무선 센서 네트워크를 위한 에너지 인지 클러스터링 기법

오충식(Chung-Shick Oh),나성원(Sung-Won Na),김남중(Nam-Jung Kim),최승권(Seung-Kwon Choi),조용환(Yong-Hwan Cho) 한국엔터테인먼트산업학회 2013 한국엔터테인먼트산업학회논문지 Vol.7 No.1

본 논문에서는 무선 센서 네트워크 관련 연구 분야에서 가장 중요한 이슈인 에너지 효율성에 기반을 두어, 클러스터 구성의 복잡성을 감소시키고 클러스터 헤드 재선출과 클러스터 재구성을 통하여 노드의 에너지 소모를 최소화하면서 네트워크 수명을 연장시킬 수 있는 에너지 인지 클러스터링 기법을 제안하였다. 제안 기법은 노드의 에너지를 고려한 클러스터 헤드 재선출과 불필요한 오버헤드를 감소시키도록 필요에 따라 동적으로 클러스터를 재구성하도록 하여 전체 네트워크의 에너지 효율을 높일 수 있도록 하였다. NS-2를 이용한 시뮬레이션 결과 제안 알고리즘을 적용한 기법이 에너지 효율을 높여 노드의 에너지 소모를 감소시키고 네트워크의 수명을 증가시켰음을 확인하였다. This paper proposes an energy-aware clustering method that can increase network lifetime and reduce complexity of cluster formation based on the energy efficiency which is the most important issue of the research field related to wireless sensor networks. The proposed method increases the energy efficiency of entire network by reforming cluster dynamically for reducing unnecessary overhead, and it also provides energy aware cluster head reelection. Simulation results using NS-2 show that the proposed method increases network lifetime and reduces energy consumption by increasing energy efficiency of each node.

SEED를 이용한 Web 기반 클러스터시스템 어카운팅 설계

오충식(Oh Chung-Shick) 한국콘텐츠학회 2003 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.1 No.2

컴퓨팅 환경의 고도화와 인터넷 사용자의 급증으로 인해 현재의 Web기반 클러스터 시스템 어카운팅 서비스는 과거에 비해 다수의 사용자로 하여금 보다 많은 양의 데이터를 고속으로 접근할 수 있게 하고 있다. 하지만 시스템 환경의 편리함 만큼이나 사용자 정보와 데이터의 보안 역시 중요한 요소 중 하나이며 특히 데이터 유출, 해킹 그리고 악의적인 코드 등으로 인한 개인과 기관의 피해는 인터넷 서비스 사업 분야에 있어 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 국내 TTA(한국정보통신기술협회) 표준 암호 알고리즘인 SEED를 이용한 보다 안정적인 웹기반 클러스터시스템 어카운팅 서비스 방안을 제안한다. Both the highly developed computing environment and the rapid increase of the internet users enable the present web based cluster system accounting service to help many users access to numerous data at high speed. However, the information security of users and data is also as important as the convenience of the systematic environment. Especially, the significance of damage to the individuals and organizations resulted from the data outflow, hacking and malicious coding has risen up to one of the most essential problems in the internet service business. In this study, I suggest a more safe web based cluster system accounting service solution applying SEED, the Korean Telecommunications Technology Association (TTA) standard encryption algorithm.

클러스터 기반 무선 센서 네트워크에서 효율적인 클러스터 헤드 재선출 기법

오충식(Chung-Shick Oh),조용환(Yong-Hwan Cho),최승권(Seung-Kwon Choi) 한국엔터테인먼트산업학회 2012 한국엔터테인먼트산업학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.11

본 논문은 무선 센서 네트워크와 관련된 연구 분야중 가장 중요하게 다루어지고 있는 에너지 효율 문제를 다룬다. 특히 클러스터 기반 네트워크를 위한 에너지 효율적인 클러스터 헤드 재선출 기법을 제안하였다. 기존의 클러스터 기반 라우팅 방식의 대표격인 LEACH 기법은 클러스터 헤드를 무작위로 재선출함으로써 클러스터의 편중과 에너지 소모의 공평성 문제를 가지고 있었다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 노드의 에너지 잔량을 고려한 클러스터 헤드 재선출 기법을 제안하였으며 실험을 통해 성능을 확인하였다.

