime of mobile devices or not. In this paper, we evaluated the performance of statistical methods applicable to estimating the remaining battery runtime of mobile smart devices. The statistical estimation methods evaluated in this paper are as follows: simple and moving average, linear regression, multivariate adaptive regression splines, auto regressive, polynomial curve fitting, and double and triple exponential smoothing methods. Research results presented in this paper give valuable data of insight to IT engineers who are willing to deploy statistical methods on estimating the remaining battery runtime of mobile smart devices.

온디맨드 거버너 정책에 따른 작업 스케줄링 기법의 성능 평가

탁성우,Tak, Sungwoo 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.9

안드로이드 기반 스마트폰 플랫폼에서 사용하는 온디맨드 거버너 (Ondemand Governor)는 CPU 사용률(Utilization)에 따라 CPU 동작 주파수를 조절한다. CPU 사용률의 변화량은 작업 스케줄링에 의해 영향을 받으며, CPU 동작 주파수 증감에 따라 스마트 폰의 전력 소비량도 증감한다. 따라서 작업 스케줄링 방식에 따라 변하는 CPU 사용률 및 동작 주파수는 스마트폰의 전력 소비에 영향을 미친다. 이에 온디맨드 거버너 정책을 작업 스케줄링 기법에 적용시켜 CPU 사용률 및 전력 소비, 그리고 작업 마감시한 측면에서 비교 분석하였다. The ondemand governor used in android-based smartphone platforms is a CPU frequency scaling technique. The ondemand governor sets the CPU operating frequency depending on the CPU utilization rate. Job scheduling affects the CPU utilization rate. The power consumption is proportional to the value of operating frequency. Consequently, CPU frequency scaling and CPU utilization rate have an effect on power consumption in a smartphone. In this paper, we evaluated the performance of job scheduling techniques incorporating the ondemand governor in terms of CPU utilization, power consumption, and job deadline miss ratio.

실행 유휴 시간 분배 정책에 따른 실시간 전력 관리 스케줄링 기법의 성능 평가

탁성우,Tak, Sungwoo 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.7

실시간 태스크의 스케줄링 가능성 검사를 위해 미리 설정된 태스크의 최악 실행 시간보다 태스크의 실제 실행 시간이 짧은 경우, 최악 실행 시간에서 남은 실행 유휴 시간이 발생한다. 발생된 실행 유휴 시간은 실시간 전력 관리 스케줄링 기법을 통해 배터리 기반 센서 노드의 전력 소비 감소에 활용될 수 있다. 이에 본 논문에서는 발생된 남은 최악 실행 유휴 시간을 분배하여 실시간 전력 관리 스케줄링 기법에서 활용할 수 있도록 세 가지 분배 정책을 제안하였다. 제안한 분배 정책은 보수적, 중도적, 그리고 공격적 실행 유휴 시간 분배 정책으로 각각 구분하였다. 그리고 분배 정책 유형에 따른 실시간 전력 관리 스케줄링 기법의 성능 평가는 전력 소비 측면에서 비교 분석하였다. The unused Worst-Case Execution Time (WCET) allocated to a real-time task occurs when the actual execution time of the task can be far less than the WCET preassigned to the task for a schedulability test. Any unused WCET allocated to the task can be exploited to reduce the power consumption of battery-powered sensor nodes through real-time power-aware scheduling techniques. From the distribution perspective of the unused WCET, the unused WCET distribution policy is classified into three types: Conservative Unused WCET (CU-WCET), Moderate Unused WCET (MU-WCET), and Aggressive Unused WCET (AU-WCET) distribution policies. We evaluated the performance of real-time power-aware scheduling techniques incorporating each of three unused WCET distribution policies in terms of low power consumption.

