무선 센서 네트워크에서 노드 재프로그래밍을 위한 타부 서치 알고리즘

장길웅,Jang, Kil-woong 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.5

무선 센서 네트워크에서 배치된 노드의 기능을 변경하거나 갱신하기 위해 노드의 소프트웨어 코드를 업데이트하는 재프로그래밍 동작은 필수적이다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 노드의 재프로그래밍을 목적으로 노드의 전송에너지를 최소화하는 최적화 알고리즘을 제안한다. 또한 네트워크의 수명을 오래 유지하기 위해 전체 노드의 에너지 소모를 균형있게 유지하도록 알고리즘을 설계한다. 본 논문에서는 많은 수의 노드가 배치된 무선 센서 네트워크에서 전송에너지의 최소화와 에너지 소모의 균형화를 위해 새로운 이웃해 생성방식을 가진 타부서치 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 적정한 수행 시간 내에 최적의 결과를 도출하도록 설계되었다. 제안된 타부서치 알고리즘의 성능은 노드의 전송에너지와 남은 에너지, 알고리즘 수행시간 측면에서 평가되었으며, 성능 평가 결과에서 이전의 방식에 비해 우수한 성능을 보였다. A reprogramming operation is necessary to update the software code of the node to change or update the functionality of the deployed node in wireless sensor networks. This paper proposes an optimization algorithm that minimizes the transmission energy of a node for the purpose of reprogramming a node in wireless sensor networks. We also design an algorithm that keeps energy consumption of all nodes balanced in order to maintain the lifetime of the network. In this paper, we propose a Tabu search algorithm with a new neighborhood generation method for minimizing transmission energy and energy consumption in wireless sensor networks with many nodes. The proposed algorithm is designed to obtain optimal results within a reasonable execution time. The performance of the proposed Tabu search algorithm was evaluated in terms of the node's transmission energy, remaining energy, and algorithm execution time. The performance evaluation results showed better performance than the previous methods.

Redundancy Allocation Problem of Complex Systems with Heterogeneous Components

장길웅,김재환,김정배 한국경영과학회 2010 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.6

무선 센서 네트워크에서 최대 수명 데이터 수집 문제를 위한 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘

장길웅,Jang, Kil-Woong 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.7

The maximum lifetime data aggregation problem is to maximize the network lifetime as minimizing the transmission energy of all deployed nodes in wireless sensor networks. In this paper, we propose a simulated annealing algorithm to solve efficiently the maximum lifetime data aggregation problem on the basis of meta-heuristic approach in wireless sensor networks. In order to make a search more efficient, we propose a novel neighborhood generating method and a repair function of the proposed algorithm. We compare the performance of the proposed algorithm with other existing algorithms through some experiments in terms of the network lifetime and algorithm computation time. Experimental results show that the proposed algorithm is efficient for the maximum lifetime data aggregation problem in wireless sensor networks. 무선 센서 네트워크에서 최대 수명 데이터 수집 문제는 네트워크에 배치된 모든 노드의 데이터 전송 에너지를 최소화함으로써 네트워크의 수명을 최대화하는 문제이다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 최대 수명 데이터 수집문제를 효과적으로 해결하기 위한 메타휴리스틱 기법 중 하나인 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는 보다 효과적인 해를 찾기 위해 새로운 이웃해 생성방식과 복구함수를 적용한다. 제안된 알고리즘의 성능은 네트워크 수명과 알고리즘 실행시간 관점에서 기존의 알고리즘과 비교평가 하였으며, 실험 결과에서 제안된 알고리즘이 최대 수명 데이터 수집 문제에 효과적으로 적용됨을 보여준다.