VCS 상관블록의 TCP/IP 출력데이터의 무결성 검사 소프트웨어의 개발과 성능개선에 관한 연구

염재환,노덕규,오충식,정진승,정동규,오세진,Yeom, Jae-Hwan,Roh, Duk-Gyoo,Oh, Chung-Sik,Jung, Jin-Seung,Chung, Dong-Kyu,Oh, Se-Jin 한국융합신호처리학회 2012 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.13 No.4

본 논문에서는 VLBI상관서브시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS)의 상관블록 TCP/IP 출력데이터의 무결성 검사를 위한 소프트웨어의 개발과 상관출력 데이터의 손실을 방지하기 위한 성능개선 방법에 대해 기술한다. VCS의 상관결과는 TCP/IP 패킷 통신으로 데이터아카이브(Data Archive)에 저장된다. 본 논문에서는 데이터아카이브에 저장된 상관결과의 무결성을 확인하기 위해 VCS의 TCP/IP 패킷 정보를 이용한 무결성 검사 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 소프트웨어를 이용하여 3단계의 무결성 검사 과정을 제안하고, 상관처리 실험을 통하여 제안방법의 유효성을 확인하였다. 또한 VCS와 데이터아카이브 사이에는 최소 적분시간 이내에 TCP/IP 패킷 통신이 완료되어야 하지만, 짧은 적분시간에 다량의 패킷과 대용량 데이터로 인해 패킷 손실이 발생할 뿐만 아니라 상관결과의 무결성 문제에도 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 논문에서는 TCP/IP 패킷 손실의 원인을 분석하고 VCS의 FPGA(Field Programmable Gate Array) 설계에 대한 수정방법을 제시하여 상관결과의 무결성 문제를 해결하고자 한다. In this paper, we described the software development for verifying the integrity of output data of TCP/IP for VLBI Correlation Subsystem (VCS) correlation block and proposed the performance improvement method in order to prevent the data loss of correlation output. The VCS correlation results are saved at the Data Archive system through TCP/IP packet transmission. In this paper, the integrity verification software is developed so as to confirm the integrity of correlation result saved at the data archive system using TCP/IP packet information of VCS. The 3-step integrity verification process is proposed by using the developed software, its effectiveness was confirmed in consequence of correlation experiments. In addition, TCP/IP packet transmission must be completed within minimum integration period. However, there is not only TCP/IP packet loss occurred but also the problem of correlation result integrity affected in account of a large quantity of packets and data during short integration time. In this paper, the reason of TCP/IP packet loss is analyzed and the modified methods for FPGA(Field Programmable Gate Array) of VCS are proposed, the integrity problem of correlation results will be solved.

생명정보시스템 이용현황 및 수요조사

홍순찬,안부영,오충식,Hong, Sun-Chan,An, Bu-Yeong,O, Chung-Sik 한국과학기술정보연구원 2004 지식정보인프라 Vol.16 No.-

RVDB와 대용량 서버 간의 직접 데이터 전송 알고리즘 개발과 시험에 관한 연구

노덕규,오세진,염재환,정동규,오충식,윤영주,김효령,Roh, Duk-Gyoo,Oh, Se-Jin,Yeom, Jae-Hwan,Jung, Dong-Kyu,Oh, Chung-Sik,Yun, Young-Joo,Kim, Hyo-Ryoung,Ozeki, Kensuke 한국천문학회 2014 天文學論叢 Vol.29 No.3

This paper describes the development of algorithm for direct data transmission between Raw VLBI Data Buffer (RVDB) and Huge Capacity Data Server (HCDS) operated in Korea-Japan Correlation Center (KJCC). The transmitted data is the VLBI observation data, which is recorded at each radio telescope site, and the data transmitting rate is varying from 1 Gbps, in usual case, upto 8 Gbps. The developed algorithm for data transmission enables the direct data transmission between RVDB and HCDS through 10 Gbps optical network using VLBI Data Interchange Format (VDIF). Proposed method adopts the conventional UDP/IP protocol, but in order to prevent the loss of data during data transmission, the packet error monitoring and data re-transmission functions are newly designed. The VDIF specification and VDIFCP (VDIF Control Protocol) are used for the direct data transmission between RVDB and HCDS. To validate the developed algorithm for data transmission, we conducted the data transmission from RVDB to HCDS, and compared to the transmitted data with the original data bit by bit. We confirmed that the transmitted data is identical to the original data without any loss and it has been recovered well even if there were some packet losses.

