Matlab을 이용한 VANET 시뮬레이터 구현

남재현,Nam, Jae-hyun 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.6

VANET은 차량간의 통신 기능을 제공하는 MANET 분야 중의 하나이다. 본 논문에서는 차량간의 통신, 차량 움직임 특징을 나타내는 모델과 그리고 실제 차량 움직임 모델을 이용한 VANET 시뮬레이터을 제안한다. VANET은 테스트를 수행하기 위해 트래픽 시뮬레이터와 네트워크 시뮬레이터가 함께 사용되어여야 한다. 하지만 시뮬레이터는 단순하고 쉽고 가격적인 면 때문에 트래픽 시뮬레이터보다 선호한다. 본 논문의 목적은 도시 환경 시나리오에 대해 테스트 목적으로 사용될 수 있는 차량 에드혹 네트워크의 시뮬레이션을 구현하는데 있다. 구현된 시뮬레이션 환경은 VANET에서 더 나은 MAC 프로토콜을 디자인하는데 사용될 수 있다. 구현된 시뮬레이션 성능을 평가하기 위해 AODV와 DSDV 라우팅 프로토콜의 성능을 평가하였다. 성능 비교는 처리율, 패킷 손실, 종단간의 지연을 이용하였다. 성능 비교 결과 DSDV가 AODV보다 처리율, 종단간의 지연, 그리고 패킷 손실에서 성능이 우수함을 보였다. VANET are a special kind of MANET adapted to the communications between vehicles. In this work, we propose the models used for representing the communication among vehicles, vehicles mobility features, and VANET simulator using realistic vehicular mobility models. VANET requires that a traffic and network simulator should be used together to perform this test. But, simulator tool has been preferred over traffic simulation because it simple, easy and cheap. Goal of this paper is to create a simulation of Vehicular Ad-Hoc network for urban scenario which can be used for testing purposes. Such environment can be used while designing better MAC protocols in VANETs. We are evaluating the performance of two routing protocols namely AODV and DSDV. The comparison was based on the throughout, packet loss and end-to-end delay. We found that DSDV has less throughput performance and high routing overhead than AODV. On average end-to-end delay and packet loss, AODV performs better than DSDV.

적층형 통신 모듈을 이용한 산업용 통신 게이트웨이 설계

남재현,엄상희,Nam, Jae-Hyun,Eum, Sang-Hee 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.12

산업 통신에는 다양한 네트워크가 있으며 여러 가지 통신 방식을 사용한다. 기업에서는 생산 라인 확장, 공장 업그레이드, 네트워크 세분화, 시스템 통합 등을 위하여 산업용 장치와 네트워크 간에 통신 변환이 필요하다. 이것은 많은 제조회사가 제작한 설계자가 다른 다양한 기계 장치를 네트워크에 연결하고 전송하기 위하여 데이터 또는 프로토콜 변환을 위한 통신 장비가 제공되어야함을 의미한다. 본 논문에서는 적층형 통신 모듈을 사용하여 산업 통신 프로토콜 변환을 지원할 수 있는 산업용 통신 게이트웨이를 설계하였다. 제작된 게이트웨이는 RS485 시리얼 통신을 이용하는 개별 통신 모듈을 다층으로 연결하는 구조를 가지고 있다. 각각의 통신 모듈은 아날로그 데이터 카드, 디지털 데이터 카드, CAN 및 LAN 지원 카드로 구성하였다. 메인 보드 프로세서는 Atmega micro-processor를 사용하였고, RS485 시리얼 슬롯을 배치하여 적층형 통신 모듈 구조를 가지도록 하였다. 본 논문에서 제작된 적층형 산업용 통신 게이트웨이는 아날로그 및 디지털 I/O 기능과 CAN과 LAN을 지원할 수 있기 때문에 산업용 통신 제어 및 모니터링에 폭넓게 활용될 수 있다. There are various networks and communication methods are used in industrial communication. Enterprises need to convert communications between industrial devices and networks for production line expansion, factory upgrades, network segmentation, and SI. This requires designers manufactured by many manufacturers to provide communication equipment for data or protocol conversion in order to connect and transmit various other mechanical devices to the network. This paper designed industrial communication gateway that can support the transformation of industrial communication protocol using multi-layered communication module. Industrial communication gateways have a structure that connects individual communication modules using RS485 communication to multiple layers. Each communication module consisted of analog and digital data card, LAN, and CAN-enabled card. The main board processor used Atmega micro-processor, and the RS485 slot was placed to have a multi-layer communication module structure. These additive layer type communication modules support analog and digital I/O functions and LAN and CAN for wide use in industrial communication control and monitoring.