실내 환경에서 위치 인식율을 고려한 AP 배치 기법의 모델링 및 성능 평가

김태훈,탁성우,Kim, Taehoon,Tak, Sungwoo 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.4

본 논문에서는 실내 환경에서 위치 인식을 고려한 AP 배치 기법을 제안하고 성능평가를 수행하였다. 제안한 기법은 위치 인식율과 AP 기반 무선 네트워크의 성능 및 비용을 고려하여 근사 최적 AP 구성 형태를 생성하는 메타휴리스틱 알고리즘과 AP 배치 과정을 빠르게 수렴하게 하는 결정론적 알고리즘으로 구성된다. 실내 공간과 유사한 시뮬레이션 환경을 구축하여 제안한 AP 배치 기법의 성능 평가를 수행하였으며, 제안한 기법은 빠른 시간 내에 우수한 결과를 생성하였다. This paper presents an AP placement technique considering indoor location-awareness and examines its performance. The proposed AP placement technique is addressed from three performance metrics: location-awareness and AP-based wireless network performance as well as its cost. The proposed AP placement technique consists of meta-heuristic algorithms that yield a near optimal AP configuration for given performance metrics, and deterministic algorithms that improve the fast convergence of the near optimal AP configuration. The performance of the AP placement technique presented in this paper is measured under the environments simulating indoor space, and numerical results obtained by experimental evaluation yield the fast convergence of a near-optimal solution to a given performance metric.

실내 위치 인식을 고려한 RFID 기반 셀 구성 방안에 관한 연구

김태훈,탁성우,Kim, Taehoon,Tak, Sungwoo 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.9

본 논문에서는 실내 위치 인식을 고려한 RFID 기반 셀 구성 방안을 제안하였다. RFID 셀 구성을 위한 4개의 목적함수 설계 및 시뮬레이션 기반 성능 평가뿐만 아니라 RFID 리더를 실내 공간에 실제 배치하여 제안한 기법의 성능평가를 수행하였다. 성능 평가는 RFID 셀 구성에 필요한 최소 RFID 리더 수, 위치 인식이 가능한 최대 셀 영역, 셀 영역 간의 최소 중첩, 그리고 셀 영역의 최대 위치 인식 정확도 측면에서 수행되었다. This paper proposes a RFID cell planning scheme for indoor location-awareness. We theoretically develop four objective functions that yield objective goals significant to the optimal design of a RFID cell topology and simulation is conducted to evaluate the performance of the proposed RFID cell planning scheme. We also evaluate the performance of the proposed technique after practically installing RFID readers in an indoor space to configure a RFID cell topology. Performance evaluations are conducted in terms of the following objective goals: minimal number of RFID readers for configuring a RFID cell topology, maximal RFID cell coverage areas for indoor location-awareness, minimal overlapping cells, and maximal indoor location-awareness accuracy.