해양 센서 네트워크에서 네트워크 클러스터링을 위한 유전 알고리즘

장길웅,Jang, Kil-Woong 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.12

해양 센서 네트워크에서 클러스터링 문제는 네트워크 수명 및 확장성을 향상시키기 위한 문제 중 하나이다. 본 논문은 모든 노드가 클러스터 헤더를 통하여 싱크 노드로 데이터를 전송하는데 사용되는 전송 에너지를 최소화할 수 있는 클러스터링 문제의 최적 결과를 찾는 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 네트워크에서 노드의 수가 증가하면 적절한 클러스터 구성을 위한 계산량은 급격히 늘어나게 된다. 본 논문에서는 적정한 시간 내에 최적의 클러스터 구성을 위한 유전 알고리즘을 제안하며, 효율적인 검색을 위해 유전 알고리즘의 효과적인 이웃해 생성 동작을 제안한다. 제안된 알고리즘은 전송 에너지와 실행시간 관점에서 성능을 평가하며, 평가 결과에서 제안된 알고리즘이 해양 센서 네트워크에서 클러스터를 효과적으로 구성함을 보인다. A Clustering problem is one of the organizational problems to improve network lifetime and scalability in underwater acoustic sensor networks. This paper propose an algorithm to obtain an optimal clustering solution to be able to minimize a total transmission power for all deployed nodes to transmit data to the sink node through its clusterhead. In general, as the number of nodes increases, the amount of calculation for finding the solution would be too much increased. To obtain the optimal solution within a reasonable computation time, we propose a genetic algorithm to obtain the optimal solution of the cluster configuration. In order to make a search more efficient, we propose some efficient neighborhood generating operations of the genetic algorithm. We evaluate those performances through some experiments in terms of the total transmission power of nodes and the execution time of the proposed algorithm. The evaluation results show that the proposed algorithm is efficient for the cluster configuration in underwater acoustic sensor networks.

무선 메쉬 네트워크에서 네트워크 설계 문제를 위한 타부 서치 알고리즘

장길웅,Jang, Kil-woong 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.6

무선 메쉬 네트워크는 메쉬 클라이언트와 메쉬 라우터, 메쉬 액세스 포인트로 구성된다. 메쉬 라우터는 메쉬 클라이언트에게 무선 네트워크 서비스를 연결해주며, 메쉬 액세스 포인트는 유선 링크를 사용하여 백본 네트워크에 연결하고 메쉬 클라이언트에게 인터넷 액세스 서비스를 제공한다. 본 논문에서는 제한된 수의 메쉬 라우터와 메쉬 액세스 포인트를 사용하여 무선 메쉬 네트워크에 대한 네트워크 설계를 위한 최적화 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안된 최적화 알고리즘은 메타휴리스틱방식의 하나인 타부서치 알고리즘을 적용하였으며, 라우터와 메쉬 액세스 포인트의 배치에 따른 전송지연을 최소화하고 적절한 수행 시간 안에 결과가 도출되도록 설계되었다. 제안된 타부서치 알고리즘은 메쉬 라우터와 메쉬 액세스 포인트의 배치를 위한 전송지연과 알고리즘 수행시간 관점에서 비교 평가되었으며, 성능평가에서 기존의 제안된 메타휴리스틱 방식에 비해 우수한 성능을 보였다. Wireless mesh networks consist of mesh clients, mesh routers and mesh access points. The mesh router connects wireless network services to the mesh client, and the mesh access point connects to the backbone network using a wired link and provides Internet access to the mesh client. In this paper, a limited number of mesh routers and mesh access points are used to propose optimization algorithms for network design for wireless mesh networks. The optimization algorithm in this paper has been applied with a sub-subscription algorithm, which is one of the meta-heuristic methods, and is designed to minimize the transmission delay for the placement of mesh routers and mesh access points, and produce optimal results within a reasonable time. The proposed algorithm was evaluated in terms of transmission delay and time to perform the algorithm for the placement of mesh routers and mesh access points, and the performance evaluation results showed superior performance compared to the previous meta-heuristic methods.

