모바일 아이피에서 개선된 캐싱 에이전트와 CoA 풀을 사용한 빠른 핸드오프 기법

이장수(Jangsu LEE),김성천(Sungchun KIM) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.-

모바일 아이피는 무선 모바일 노드의 이동성에 따른 기존 아이피 주소 체계의 고유성 보장 문제를 해결하고자 제안되었다. 네트워크 레이어에서의 핸드오프는 모바일 광고 메시지를 수신하게 됨으로써 완료되는데, 메시지 광고 주기는 지연 시간과 밀접한 관련을 가지게 된다. 일반적으로 평균 500ms의 큰 지연시간을 발생시키게 되며 인터넷 전화나 멀티미디어 스트리밍 서비스와 같은 경우에 치명적인 문제로 작용할 수 있다. 기존의 기법에서는 최근의 모바일 광고 메시지를 저장하고 있는 캐싱 에이전트의 리플레잉 정책에 의하여 핸드오프 지연 시간을 감소시켰지만, 모바일 아이피 등록 과정 동안의 패킷 손실과 지연 시간 증가의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 위와 같은 문제를 해결하고자 캐싱 에이전트를 개선해 핸드오프 완료 전에 데이터 포워딩이 가능하도록 하였고, 또한 빠른 모바일 아이피 등록을 위해 CoA풀을 도입하여 핸드오프 지연 효과를 감소하는 기법을 제안하였다. Mobile IP was proposed to overcome identity problem of original IP address system caused by mobility of wireless mobile host. To complete its network handoff procedure, it must receive a mobile advertisement broadcasted by mobile agent. Generally, in a mobile IP system, mean time delay, 500ms, in a network handoff procedure is a critical problem of wireless service such as Voip, multimedia streaming. A caching agent caches a latest mobile advertisement, and replays it by receiving solicitation message from a mobile node finishing link layer detection. But, during the procedure of mobile registration, many packets from service provider to the mobile host would be lost and handoff time delay would be increased. In this thesis, we propose an improved caching agent technique which can forward data packets while handoff procedure, and CoA pool for fast mobile IP registration.

AODV(Ad Hoc On Demand Distance Vector Routing)에서 전송 전력을 고려한 라우팅 경로 설정

이장수 ( Jangsu Lee ),김성천 ( Sungchun Kim ) 한국정보처리학회 2007 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.14 No.1

모바일 애드혹 네트워크는 기존의 셀룰러 네트워크와는 달리 고정된 기지국이 존재하지 않고 모바일 노드들만으로 구성된 네트워크이다. 모바일 애드혹 네트워크의 각각의 노드들은 제한된 자원과 한정된 용량을 가진 배터리로 동작한다. 만일 이 배터리를 모두 소모하게 된다면 중간 노드들이 다운이 되고, 결과적으로 전체 네트워크가 단절되는 문제가 발생할 수 있다. 기존의 전송 전력을 고려하여 경로를 설정하는 기법인 CLUSTERPOW는 노드 간에 연결되는 전송 전력을 최소화함으로써 데이터 전송 시 소비되는 전력을 줄이고자 하였다. 그러나 이 기법은 proactive 방식의 라우팅 프로토콜에는 적합하나 reactive 방식의 라우팅 프로토콜에는 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 reactive 방식의 특성에 맞는 전송 전력 설정 기법인 FSRS(Fast Search Reverse Setting) 기법을 제안하였다. FSRS 기법은 reactive 방식에서 사용하는 컨트롤 패킷 플라딩을 사용한 경로 설정에서의 오버헤드를 줄이고자 클러스터 간 플라딩을 통해 목적지 노드를 빠르게 찾고 한정된 클러스터 간 경로를 통해 전송 전력을 고려한 세부적인 경로를 설정한다. FSRS 기법은 기존의 CLUSTERPOW 기법과 마찬가지로 효율적인 전송 전력으로 경로를 설정하였으며 또한 네트워크 생존 시간을 CLUSTERPOW보다 평균 43% 연장시켰다.

