감시정찰 센서네트워크에서 시공간 연관성를 이용한 효율적인 이벤트 탐지 기법

여명호,김용현,김훈규,이노복,Yeo, Myung-Ho,Kim, Yong-Hyun,Kim, Hun-Kyu,Lee, Noh-Bok 한국군사과학기술학회 2011 한국군사과학기술학회지 Vol.14 No.5

In this paper, we present a new efficient event detection algorithm for sensor networks with faults. We focus on multi-attributed events, which are sets of data points that correspond to interesting or unusual patterns in the underlying phenomenon that the network monitors. Conventional algorithms cannot detect some events because they treat only their own sensor readings which can be affected easily by environmental or physical problem. Our approach exploits spatio-temporal correlation of sensor readings. Sensor nodes exchange a fault-tolerant code encoded their own readings with neighbors, organize virtual sensor readings which have spatio-temporal correlation, and determine a result for multi-attributed events from them. In the result, our proposed algorithm provides improvement of detecting multi-attributed events and reduces the number of false-negatives due to negative environmental effects.

센서 네트워크 환경에서 비컨 교환을 이용한 아웃라이어 탐지 기법

여명호 ( Myung-ho Yeo ),성동욱 ( Dong-ook Seong ),조용준 ( Yong-jun Cho ),유재수 ( Jae-soo Yoo ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.2

아웃라이어 탐지는 일반적이지 않은 특징을 가진 데이터를 찾는 기법으로 데이터 마이닝 분야의 중요한 연구 중 하나다. 본 논문에서는 센서 네트워크를 이용한 응용분야에서 아웃라이어를 효과적으로 탐지하기 위한 인-네트워크 처리 기법을 제안한다. 비컨 교환을 통해 데이터 교환 비용을 줄이고, 슬라이딩 윈도우를 이용하여 센서 노드간 불필요한 데이터 수신(overhearing)을 줄인다. 실험 결과, TDMA 를 이용하여 모든 데이터를 기지국으로 전송하는 NaiVe 기법에 비해 평균 86.92% ~ 133.67% 네트워크 수명이 연장되었다.

노드 이용률과 검색 속도 개선을 위한 비트 벡터 기반 공간 분할 색인 기법

여명호(Myung Ho Yeo),성동욱(Dong Ook Seong),유재수(Jae Soo Yoo) 한국정보과학회 2010 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.16 No.7

KDB-트리는 다차원 데이터를 검색하기 위한 전통적인 색인 기법이다. 많은 연구에서 낮은 저장 공간 사용과 검색 성능이 KDB-트리군의 두 병목현상이라고 언급되고 있다. 데이터 삽입 순서와 데이터의 편향으로 인한 불필요한 공간 분할이 그 원인이다. 본 논문에서는 편향 데이터를 효율적으로 처리하고, 검색 성능을 향상시키기 위한 새로운 색인 구조인 KDB<SUB>CS</SUB>?-트리를 제안한다. KDB<SUB>CS</SUB>?-트리는 분할 정보를 비트벡터로 표현하는 압축 기법과 노드의 그룹화를 통한 포인터 제거 기법을 활용하여 중간 노드의 팬-아웃을 증가시키고, 중간 노드의 엔트리를 계층적으로 표현함으로써 중간 노드의 사용율을 높인다. The KDB-tree is a traditional indexing scheme for retrieving multidimensional data. Much research for KDB-tree family frequently addresses the low storage utilization and insufficient retrieval performance as their two bottlenecks. The bottlenecks occur due to a number of unnecessary splits caused by data insertion orders and data skewness. In this paper, we propose a novel index structure, called as KDB<SUB>CS</SUB>?-tree, to process skewed data efficiently and improve the retrieval performance. The KDB<SUB>CS</SUB>?-tree increases the number of fan-outs by exploiting bit-vectors for representing splitting information and pointer elimination. It also improves the storage utilization by representing entries as a hierarchical structure in each internal node.