대전 상관기의 상관 결과에 나타난 유사 DC 성분과 위상 집중 현상에 대한 원인 분석과 해결 방법

노덕규,오세진,염재환,오충식,정진승,정동규,윤영주,오야마 토모아키,오제키 켄스케,오누키 히로푸미,Roh, Duk-Gyoo,Oh, Se-Jin,Yeom, Jae-Hwan,Oh, Chung-Sik,Jung, Jin-Seung,Chung, Dong-Kyu,Yun, Young-Joo,Oyama, Tomoaki,Ozeki, Kensuke,Onuki, Hirofumi 한국융합신호처리학회 2013 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.14 No.3

In this paper, we investigated the correlation outputs of Daejeon correlator at the viewpoints of the buffer memory setting related to the fine delay tracking and the under/overflow issue in FFT modules, in order to eliminate DC-like component and phase concentration to 0 degree. As the ring buffer memory is being used for the fine delay tracking, the DC-like component in correlation outputs is generated by improper setting of data read/write address, and then that address setting method is modified to exclude a polluted FFT segment in correlation processing when crossing the port/stream boundary. The phase concentration to 0 degree at beginning of bandpass is caused by inadequate scaling factors, which may be the origins of under/overflow occurred at internal computation of FFT stage. With the revised method of the ring buffer memory setting and the scaling factors in FFT, we could obtain higher signal-to-noise ratio and flux density, compared to the previous method, through the correlation processing of true observational data. 본 논문에서는 대전상관기의 상관결과에 나타난 유사 DC 성분과 위상의 0도 집중현상을 해결하기 위해 정교한 지연추적을 담당하는 메모리설정과 FFT 계산모듈의 under/overflow 문제를 살펴보는 실험결과를 고찰하였다. 상관기의 정교한 지연추적에는 링버퍼 메모리가 사용되고 있는데, 이 메모리의 데이터 읽기/쓰기 주소의 부적절한 설정으로 인해 상관출력에서 강한 유사 DC 성분이 생성되는 것을 확인하였으며, 포트/스트림이 변경될 때의 1 세그먼트 데이터를 상관처리에 사용하지 않도록 메모리 설정을 수정하였다. 그리고 상관결과에서 대역폭 시작채널의 위상이 0도에 집중되는 현상은 FFT 모듈의 스케일링 값이 적절하지 않았을 때 발생하는 under/overflow의 효과임을 시험을 통해 확인하였으며, 이 문제의 개선방법에 대해 논하였다. 정교한 지연추적의 메모리 설정을 수정하고 적절한 값의 FFT 스케일링 값을 사용하여, 실제 전파천문 관측데이터에 대하여 상관처리 시험을 수행한 결과, 이전보다 개선된 신호대잡음비(SNR)와 향상된 전파세기를 얻을 수 있었다.

상관결과 분석을 위한 CODA/FITS 변환 소프트웨어 개발

오세진,염재환,노덕규,오충식,정진승,정동규,Kawaguchi,O, Se-Jin,Yeom, Jae-Hwan,No, Deok-Gyu,O, Chung-Sik,Jeong, Jin-Seung,Jeong, Dong-Gyu 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2

2010년 7월부터 한국천문연구원과 일본국립천문대가 공동으로 운영하고 있는 한일상관센터(KJCC)에는 최대 16관측국, 최고 속도 8Gbps, 8192출력채널의 성능을 갖는 한일공동VLBI 상관기(KJJVC)가 설치되어 운용되고 있다. 상관결과는 각 출력 채널별로 관측데이터의 비지빌리티 정보만을 보유하고 있기 때문에, AIPS 등의 천문분석 프로그램에서 활용하기 위해서는 변환작업을 수행해야 한다. KJJVC는 일본국립천문대의 FX 상관기에서 활용하고 있는 CODA(Correlated Output Data Analysis) 파일 시스템을 도입하여, KJJVC의 상관결과 후처리에 적합하도록 수정하였다. 이 CODA 파일 시스템은 관측과 상관처리시 필요한 여러 가지 파라미터 정보를 정렬하고, 상관결과인 비지빌리티 정보를 각 채널별로 정렬하여 파일 시스템을 구축한 것이다. 본 발표에서는 KJJVC에서 개발한 CODA 파일 시스템과 AIPS 등에서 분석에 활용할 수 있는 FITS 형식으로 변환하는 소프트웨어의 개발과 성능에 대해 간략히 소개한다.

전파천문 관측데이터 분석을 위해 소프트웨어를 이용한 디지털필터 설계에 관한 연구

염재환,오세진,노덕규,오충식,정동규,신재식,김효령,황주연,Yeom, Jae-Hwan,Oh, Se-Jin,Roh, Duk-Gyoo,Oh, Chung-Sik,Jung, Dong-Kyu,Shin, Jae-Sik,Kim, Hyo-Ryoung,Hwang, Ju-Yeon 한국융합신호처리학회 2015 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.16 No.4