애드혹 네트워크에서 칼만 필터를 통한 클러스터 내부 의 자원 할당 최적화 기법

이장수 ( Jangsu Lee ),김승욱 ( Seungwook Kim ),김성천 ( Sungchun Kim ) 한국정보처리학회 2007 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.14 No.2

모바일 애드혹 네트워크는 기존의 셀룰러 네트워크와는 달리 고정된 기지국이 존재하지 않고 모바일 노드들만으로 구성된 네트워크이다. 모바일 애드혹 네트워크의 각각의 노드들은 제한된 자원과 한정된 용량을 가진 배터리로 동작한다. 만일 이 배터리를 모두 소모하게 된다면 중간 노드들이 다운이 되고, 결과적으로 전체 네트워크가 단절되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 한정된 자원을 최대한 효율적으로 사용해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 클러스터 기반의 애드 혹 네트워크 환경에서 발생하는 경로 요청 시 클러스터 내부의 에너지 분산을 통한 네트워크 생존 시간을 연장시키고자 하였다. 효율적인 에너지 분산을 위해 칼만 필터를 통한 클러스터 내부의 트래픽 변화량을 예측하고, 예측값과 노드의 에너지 잔량을 기준으로 경로를 설정하도록 하였다. 실험 결과 생존 시간을 23% 증가시켰고, 칼만 필터를 통한 트래픽 변화량 예측값의 오차는 6.3%로 나타났다. 앞으로 칼만 필터의 관측값을 확장하여 예측값에 대한 오차를 줄이고, 보다 복잡한 네트워크 환경에 적용하는 연구가 필요하다.

IEEE 802.11 DCF 에서 칼만 필터를 통한 ATIM 창 크기의 동적 할당 기법

이장수 ( Jangsu Lee ),유승환 ( Seunghwan Yoo ),김승욱 ( Seungwook Kim ),김성천 ( Sungchun Kim ) 한국정보처리학회 2007 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.14 No.2

무선 네트워크에서 사용되는 단말기는 이동성이라는 특징상 한정된 에너지를 사용하여 동작하게 된다. 따라서 무선 호스트에 의해 소모되는 에너지의 양을 감소시키기 위한 기술은 대단히 중요하다. 이러한 기술적 지원을 위해 IEEE 802.11 에서는 DCF (Distributed Coordination Function) 전력 절감 메카니즘을 제안하고 있다. 그런데, DCF 를 위한 IEEE 802.11 전력 절감 메카니즘에서는 ATIM 창 동안 노드들은 비콘 기간 동안 깨어 있는 상태로 있을 것인지를 결정하기 위해서 control packet 을 교환 하는데, 이러한 ATIM 창 크기는 각각의 노드들의 전력 절감에 상당한 영향을 미친다. 그래서 ATIM 창 크기를 효율적으로 할당하기 위해 DPSM 과 같은 기법들이 개발되었다. 본 논문은 ATIM 창 크기를 동적으로 증감시켜서 ATIM 창 시간동안 소모되는 에너지를 줄이도록 하였다. ATIM 창 크기를 동적으로 할당하기 위하여 통계적 예측 기법인 칼만 필터를 도입하여 예측시스템을 구축하였으며, 이 예측 시스템을 통해 다음 상태에서 적용할 ATIM 창 크기를 예측하여 동적으로 할당하도록 하였다. 실험 결과 네트워크 생존 시간을 28.6% 증가시켰고, ATIM 창 크기 예측값의 오차는 4.42%로 나타났다.

모형 가스터빈 연소기의 기초 연소특성에 대한 실험적 연구

이장수(Jangsu Lee),김민기(Min-Ki Kim),박성순(Sungsoon Park),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.5

본 연구는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기를 축소 제작한 모형 가스터빈 연소기의 연소 동 특성 및 연소불안정 현상을 알아보고 위해 진행되었다. 모형 연소기에 사용된 연료노즐은 1/3 크기로 상사하여 제작되었으며, 실제 연료노즐과 동일한 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질수 있도록 설계되었다. 실험은 공기온도 200 ~ 400 ℃, 대기압, 노즐출구 속도 30 ~ 75 m/s, 당량비 0.4 ~ 1.2, 연소실 길이 375 ~ 700mm,에서 이루어졌으며, 그 결과 소염영역 근처의 저 당량비 영역과 당량비 1.1 이상인 연료 과농 상태에서 연소 불안정 현상이 관찰 되었다. The mainly objectives of this study was a combustion dynamics and instability characteristics in a model gas turbine dump combustor which is the scale down of GE 7FA+e DLN 2.6 gas turbine combustor. Model gas turbine injector has 2-stage swirl vane and it’s reduced 1/3 size of the original one. The shape of plenum and combustor were designed for similar acoustic characteristics. Inlet air was preheated to 200 ~ 400 ℃. The flow velocity at mixing nozzle was 30 to 75 m/s and equivalent ratio was 0.4 to 1.2. The combustor length was varied for different acoustic characteristics to 375 ~ 700 mm. As the result, this research have been show the combustion instability was observed at lower equivalence ratios (Φ < 0.5~0.6) and higher equivalent ratios (Φ > 1.1~1.2).