IEEE 802.11에서 DCF 성능 향상을 위한 백오프 알고리즘

남재현,Nam, Jae-Hyun 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.6

IEEE 802.11 MAC은 노드들간에 매체 접근을 제어하기 위해 DCF를 사용한다. 하지만 DCF 자체로는 실시간 데이터 전송에 필요한 QoS 요구사항을 만족시킬 수 없다. 이를 보완하기 위해 802.11 MAC에서 제공되는 DCF 기능을 수정하여 QoS를 제공하는 다양한 기법들이 나왔다. 본 논문에서는 DCF 기능을 향상시키기 위해 (m,k)-firm 기법을 이용하면서 IEEE 802.11에 근거한 (m,k)-collision 기법을 제시했다. 제시된 기법은 노드에서 발생되는 충돌 횟수에 따라 서로 다른 CW 값을 할당한다. 시뮬레이션 결과 제시된 기법이 DCF의 처리율 향상에 도움을 주고 있다는 것을 보여준다. The IEEE 802.11 MAC uses DCF for media access among the participating network nodes. But DCF alone is neither capable nor suitable for fulfilling the QoS requirements of realtime applications. There are many ways in which QoS is provided by modifying DCF based MAC. This paper proposes (m,k)-collision scheme which is based on IEEE 802.11 and (m,k)-firm scheme tries to improve DCF functionality. The proposed scheme uses different Contention Window according to the number of collision in the node. The simulation result shows that the proposed scheme helps improve the throughput of the DCF.

WSN에서 하이브리드 MAC을 위한 우선순위기반 타임 슬롯 할당 프로토콜

남재현,Nam, Jae-Hyun 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.6

WSN내의 노드들은 한정된 에너지를 지녔다. 따라서 각 노드들의 채널에 대한 접근을 효율적으로 제어하는 것이 채널 활용성과 에너지 소모에 중요한 역할을 수행한다. 본 논문에서는 WSN에서 각 노드에서의 에너지 효율성을 높이기 위해 하이브리드 TDMA/CSMA MAC을 위한 우선순위 기반 타임 슬롯 할당 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 TDMA와 CSMA 기법의 장점을 활용함과 동시에 (m,k)-firm 기법을 이용하여 채널 접근의 우선권을 제공하였다. 성능 평가를 위해 다양한 노드 수의 변화에 따른 시뮬레이션을 수행하였고, S-MAC과 비교하여 평균 지연시간과 패킷 전송률에서 많은 향상을 보여주었다. Nodes in WSNs must operate under limited energy resource. Controlling access to the channel in WSNs plays a key role in determining channel utilization and energy consumption. This paper introduces a priority-based time slot allocation protocol for hybrid TDMA/CSMA MAC in WSNs. This protocol combines both TDMA and CSMA techniques while introducing prioritization by (m,k)-firm constraint. The performance of this protocol is obtained through simulations for various number of nodes and show significant improvements in delay and packet delivery ratio compared to S-MAC.

사물인터넷 기반 실내 환경 모니터링 분석 시스템 구현

남재현,Nam, Jae-hyun 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.12

4차 산업혁명시대에 사물 인터넷, 빅데이터 등 첨단 기술들이 출현하고 있다. 하지만 이를 이용하여 사물 인터넷을 실내 환경 분야에 적용하여 응용하는 수준은 아주 미약하다. 따라서 사물 인터넷을 활용한 실시간 모니터링으로 대기오염물질 또는 실내 공기질을 분석하는 시스템 개발이 필요하다. 본 논문은 아두이노와 각종 센서를 이용하여 실내 환경 수치를 측정하고, 각종 센서로 부터 얻은 정보를 서버의 데이터베이스로 저장하는 시스템을 구현한다. 서버에 저장된 정보는 데이터베이스로 구축하여 가정 또는 회사의 실내에 설치된 환기장치나 공기청정기에서 활용하도록 하였다. 제안된 시스템에서는 사물인터넷 기술을 구현하기 위해 사용되는 센서의 비용을 줄이면서 모니터링센서 모듈의 LED 상태표시를 통해 즉각적인 실내 환경 상태를 파악할 수 있다. In the era of the fourth industrial revolution, advanced technologies such as the Internet of Things(IoT) and big data are emerging. However, the level of application of IoT to indoor environment is very weak. Therefore, it is necessary to develop a system for analyzing air pollutants or indoor air quality through real-time monitoring using the IoT. This paper implements a system that measures indoor environmental values using Arduino and various sensors, and stores the information obtained from various sensors into a database of server. The information stored in the server was built as a database and utilized in the ventilation system or air cleaner installed in the home or company's room. In the proposed system, it is possible to check the immediate indoor environmental condition through the LED status display of the monitoring sensor module while reducing the cost of the sensor used to implement IoT technology.