IMT-2000에서 라우팅 시나리오 성능 비교 ( Performance Comparison of Routing Scenarios for The IMT-2000 )

장길웅,박선영,황성호,김정삼,한기준 대한전자공학회 1997 대한전자공학회 학술대회 Vol.1997 No.01

무선 브로드캐스트 애드혹 네트워크에서 네트워크 수명을 최대화하기 위한 타부서치 알고리즘

장길웅 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회논문지 Vol.26 No.8

In this paper, we propose an optimization algorithm that maximizes the network lifetime in wireless ad-hoc networks using the broadcast transmission method. The optimization algorithm proposed in this paper applies tabu search algorithm, a metaheuristic method that improves the local search method using the memory structure. The proposed tabu search algorithm proposes efficient encoding and neighborhood search method to the network lifetime maximization problem. By applying the proposed method to design efficient broadcast routing, we maximize the lifetime of the entire network. The proposed tabu search algorithm was evaluated in terms of the energy consumption of all nodes in the broadcast transmission occurring in the network, the time of the first lost node, and the algorithm execution time. From the performance evaluation results under various conditions, it was confirmed that the proposed tabu search algorithm was superior to the previously proposed metaheuristic algorithm. 본 논문은 브로드캐스트 전송방식을 사용하는 무선 애드혹 네트워크에서 네트워크 수명을 최대화하는 최적화 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 최적화 알고리즘은 메모리 구조를 이용하여 로컬 검색 방법을 향상시키는 메타휴리스틱 방식인 타부서치 알고리즘을 적용한다. 제안된 타부서치 알고리즘은 네트워크 수명 최대화 문제에 대하여 효율적인 인코딩 방식과 인접해 검색 방법을 제안한다. 제안된 방식을 적용하여 효율적인 브로드캐스트 라우팅을 설계함으로써 전체 네트워크의 수명을 최대화한다. 제안된 타부서치 알고리즘은 네트워크에서 발생하는 브로드캐스트 전송에서 모든 노드의 소모 에너지와 최초 소실 노드 시점, 알고리즘 실행 시간 관점에서 평가되었다. 다양한 조건의 성능평가 결과에서 제안된 타부서치 알고리즘이 이전에 제안된 메타휴리스틱 알고리즘과 비교했을 때 더 우수함을 확인할 수 있었다.