위치정보 유지를 위한 개선된 개미 알고리즘

이장수 ( Jangsu Lee ),김성천 ( Sungchun Kim ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.2

무선 네트워크 환경에서 필요로 하는 수 많은 목적들을 위해 다양한 기법들이 연구되어 왔다. 최근 이러한 연구 동향에서 중요하게 부각되는 것은 노드의 위치정보이다. 위치정보는 구체적이거나 추상적일 수 있으며, 이 정보를 통해 보다 효율적인 기법의 개선 및 개발이 가능해진다. 특히 임의의 목적지를 찾기 위한 경로 탐색 시에 발생하는 플라딩을 제한적으로 수행하게 되면, 소모되는 에너지를 확연히 줄일 수 있게 된다. 본 논문에서는 이를 위해 개미 에이전트를 사용한 새로운 시스템을 고안하였다. 이 시스템에서는 개미 에이전트를 통한 정보의 수집과 동시에 정보의 전달이 이루어지며, 무선 네트워크 환경의 한정된 에너지를 고려하여 오버헤드 발생을 최소화할 수 있도록 하였다. 실험 결과 평균적인 위치 정보의 전달율은 89%였다.

클러스터 기반 무선 애드 혹 네트워크에서의 효율적인 경로 탐색 지역 제어

이장수 ( Jangsu Lee ),김성천 ( Sungchun Kim ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.2

애드 혹 네트워크(MANET: Mobile Ad hoc NETworks)는 기본적인 내부구조(infrastructure) 없이 노드들만으로 네트워크 망을 구성한다. 경로 탐색 정책으로 리액티브(reactive) 방식과 프로액티브 (proactive) 방식이 있는데, 전통적으로 리액티브 방식의 성능이 더 좋은 것으로 평가된다. 그리고 두 가지 방식의 장점을 취합한 하이브리드(hybrid) 방식의 클러스터 토폴로지(cluster topology) 도입에 관한 연구가 이루어지고 있다. 그 중, HCR(Hybrid Cluster Routing)이 제안되었는데, 이는 프로액티브 방식에 보다 중심을 둔 기법이다. HCR 은 리액티브 방식 경로 탐색 방법인 플라딩(flooding)의 탐색 지역을 한정된 범위로 제한할 수 있으나, 프로액티브 방식의 전체 네트워크 구성 정보 유지에 따른 막대한 오버헤드를 발생한다. 본 논문에서는 이러한 오버헤드를 줄이기 위해, 클러스터 내부 경로 탐색 기법인 MICF(Maginot path based Intra Cluster Flooding)를 제안한다. MICF 는 HCR 을 개선한 FSRS(First Search and Reverse Setting) 기반의 기법으로서, 클러스터 내부의 마지노 패스(maginot path)를 기준으로 경로 탐색 지역을 제한한다. MICF 는 게이트웨이(gateway) 간 최단 거리가 항상 클러스터 헤드(cluster head)를 중점으로 원의 내각 지역에 존재함을 바탕으로 하며, 최단 경로의 보장과 플라딩 지역 제한을 동시에 만족한다. 실험 결과, MICF 는 FSRS 기반의 기존 클러스터 내부 플라딩 방식보다 총 에너지의 7.79%만큼 더 에너지를 보존하였다. 결론적으로, MICF 역시 기존의 방식보다 에너지를 더 효율적으로 사용할 수 있으며, 마지노패스 설정과 이를 기반으로 한 제어 과정에 추가적인 오버헤드가 발생하지 않는다. 그리고 플라딩 면적이 작을수록 오버헤드가 줄어들게 됨을 알 수 있다.