VANET내 RSU에서 (m,k)-firm 기반 요청 데이터 처리를 위한 스케쥴링 알고리즘

남재현,Nam, Jae-Hyun 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.11

VANET은 차량들을 노드로 간주하는 에드혹 네트워크이고, 이들 노드들은 도로상에서 RSU들과 통신을 수행한다. VANET환경에서 요청한 데이터를 요청한 차량에게 정확하고 적절하게 전달하기 위해서는 스케쥴링이 매우 중요하다. 또한 차량이 해당 RSU 영역내에 존재할 때 차량이 요청한 데이터를 수신할 수 있게 하는 것이 중요하다. RSU는 스케쥴링 알고리즘에 따라 처리할 우선순위가 가장 높은 데이터를 선택한다. 본 논문에서는 RSU가 과부하 때문에 처리하지 못한 데이터를 다른 RSU로 전달되는 환경에서 우선순위가 제일 높은 요청 데이터를 선택할 수 있는 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 요청 데이터의 우선순위를 계산하기 위해 수정된 DBP 기법을 이용하였다. 시뮬레이션 결과 다양한 조건하에서 제안된 기법이 다른 스케쥴링 기법보다 성능이 우수함을 볼 수 있다. VANET is ad-hoc network in which vehicles are treated as node and these nodes are communicating with each other as well as RSUs on the road. In VANET, scheduling is a very important issue as the request data are to be delivered to the recipient vehicle properly and accurately. It is also critical that any request data which is sent to the vehicle is received by it in the time period for which the vehicle will be in range of RSU. RSU picks the one with the highest priority to serve based on the scheduling scheme. In this paper, we propose a scheduling algorithm to select the one with the highest priority in RSU, in which an RSU can transfer the overload requests to other RSUs. We use the modified DBP scheme to calculate the priority of request data. Simulation results show that our scheme outperforms other scheduling schemes under various conditions.

인터넷 폰에서 Synchronized overlapadd 알고리즘을 이용한 전송지연 보상 기법

남재현(Jae-Hyun Nam),이정태(Jung-Tae Lee) 한국정보과학회 2001 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.28 No.4

인터넷전화 서비스는 저렴한 가격과, 타 서비스와 통합 및 가치부가(Value Added)면에서 기존의 전화에 비해 많은 장점을 가지고 있으나, 상대적으로 낮은 음질로 인하여 사용자의 요구를 만족시키지 못하고 있다. 이것은 현재 인터넷은 best-effort형 패킷 전달 서비스만을 제공하고 있기 때문에 전송지연, 패킷손실, 지터 등을 보장할 수 있는 방법이 없기 때문이다. 본 논문에서는 인터넷전화에서 패킷손실이나 전송지연으로 인한 음질 저하문제를 SOLA 알고리즘을 이용해 보완하였다. SOLA 알고리즘은 시간축변환(Time Scaled Modification) 기법중의 하나로써 음성신호가 가지는 중요한 스펙트럼 정보는 그대로 유지하면서 단지 발음 속도만을 변환시키는 기법이다. 본 논문에서는 송신측에서 패킷을 전송하면 수신측에서는 수신 패킷에 SOLA 알고리즘을 적용하여 수신 패킷을 사람이 인지하지 못하는 수준에서 확장하여 전송지연으로 인한 패킷손실을 감소시킨다. 시뮬레이션 결과 전송지연으로 인한 패킷 손실 확률이 상당히 감소되었고 음질 또한 상당히 개선되었다. Internet telephony service is very cheap and very easy to introduce the value-added service than the POTS, but is difficult to the QoS of telephone service. The existing Internet typically offers "best effort" services only, which do not make any commitment about delay, packet loss and jitter. This paper compensates the low quality of the speech for packet loss or delay using SOLA algorithm in Internet phone. SOLA algorithm is a popular technique for Time Scale Modification of speech and audio signal. In the proposed algorithm, the receiver expands the received packet under resonable threshold, and hence compensates the QoS of speech. From the simulation, this algorithm can conceals packet loss considerably, and is also improved the quality of the speech.