아마씨유와 대마씨유의 산화안정성 비교

장길웅,유은지,최선일,한웅호,문효,권희연,최예은,윤상진,이옥환 한국식품영양과학회 2020 한국식품영양과학회지 Vol.49 No.7

The objective of this research was to determine the chemical properties and oxidative stability of flax seed oil and hemp seed oil. The chemical properties of flax seed oil and hemp seed oil were measured based on acid value, peroxide value, iodine value, saponification value, and fatty acid composition. During autoxidation (40°C, 64 days), oxidative stability was measured by acid value and peroxide value. The acid, peroxide, iodine, and saponification values of flax seed were 0.28 mg KOH/g, 5.33 meq/kg, 118.21 g iodine/100 g, and 154.64 mg KOH/g while those of hemp seed oil were 1.05 mg KOH/g, 6.11 meq/kg, 117.96 g iodine/100 g, and 130.81 mg KOH/g, respectively. The major fatty acid compositions of flax seed oil and hemp seed oil were palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and α-linolenic acid, whereas α-linolenic acid in flax seed oil and linoleic acid in hemp seed were the most abundant fatty acid components. In addition, saturated fatty acid, monounsaturated fatty acid, and polyunsaturated fatty acid of flax seed oil were 18.47%, 21.98%, and 59.45% while those for hemp seed oil were 38.81%, 23.30%, and 37.82%, respectively. For oxidative stability under autoxidation conditions, the acid and peroxide values of flax seed oil were 8.99 mg KOH/mg and 451.53 meq/kg while those of hemp seed oil were 3.88 mg KOH/g and 388.45 meq/kg, respectively. In this study, it was confirmed that the oxidative stability of hemp seed oil was superior than that of flax seed oil. 본 연구는 아마씨유와 대마씨유의 화학적 특성을 측정하고 산화안정성과 유지의 지방산 함량의 관계를 규명하고자 수행되었다. 아마씨유와 대마씨유의 산가, 과산화물가, 요오드가 및 비누화가를 측정하여 화학적 특성을 평가하였으며, GC-FID를 사용하여 지방산의 함량을 분석하였고, 아마씨유와 대마씨유를 40°C에서 64일간 자동산화를 유도한 후 산가 및 과산화물가를 측정하여 산화안정성을 평가하였다. 화학적 특성을 측정한 결과 아마씨유의 산가, 과산화물가, 요오드가 및 비누화가는 0.28 mg KOH/g, 5.33 meq/kg, 118.21 g iodine/100 g 및 154.64 mg KOH/g으로 나타났으며, 대마씨유는 1.05 mg KOH/g, 6.11 meq/kg, 117.96 g iodine/100 g 및 130.81 mg KOH/g으로 나타났다. 아마씨유와 대마씨유의 주요 지방산은 palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, α-linolenic acid이고, 그중에서 아마씨유에는 α-linolenic acid, 대마씨유에는 linoleic acid의 함량이 가장 많은 양을 차지하고 있는 것으로 확인되었다. 또한, 아마씨유의 포화지방산은 18.47%, 대마씨유의 포화지방산은 38.81%로 나타났고, 단일 불포화지방산은 21.98%와 23.30% 다중 불포화지방산은 각각 59.45%와 37.72%로 나타났다. 자동산화(40°C, 64일) 조건에서 아마씨유와 대마씨유의 산화안정성 측정 결과 아마씨유의 산가와 과산화물가는 8.99 mg KOH/g과 451.53 meq/kg으로 나타났으며, 대마씨유의 산가와 과산화물가는 3.88 mg KOH/ g과 388.45 meq/kg으로 나타났다. 본 연구를 통하여 대마씨유의 산화안정성이 아마씨유보다 우수함을 알 수 있었다.

Redundancy Allocation Problem of Complex Systems with Heterogeneous Components

장길웅,김재환,김정배 대한산업공학회 2010 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2010 No.6

무선 메쉬 네트워크에서 라우터 노드 배치를 위한 타부 서치 알고리즘

장길웅,Jang, Kil-Woong 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.1

본 논문에서는 무선 메쉬 네트워크에서 라우터 노드와 클라이언트 노드간의 연결설정 최대화를 위해 라우터 노드를 효과적으로 배치하는 타부 서치 알고리즘을 제안한다. 네트워크에서 라우터 노드와 클라이언트 노드의 수가 증가함에 따라 두 종류의 노드 간 연결을 위한 계산량은 급격히 늘어나게 된다. 본 논문에서는 밀집도가 높은 네트워크에서 적정한 시간 내에 최적의 노드 연결을 위한 타부 서치 알고리즘을 제안하며, 효율적인 검색을 위해 타부 서치 알고리즘의 효과적인 이웃해 생성 동작을 제안한다. 제안된 알고리즘은 라우터 노드와 클라이언트 노드간의 최대 연결수와 실행시간 관점에서 성능을 평가하며, 평가 결과에서 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 성능이 우수함을 보인다. This paper proposes a Tabu search algorithm to maximize the connectivity between the router nodes and the client nodes in wireless mesh networks. As the number of the router nodes and the client nodes in the networks increases, the amount of calculation for finding the solution would be too much increased. To obtain the optimal solution within a reasonable computation time for a high-density network, we propose a Tabu search algorithm to obtain the optimal solution for maximizing the connectivity. In order to make a search more efficient, we propose some efficient neighborhood generating operations of the Tabu search algorithm. We evaluate those performances through some experiments in terms of the maximum number of the connectivity and the execution time of the proposed algorithm. The comparison results show that the proposed algorithm outperforms other existing algorithms.