모형 가스터빈 연소기에서의 연소 불안정 모드 분석에 관한 실험적 연구

이장수(Jangsu Lee),김민기(Min-Ki Kim),박성순(Sungsoon Park),윤한우(Hanwoo Yoon),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국연소학회 2009 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.39

The mainly objectives of this study was a instability characteristics in a lean premixed gas turbine dump combustor. Dynamic pressure was located at combustor and inlet section to determine combustion pressure oscillation and pressure difference each location. Inlet air was preheated to 400 ℃. The flow velocity at mixing nozzle was 40 to 70 m/s and equivalent ratio was 0.6 to 1.2. The combustor length was varied for different acoustic characteristics to 800 ~ 1100 ㎜. So we observed two dominant instability frequencies. Lower frequencies were obtained at lower equivalence ratio and it was associated with a fundamental longitudinal mode of combustor length. Higher frequencies were observed in higher equivalence ratio conditions. It was related to secondary longitudinal mode. Also fluctuation of inlet air was associated these instability mechanism.

AOMDV(Ad hoc On-demand Multipath Distance Vector)에서의 전력을 고려한 동적 경로 선택 기법

이장수(Jangsu. LEE),김성천(Sungchun KIM) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.1

모바일 애드혹 네트워크는 기존의 셀룰러 네트워크와는 다르게 고정된 기지국 없이 모바일 노드들로 구성된 네트워크이다. 또한 모바일 애드혹 네트워크의 각각의 노드들은 제한된 자원과 한정된 용량을 가진 배터리로 동작한다. 그렇기 때문에 만일 어느 한 노드가 배터리를 모두 소모하여 다운이 되서, 중간노드의 역할을 하지 못하게 되면 결과적으로 전체 네트워크가 단절되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 모바일 애드혹 네트워크에서 노드들의 한정된 전력에 대한 고려는 매우 중요하다고 할 수 있다. 기존의 단일 경로 요구 기반 라우팅 프로토콜(on-demand single path protocol)의 단점을 개선하기 위해 제안된 요구 기반다중 경로 라우팅 프로토콜(on-demand multipath protocol)은 검색했던 모든 경로가 끊어졌을 경우에만 경로를 탐색하기 때문에, 단일 경로 라우팅 프로토콜과 비교해 봤을 때 경로 탐색으로 인한 오버헤드를 크게 줄일 수 있다. 그중 AOMDV(Ad hoc On-demand Multipath Distance Vector)는 AODV 기반의 다중 경로 라우팅 프로토콜로, AODV 보다 경로 탐색 횟수가 40% 가까이 줄어든다. 하지만 AOMDV에서는 모바일 애드혹 네트워크에서의 큰 이슈 중에 하나인 전력문제에 대해서는 전혀 고려하지 않아 전력 고갈에 의한 경로 탐색 횟수에 대한 고려는 전혀 찾아볼 수가 없다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 경로 선택 시 응답하는 패킷(RREP)에 선택 경로상의 각 노드들의 전력량에 대해 평균 전력 값을 구하고 그 값을 본 논문의 제안방법의 최대 전력량 경로 선택 함수를 통해 구한 값이 가장 큰 경로를 동적으로 선택하는 기법을 제시하고 경로상의 각 노드의 전력이 위험할 때 에러 패킷을 발생하는 기법을 추가하였다. NS-2 시뮬레이터를 이용하여 실험을 한 결과, 제안한 기법이 AOMDV에 비해 경로 탐색 횟수가 최대 36.57% 까지 감소되었음을 알 수 있었다. Unlike a cellular network, a mobile ad hoc network (MANET) is constructed only by mobile nodes without access point. Mobile nodes in MANET operate with scarce resources and restricted battery. If battery of intermediate node is exhausted, overall network might be diverged. Therefore, power-aware is really important. An on-demand multipath routing protocol which is proposed to compensate for shortcoming of on-demand single path routing protocol can reduce route discovery overhead because route discovery starts only when all routes are disconnected. AOMDV(Ad hoc On-demand Multipath Distance Vector) which is on-demand multipath routing protocol based on AODV, reduces 40% of route discovery frequency. However, AOMDV have none of power-aware. So AOMDV have problem that route discovery for power exhaustion is not reduced at all. This paper proposes new power-aware path selection algorithm for AOMDV and scheme that broadcast REER packets when mobile node's battery can be gone. Performance comparison of proposed algorithm with AOMDV using ns-2 simulator shows that route discovery of proposed algorithm is reduced maximally 36.57% than AOMDV's.

다양한 무선 네트워크 Topology에 따른 Ad hoc 망의 성능 분석

이장수(Jangsu Lee),조재원(Jaeweon Cho),홍대형(Daehyoung Hong) 한국통신학회 2002 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2002 No.7