아두이노 기반 실내 오염도 측정 및 분석 시스템

남재현(Jae-Hyun Nam) 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.23 No.2

다중 무선 에드혹 네트워크에서 불공정 문제를 해결하기 위한 802.11 MAC 프로토콜

남재현(Jae-Hyun Nam) 한국컴퓨터정보학회 2007 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.12 No.6

IEEE 802.11 WLANs에서 공유 매체에서 충돌을 경험하는 각 노드들은 또 다른 충돌을 예방하기 위해 임의의 시간동안 백오프를 수행할 필요가 있다. 이러한 시간은 충돌 창(CW)으로부터 선택되고, 이러한 창의 크기는 BEB 알고리즘으로 결정된다. 하지만 BEB 알고리즘은 특정한 노드가 다른 노드들보다 보다 많은 처리율을 얻을 수 있는 공정성문제와 네트워크상의 트래픽 부하가 많을 경우 낮은 성능을 나타낼 수 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 DCF 기법에서 공정성 문제를 보완하기 위해 각 플로우에서 충돌이 발생할 경우 백오프 타이머 값을 계산할 때 인접한 노드들 간의 통신에 우선순위를 두어 처리하는 것이 아니라 흡 카운터와 충돌 창을 함께 고려하여 불공정 문제를 해결하였고, 제시된 알고리즘을 ns 시뮬레이터로 성능 분석한 내용을 나타내었다. 성능 분석 결과 FTP 연결을 서로 다른 방향과 동일한 방향으로 트래픽을 전송했을 때 처리율이 각각 300kbps 부근으로 나타나 있다. 이러한 결과는 연결 방향에 따라 처리율의 차이가 많이 나타나는 기존의 기법보다 제안된 알고리즘이 공정성 문제를 많이 완화시킨 것으로 볼 수 있다. In the IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks (WLANs). network nodes experiencing collisions on the shared channel need to backoff for a random period of time. which is uniformly selected from the Contention Window (CW). This contention window is dynamically controlled by the Binary Exponential Backoff (BEB) algorithm. The BEB scheme suffers from a unfairness problem and low throughput under high traffic load. In this paper. I propose a new backoff algorithm for use with the IEEE 802.11 Distributed Coordination Function.

TCP/IP 네트워크에서 ARED 알고리즘의 성능 개선

남재현(Jae-Hyun Nam) 한국컴퓨터정보학회 2007 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.12 No.3

인터넷에서 종단간 혼잡제어 방식을 지원하기 위해 제안된 라우터에서 큐에 적용되어 패킷을 폐기하는 방법으로 능동적 큐 관리(AQM;Active queue management) 방법이 적용되고 있다. IETF에서 제안된 AQM 알고리즘은 RED(Random Early Detection) 방식이다. RED 알고리즘은 망의 높은 처리율과 낮은 평균 지연을 얻기 위해 네트워크에서 운영된다. 하지만 평균 큐 길이는 네트워크의 혼잡 레벨에 민감한 결과를 갖게 된다. 본 논문에서는 RED 성능에 영향을 미치는 파라메터의 민감성을 감소시키고 성능을 개선시키기 위해 정련된 적응 RED(RARED; Refined Adaptive RED)를 제안한다. 시뮬레이션을 통해 네트워크 전체의 개선된 RARED 알고리즘을 관찰하고 RARED가 패킷 폐기율의 감소와 성공적인 전송률의 개선이 이루어짐을 보여준다. Active queue management (AQM) refers to a family of packet dropping mechanisms for router queues that has been proposed to support end-to-end congestion control mechanisms in the Internet. The proposed AQM algorithm by the IETF is Random Early Detection (RED). The RED algorithm allows network operators simultaneously to achieve high throughput and low average delay. However, the resulting average queue length is quite sensitive to the level of congestion. In this paper, we propose the Refined Adaptive RED(RARED), as a solution for reducing the sensitivity to parameters that affect RED performance. Based on simulations, we observe that the RARED scheme improves overall performance of the network. In particular, the RARED scheme reduces packet drop rate and improves goodput.