무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 이중 레이어 분산 클러스터링 기법

여명호(Myung Ho Yeo),김유미(Yu Mi Kim),유재수(Jae Soo Yoo) 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.35 No.1

최근 무선 센서 네트워크는 다양한 응용분야의 플랫폼으로써 사용되고 있다. 무선 센서를 배치하고, 센서 네트워크를 구성함으로써 원격으로 어떤 영역에 포함된 객체들의 동작, 상태, 위치 등에 관한 정보를 얻을 수 있다. 일반적으로 센서 노드들은 제한된 배터리로 동작하기 때문에 센서 네트워크의 생명주기를 연장시키기 위한 에너지 효율적인 데이타 수집 메커니즘은 필수 조건이다. 본 논문에서는 클러스터 헤드의 에너지 소모를 분산할 수 있는 새로운 클러스터링 기법을 제안한다. 먼저 클러스터 헤드의 역할에 따른 에너지 소모를 분석하고, 클러스터를 수집과 전송을 위한 두 계층으로 분리한다. 그 다음 각 계층을 담당하는 센서 노드를 선출하여 단일 클러스터 헤드의 에너지 소모를 2개의 센서 노드로 분산한다. 제안하는 클러스터링 기법의 우수성을 보이기 위해 시뮬레이션을 통해 기존의 클러스터링 기법과 성능을 비교했다. 그 결과, 기존의 알고리즘에 비해 생명 주기(lifetime)가 10%~40% 향상되는 것을 확인할 수 있었다. Wireless sensor networks have recently emerged as a platform for several applications. By deploying wireless sensor nodes and constructing a sensor network, we can remotely obtain information about the behavior, conditions, and positions of objects in a region. Since sensor nodes operate on batteries, energy-efficient mechanisms for gathering sensor data are indispensable to prolong the lifetime of a sensor network as long as possible. In this paper, we propose a novel clustering algorithm that distirubtes the energy consumption of a cluster head. First, we analyze the energy consumption of cluster heads and divide each cluster into a collection layer and a transmission layer according to their roles. Then, we elect a cluster head for each layer to distribute the energy consumption of single cluster head. In order to show the superiority of our clustering algorithm, we compare it with the existing clustering algorithm in terms of the lifetime of the sensor network. As a result, our experimental results show that the proposed clustering algorithm achieves about 10%~40% performance improvements over the existing clustering algorithms.

데이터 중심 저장구조에 기반한 스카이라인 질의 처리 기법

여명호(Myung-Ho Yeo),성동욱(Dong-Ook Seong),송석일(Seok-Il Song),유재수(Jae-Soo Yoo) 한국콘텐츠학회 2009 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.7 No.1

센서 네트워크를 위한 데이터 중심 저장구조는 다차원의 범위질의는 물론 정합질의를 효과적으로 처리하기 위해서 제안되었다. 하나의 센서 네트워크는 범위질의 하나만 처리하거나 스카이라인 질의 하나만을 처리하기 위해서 설치될 수도 있지만 일반적으로 다양한 질의를 같이 처리하기 위해서 사용된다. 따라서, 데이터 중심 저장구조에서 다차원의 범위질의 뿐만 아니라 스카이라인 질의도 효과적으로 처리될 필요가 있다. 기존에 제안된 스카이라인질의 처리 알고리즘들은 데이터 중심 저장구조의 존재를 고려하지 않고 있다. 일부 대표적인 데이터 중심 저장구조는 유사한 데이터를 지리적으로 인접한 센서노드에 저장하는 특징을 갖는다. 이 논문에서는 이러한 특징을 고려하여 데이터 중심 저장구조에서 보다 효과적으로 동작할 수 있는 스카이라인 질의 처리기법을 제안한다. Data centric storages for sensor networks have been proposed to efficiently process multi-dimensional range queries as well as exact matches. Usually, a sensor network does not process only one type of the query but supports various types of queries such as range queries, exact matches and skyline queries. Therefore, a sensor network based on a data centric storage for range queries and exact matches should process skyline queries efficiently. However, existing algorithms for skyline queries have not considered the features of data centric storages. Some of the data centric storages store similar data in sensor nodes that are placed on geographically similar locations. Consequently, all data are ordered in a sensor network. In this paper, we propose a new skyline query processing algorithm that exploits the above features of data centric storages.

센서 네트워크를 위한 데이터 인지 우선순위 기반의 에너지 효율적인 Top-k 질의 처리

여명호(Myung Ho Yeo),성동욱(Dong Ook Seong),유재수(Jae Soo Yoo) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.36 No.3