본 논문은 전파천문 관측데이터 분석을 위해 소프트웨어를 이용한 디지털필터 설계방법에 대해 제안한다. 전파천문 관측시스템은 컴퓨팅 시스템의 발전과 함께 하드웨어에서 소프트웨어를 이용한 분석방법으로 넘어가는 단계이다. 기존 하드웨어로는 특정규격에 맞도록 설계 제작되었기 때문에 규격을 변경하는 것이 어렵고 제작에 많은 비용이 소요되지만, 소프트웨어는 규격 변경이 유연하고 공개 소프트웨어를 이용할 경우 저렴하게 설계할 수 있는 장점이 있다. 그러나 소프트웨어로 전파천문과 같이 많은 자료를 분석하기 위해서는 컴퓨터 시스템의 성능이 우수해야 하는 점도 있다. 본 연구에서는 한국우주전파관측망에서 운영하고 있는 관측시스템 중에서 하드웨어로 구성된 디지털필터와 같은 성능을 갖는 소프트웨어 디지털 필터 설계에 대해 제안한다. 제안 방법은 표준 C언어를 이용하여 디지털 필터를 설계하였으며, 설계한 디지털필터에 대해 GNU Octave로 시뮬레이션을 수행하여 유효성을 검토하였다. 또한 설계한 디지털필터의 고속연산을 위해 병렬연산이 가능한 SSE 라이브러리를 도입하였다. KVN 관측모드 중에 광대역 관측데이터를 대상으로 제안한 방법의 디지털 필터를 통하여 협대역 관측모드로 데이터 필터링을 수행하였다. 그 결과, 대역 내의 필터링이 설계대로 수행되었고 리플이 발생하지 않아, 제안방법이 유효함을 확인하였다. In this paper, we propose a design method for a digital filter using software in order to analyze the radio astronomy observation data. Recently the analysis method for radio astronomy observing system is transferring from hardware to software by developing of state-of-the-art of computer system. The existing hardware system is not able to easily change the specification because it is implemented to meet special requirements and it takes a high cost and time. In case of software, however, it has an advantage to implement with small cost if open software is used, and flexibly changes to satisfy the desired specification. But, in order to analyze the massive data like radio astronomy with software, the good performance system is needed for computer. Therefore, this paper proposes a digital filter design method using software with the same performance as that of digital filter implemented with hardware in observation system which is operated by the KVN(Korean VLBI Network). To design a digital filter, the proposed method is performed with standard C language and the simulation is conducted with GNU(GNU's Not Unix) Octave and investigated to show its effectiveness. In addition, for the high speed operation of the designed digital filter, the SSE(Streaming SIMD Extensions) library is adopted for available parallel operation. By the proposed digital filter, the digital filtering is performed for the wide band observation data in the KVN observation mode, the filtering result of narrow band observation has no ripple inside of stop band, and confirmed the effectiveness of the proposed method.

대전상관기의 상관결과 고속저장을 위한 데이터아카이브 시스템의 성능시험

노덕규,오세진,염재환,오충식,윤영주,정진승,정동규,Roh, Duk-Gyoo,Oh, Se-Jin,Yeom, Jae-Hwan,Oh, Chung-Sik,Yun, Young-Joo,Jung, Jin-Seung,Jung, Dong-Kyu 한국융합신호처리학회 2014 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.15 No.2

본 논문에서는 대전상관기의 상관결과를 고속으로 저장하기 위한 데이터아카이브 시스템의 성능시험에 대해 기술한다. 대전상관기는 다양한 관측모드를 지원하고 있는데, 이 관측모드 중에서 적분시간에 따라 상관기로부터 출력되는 상관결과의 속도에 영향을 받는다. 대전상관기의 상관결과를 가장 빠른 속도로 출력하는 것은 최대 1.4GB/s를 출력하며, C1 관측모드일 경우 25.6ms의 상관적분인 경우이다. 본 연구에서는 대전상관기의 핵심부분인 VLBI상관서브시스템(VLBI Correlation Subsystem)과 4개의 광케이블로 연결되어 상관결과를 저장하는 데이터아카이브 시스템의 성능시험을 수행하였다. 데이터아카이브 시스템은 본 연구를 위해 2개 회사의 제품을 선정하여 벤치마크테스트(Benchmark Test)를 진행하였다. 본 논문에서는 벤치마크테스트를 위해 개발한 VCS의 상관출력 파일 생성 프로그램과 시험결과에 대해 기술한다. In this paper, we introduce the performance evaluation of data archive system for saving correlation result of Daejeon correlator with high-data rate. Daejeon correlator supports various correlation modes, but the speed of correlation result is affected by correlator according to the integration time in each mode. Maximum data rate of Daejeon correlator is 1.4GB/s in case of C1 mode with 25.6ms integration time. In this research, the performance evaluation of the proposed data archive system is conducted for saving correlation results connected with 4 10GbE optical cable with VCS (VLBI Correlation Subsystem), which is the core system of Daejeon correlator. For the experiments, the data archive system for 2 benders was selected and benchmark test was performed. In this paper, the developed data generation program of VCS correlation result file for benchmark test and evaluation results are described.