종단간 끊김없는 연결과 TCP 성능의 향상을 위한 무선 홈네트워크 플랫폼에 관한 연구

김병훈(Byounghoon Kim),탁성우(Sungwoo Tak) 한국멀티미디어학회 2007 멀티미디어학회논문지 Vol.10 No.10

인프라스트럭처 모드 기반의 무선랜(Wireless Local Area Networks)을 사용하는 무선 홈네트워크에서는 모든 무선 단말간의 통신이 액세스포인트를 통하여 이루어진다. 따라서 무선 단말이 음영 지역(Dead Zone)으로 이동하면 이동한 무선 단말과 액세스포인트간의 통신이 불가능하여 끊김없는 연결(Seamless Connection)을 제공하지 못하는 문제점이 있다. 기존의 무선 홈네트워크 플랫폼에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 애드 혹 모드로 동작하는 무선 홈네트워크 구조에 대하여 연구하고 있지만, 애드 혹 모드 기반의 무선랜은 인프라스트럭처 모드 기반 무선랜에 비하여 네트워크 용량이 제한되는 문제가 있다. 그리고 무선 단말의 이동성을 지원하기 위해서는 애드 혹 라우팅 기법이 필요하다. 그러나 기존의 AODV 및 DSR 라우팅 기법은 무선 채널 정보를 참조하지 않고 네트워크 계층에서 독립적으로 라우팅을 수행하기 때문에 무선 채널의 상황에 빠르게 대처할 수 없어 끊김없는 연결을 제공할 수 없다. 이에 본 논문에서는 종단간 끊김없는 데이터 전송을 보장하기 위한 ESCOD(End-to-end Seamless multi-hop COnnection based on Dual network mode) 기반의 무선 홈네트워크 플랫폼과 VLR(Virtual Link Routing) 기법을 제안하였다. 구현된 시스템의 성능을 평가한 결과, VLR을 탑재한 ESCOD 기반의 무선 홈네트워크 플랫폼은 기존의 AODV 및 DSR 라우팅 보다 낮은 패킷 전송의 실패율과 빠른 패킷의 평균 전송시간을 제공함과 동시에 기존 인프라스트럭처 모드만을 제공하는 무선 홈네트워크 플랫폼보다 넓은 통신 범위와 향상된 TCP 성능을 확인하였다. A wireless access point is used for all communications in the infrastructure mode wireless home net working, including communication between mobile nodes in the same service area. When a mobile station in the infrastructure mode wireless home networking moves into a dead zone, the communication between the mobile station and the access point is disconnected. To solve this problem, the existing wireless home network platforms focus on the ad hoc mode wireless home networking. However, the performance of an ad hoc network is poorly decreased when the number of mobile participating in the ad hoc network increases. In addition, although the ad hoc routing technique is necessary to support seamless communication of mobile nodes, the existing routing protocols, such as AODV and DSR, do not consider that a wireless channel state could affect performance significantly. Therefore, we propose a wireless home networking platform based on the ESCOD (End-to-end Seamless multi-hop COnnection based on Dual network mode) technique incorporating the VLR (Virtual Link Routing) scheme that supports end-to-end seamless connections. Extensive experiments show that the proposed wireless home networking platform incorporating the VLR scheme outperforms wireless home networking platforms based on the AODV and the DSR routing protocols respectively in terms of low packet transmission failure rate, fast packet transmission time, high TCP performance, and a wider coverage area of wireless home networks.

최적 네트워크 토폴로지를 제공하는 생존 가능한 선박 네트워크(SAN)의 설계

김혜진 ( Hyejin Kim ),탁성우 ( Sungwoo Tak ) 한국정보처리학회 2010 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.17 No.2

오늘날 통신기술의 급속한 발달에 따라 자동화 및 무인화 서비스를 제공하는 지능형 선박에 대한 연구, 개발이 활발이 진행 되고 있다. 이에 선박 내 각 장비들의 기능이 고도화 됨으로써, 선박네트워크 환경에서 이들 장비를 효율적으로 제어할 수 있는 연구가 필요한 실정이다. 지능형 선박의 백본 네트워크는 네트워크 구축 환경의 제약과 자동화 및 무인화 특징을 가진다는 점에서, 선박의 사고로 인한 네트워크의 결손이 큰 재해를 가져올 수 있으므로 고수준의 생존성이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 고생존 선박 통신망을 고려하여 네트워크 통신 장비들이 이중화 경로를 통해 서로 연결된 이중화 네트워크 토폴로지를 최소의 비용으로 설계하였다. 설계한 이중화 네트워크 토폴로지를 이론적 분석 및 ILP(Integer Linear Programming)를 통해 실험한 결과, 네트워크 생존성에 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

센서 네트워크에서의 이동 객체 위치인식 기법

김태훈 ( Taehoon Kim ),탁성우 ( Sungwoo Tak ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1

본 논문에서는 최근 필요성이 증가하고 있는 센서 네트워크에서의 위치인식 기법을 제안한다. 기존의 위치인식 기법들이 정확한 좌표 값을 측정하고자 하는데 반해 제안 기법은 지역 단위의 위치인식을 기반으로 실제 응용 단계에서 의미 있는 정보를 직접적으로 구할 수 있다. 또한 거리정보에 독립적인 방법을 사용하여 추가적인 장비의 필요 없이 기존의 WLAN, WPAN 과 같은 저가의 표준 장비만을 사용하여 구현할 수 있다. 본 논문의 기법은 큰 규모로 배포되어 있는 센서 네트워크 환경에서 뛰어난 성능을 보일 수 있으며, 셀이나 공간단위의 위치인식이 필요한 응용 서비스에 적합하다.