Top-k 질의는 많은 센서 네트워크 응용 분야에서 중요하게 사용된다. 기존에 제안된 필터 기반의 Top-k 질의 처리 기법은 질의 결과에 영향을 미치는 값만을 수신하기 위해 각 센서 노드의 측정 허용 범위를 필터로 설정함으로써 센서 데이타의 전송 횟수를 줄인다. 하지만, 센서 데이타의 재검증과 필터의 재배포 과정에서 추가적인 에너지를 소모한다. 또한, 질의 결과값이 빈번히 변경될수록 필터의 재배포 횟수가 증가하여 에너지의 소모가 더욱 증가한다. 본 논문에서는 Top-k 질의를 처리하기 위해서 측정한 데이타를 기반으로 우선 순위를 결정하고, 우선 순위에 따라 최소한의 센서 데이타를 수집하는 새로운 Top-k 질의 처리 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 우수성을 보이기 위해서 시뮬레이션을 통한 성능 평가를 수행하였으며, 그 결과 기존 필터 기반의 기법에 비해 네트워크의 수명이 크게 향상되었다. Top-k queries are important to many wireless sensor applications. Conventional Top-k query processing algorithms install a filter at each sensor node and suppress unnecessary sensor updates. However, they have some drawbacks that the sensor nodes consume energy extremely to probe sensor reading or update filters. Especially, it becomes worse, when the variation ratio of top-k result is higher. In this paper, we propose a novel Top-k query processing algorithm for energy-efficiency. First, each sensor determines its priority as the order of data gathering. Next, sensor nodes that have higher priority transmit their sensor readings to the base station until gathering k sensor readings. In order to show the superiority of our query processing algorithm, we simulate the performance with the existing query processing algorithms. As a result, our experimental results show that the network lifetime of our method is prolonged largely over the existing method.

질병 검색 서비스를 위한 디렉토리 시스템 설계 및 구현

여명호(Myung-ho Yeo),이윤경(Yoon-kyeong Lee),노규종(Kyu-jong Rho),박형순(Hyoung-soon Park),김학신(Hak-sin Kim),박준호(Jun-ho Park),강태호(Tae-ho Kang),김학용(Hak-yong Kim),유재수(Jae-soo Yoo) 한국콘텐츠학회 2009 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.7 No.1

생명 공학 분야의 연구는 대용량의 데이터 처리를 요구한다. 과거 실험을 통해 접근하던 방식에서 벗어나 최근 IT 기술의 결합을 통해 다양한 실험 데이터를 공유하고, 연계함으로써 연구를 가속화하고 있다. 질병에 대한 연구는 생명 공학의 큰 테마 중 하나이다. 질병 데이터를 분류하고, 웹을 통해 데이터를 제공하는 다양한 서비스가 존재한다. 하지만, 기존 서비스들은 각기 다른 분류 방법을 가지고 있으며, 고차원 처리를 요구하는 신규 서비스와 연계하기 위한 인프라의 부재는 생명 공학 연구의 발전을 저해하는 요소로 작용하기도 한다. 본 논문에서는 이종의 질병 데이터베이스를 통합하기 위한 데이터 구조를 제안하고, 신규 서비스와 연계하기 위한 인프라로서 질병 디렉토리 시스템을 설계하고 구현한다. Recently, biological researches are required to deal with a large scale of data. While scientists used classical experimental approaches for researches in the past, it is possible to get more sophisticated observations easily with convergence of information technologies and biology. The study on diseases is one of the most important issues of the life science. Conventional services and databases provide users with information such as classification of diseases, symptoms, and medical treatments through web. However, it is hard to connect or develop them for other new services because they have independent and different criterions. It may be a factor that interferes the development of biology. In this paper, we propose an integrated data structure for the disease database, and design and implement a novel directory system for diseases as an infrastructure for developing other new services.

무선 센서 네트워크를 위한 2-계층 기반의 에너지 효율적인 클러스터링 기법

여명호 ( Myung-ho Yeo ),김유미 ( Yu-mi Kim ),유재수 ( Jae-soo Yoo ) 한국정보처리학회 2006 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.13 No.2

최근 무선 센서 네트워크에 대한 관심이 증가하고 있으며 여러 응용분야에서 활용되고 있다. 일반적으로 센서 네트워크는 수 백 ~ 수 만개의 작은 센서 노드들로 이루어지며, 센서 노드들은 제한된 에너지를 가지고 있기 때문에 효율적인 에너지 사용과 함께 범위성(Scalability), 부하 균등(Load Balancing) 이 센서 네트워크 응용 분야의 중요한 요구사항이다. 클러스터링은 이와 같은 요구사항을 처리하기 위한 효과적인 기술 중 하나이다. 하지만 클러스터의 모양에 따라 네트워크의 성능이 크게 달라지고, 수집과 전송에 대한 헤드의 부하가 일반 노드에 비해 크다는 단점이 있다. 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 그리드 구조를 기반으로 헤드 선출 영역을 제한하고, 수집과 전송을 수행하는 계층을 분리한 2-계층 기반 클러스터링 알고리즘을 제안한다.

센서 네트워크에서 데이터 압축을 위한 피드백 배포 기법

여명호(Myung Ho Yeo),성동욱(Dong Ook Seong),조용준(Yong Jun Cho),유재수(Jae Soo Yoo) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.37 No.2

네트워크 분야에서 데이터 압축은 네트워크 트래픽을 줄이기 위한 전통적이고 효과적인 방법 중 하나이다. 센서 네트워크의 데이터는 시/공간적인 연관성을 가지고 있으며, 이러한 특성을 이용한 데이터 압축 기법들이 많이 연구되고 있다. 센서 노드는 제한된 범위내의 통신이 가능하며, 자신의 통신 반경내의 데이터만을 활용한다. 만약 네트워크의 전체 데이터 분포 특성을 활용할 수 있다면, 데이터 압축의 효율을 증가시킬 수 있다. 본 논문에서는 네트워크 전체 데이터 분포 특성을 활용하기 위한 새로운 접근의 피드백 배포 기법을 통한 데이터 압축 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기지국 혹은 슈퍼 노드에 의해 수집된 데이터의 빈도를 이용하여 허프만 코드를 생성하고, 배포함으로써 네트워크 전체의 데이터 압축을 용이하게 한다. 본 논문의 우수성을 보이기 위해서 시뮬레이션을 통해 성능 평가를 수행하였으며 그 결과 네트워크의 수명이 약 30% 증가하였다. Data compression technique is traditional and effective to reduce network traffic. Generally, sensor data exhibit strong correlation in both space and time. Many algorithms have been proposed to utilize these characteristics. However, each sensor just utilizes neighboring information, because its communication range is restrained. Information that includes the distribution and characteristics of whole sensor data provide other opportunities to enhance the compression technique. In this paper, we propose an orthogonal approach for compression algorithm based on a novel feedback diffusion algorithm in sensor networks. The base station or a super node generates the Huffman code for compression of sensor data and broadcasts it into sensor networks. Every sensor that receives the information compresses their sensor data and transmits them to the base station. We define this approach as feedback-diffusion. In order to show the superiority of our approach, we compare it with the existing aggregation algorithms in terms of the lifetime of the sensor network. As a result, our experimental results show that the whole network lifetime was prolonged by about 30%.

WMI를 이용한 다중 클라이언트 원격 관리 시스템 설계 및 구현

여명호(Myung-Ho Yeo),박준호(Jun-Ho Park),강광구(Gwang-Goo Kang),권현호(Hyun-Ho Kwon),이진주(Jin-Ju Lee),이지희(Ji-Hee Lee),최형락(Hyoung-Rak Choi),장수민(Su-Min Jang),서원석(Won-Seok Seo),유재수(Jae-Soo Yoo) 한국콘텐츠학회 2010 한국콘텐츠학회논문지 Vol.10 No.10

최근 컴퓨터의 잉여 자원을 이용하기 위하여 최근에는 한 대의 컴퓨터를 여러 유저가 동시에 사용할 수 있는 다중 클라이언트 PC 기술이 고안되고 있다. 기존의 PC 매니지먼트 시스템은 일반적으로 한 대의 컴퓨터를 한 명의 사용자만이 사용하는 단일 클라이언트 PC만을 고려하였기 때문에 다양하고도 복잡한 문제를 야기 시킬 수 있다. 본 논문에서는 WMI 기술을 이용한 윈도우즈 OS 기반 다중 클라이언트의 사용 정보를 모니터링 및 제어 할 수 있는 원격 관리 시스템을 설계하고 구현한다. 제안하는 시스템은 WMI 기술과 새롭게 정의한 클라이언트 관리 프로토콜을 이용하여 다중 클라이언트 개별의 자원 사용 정보에 대한 모니터링 및 제어 기능을 제공한다. 뿐만 아니라, 서버와 클라이언트 간의 의사소통 기능을 제공하며, 잠금 설정 및 접근 제어 기능을 제공한다. Recently, multi client PC technologies that several users can use one set of computer at the same time are being designed to use the surplus computer resource. In general, as the existing PC management system considers only a single client PC that only one user uses a computer, various kinds of complicated problems may be arisen. This paper designs and realizes a remote management system that can monitor and control the information used in the windows based OS multi-client using WMI technology. The proposed system herein uses WMI technology and newly defined client management protocol and provides the monitoring and control functions on individual resource use information of multi-client. As well, it provides a communication function between the server and the client, and locking setting and access control functions.