Node-Place-Network 모델을 활용한 도시공간구조 유형 분석: 서울시를 중심으로

오진혁 한양대학교 도시대학원 2026 국내석사

현대 대도시는 교통망의 확충, 신흥 상권과 개발지구의 부상, 원도심의 기능 약 화 등으로 인해 계획된 중심지 체계와 실제 기능적 구조 간 괴리가 나타나고 있 다. 서울은 도시기본계획을 통해 3도심·7광역중심·12지역중심·53지구중심으로 이 어지는 위계적 중심지 체계를 제시해 왔으나, 실제 공간구조는 계획된 위상과 불 일치하는 경우가 적지 않다. 이에 따라 도시공간구조를 객관적으로 분석하고 계 획과 현실 간 정합성을 검증할 수 있는 방법론적 틀이 필요하다. Bertolini(1999)가 제시한 Node-Place 모델은 교통 결절성(Node)와 장소적 특 성(Place)의 균형을 통해 지역의 발전 가능성과 제약 요인을 평가하는 분석의 틀 로, 교통 지향형 개발(Transit-Oriented Development) 연구와 역세권 분석 등 에서 널리 활용되어 왔다. 그러나 이 모델은 주로 역이나 거점 단위에서 밀도 중 심으로 적용되어, 다핵화된 도시에서 지역 간 네트워크 적 관계와 중심성의 흐름 을 충분히 반영하지 못하는 한계가 있다. 이러한 문제의식을 바탕으로 본 연구는 Node-Place 모델을 확장한 Node-Place-Network 모형을 서울시 행정동 단위에 적용하여 도시공간구조를 다차원적으로 분석했다. 연구 범위는 서울시 424개 행정동이며, 분석 시점은 2024년 하반기로 한정했 다. Node 차원에서는 지하철역·버스정류장 수 밀도와 주요 중심지 접근성을, Place 차원에서는 생활 인구, 직장인구, 상주인구 밀도, 상권 특성, 토지이용 혼 합도를, Network 차원에서는 대중교통 OD 기반 중심성 지표를 활용했다. 분석 결과, 서울시 행정동은 다섯 개의 클러스터로 구분되었으며, 각 클러스터 별 Node-Place-Network 차원에서 뚜렷한 차이를 보였다. Cluster 1은 세 지표 가 모두 평균 이하 또는 평균에 근접한 수준으로 분포하여, 전반적으로 낮은 활 동성과 결절성이 확인되었다. Cluster 2는 세 차원의 지표가 모두 평균 이상을 보이며, 교통 접근성·장소적 특성·네트워크 중심성이 고르게 높은 지역들로 구성 되었다. Cluster 3은 모든 차원이 평균 이하로 나타나 활동성·접근성·흐름 구조가 전반적으로 취약한 지역적 특성이 관찰되었다. Cluster 4는 Place와 Network에 서 매우 높은 값을 보이고 Node 또한 평균 이상으로 나타나, 다차원적 집중도가 가장 강하게 드러난 클러스터로 확인되었다. Cluster 5는 Node 값이 평균 이상 으로 높게 나타난 반면 Place와 Network는 평균 수준 또는 그 이하에 분포하여, 교통 결절성에 비해 활동성과 중심성 흐름이 상대적으로 제한된 구조가 나타났 다. 본 연구는 Node-Place 모델의 한계를 보완한 Node-Place-Network 모형을 행정동 단위에 적용하여 도시 공간구조를 다차원적으로 분석하였다는 점에서 학 문적 의의가 있다. 더 나아가 계획과 현실 간 괴리를 실증적으로 검증하고, 불균 형 지역의 유형별 특성을 규명함으로써 향후 교통 인프라 확충, 상권 활성화, 토 지이용 조정 등과 관련한 논의에 참고될 수 있을 것으로 기대된다. 주요어 : 도시공간구조, 네트워크, Node-Place, Node-Place-Network, 서울시

대역폭, 전송 지연 곱을 적용한 노드 게인 스코어에 기반한 최대 힙 오버레이 멀티캐스트 트리 구성 방안

HAMAD OMAR FAKIH 전남대학교 대학원 2009 국내박사

The Node Gain Scores (NGSs), used as a basis for shaping the max-heap overlay, are arbitrarily determined by the respective bandwidth-latency-products. Constructing a max-heap-form overlay tree governed by the magnitudes of individual Node Gain Scores (NGSs), each earned as a synergy of the discrepancy ratio of the bandwidth requested with respect to the estimated available bandwidth, and the latency discrepancy ratio between the nodes and the source node, plays a great role in reducing a vital induced packet loss caused by, otherwise, the schemes which do not consider these parameters on placing the nodes on the overlay trees. It is, here in this work, proposed that each node to be positioned according to the NGS it earns from a function governed by the four main influencing parameters - the estimated available bandwidth, Ba; the individual node's requested bandwidth, Br; the proposed node latency to its prospective parent, Lp; and the suggested best latency as advised by the source node, Lb. The NGS of each node is pre-calculated as an integrated measure from a fraction of the bandwidth discrepancy ratio (BDR) and that of the latency discrepancy ratio (LDR) with the weights of α and β=(C-α), respectively, and with arbitrary chosen α ranging between 0 and C, that is 0 ≤ α ≤ C, and β = C - to α make sure that the NGS values, used as node IDs, maintain a good possibility of uniqueness and a good balance between the BDR and the LDR - whichever is the most critical factor and vice versa. The constant C is, hence, chosen depending on the expected unique Node_IDs desired. A max-heap-form tree is constructed with an assumption that all the nodes possess, as it must practically be, NGS less than the source node. To maintain a sense of load balance, the children of each level's siblings are evenly distributed such that a node can not accept a second child, and so on, until all its siblings able to do so, have already acquired the same number of children, and that is so logically done from left to right in a conceptual overlay tree. The records of the pair-wise approximate available bandwidths as measured by a pathChirp scheme at individual nodes are maintained and the evaluation measures as compared to other schemes like BASE, TBCP, and HMTP have been conducted. The failure of the constant, variable, and instantaneous bit rates (CBR, VBR, IBR) approaches under the paradigm of the traditional TCP/UDP mechanism have discouraged to be used due to the verified dynamicity of such mechanisms. When a moderate sized overlay multicasting group is under worst case consideration, this new scheme seems to generally perform better in terms of trade-off between packet delivery ratio which means a reduced packet loss; the maximum link stress; the acceptable control overhead; and the reasonable end-to-end delays. 노드 게인 스코어(NGSs: Node Gain Scores)는 최대힙 오버레이 구성을 위한 기초가 되며 각 대역폭과 전송 지연의 곱에 의해 결정된다. 즉, 노드 게인 스코어는 예상 가용 대역폭과 노드 에서 요청한 대역폭간의 비율과 소스 노드와 일반 노드들간의 전송 지연에 의해 결정된다. 최대 힙 형식의 오버레이 트리의 구성은 각각의 노드 게인 스코어의 크기에 의존하며 이를 고려하지 않는 다른 방식에 의해 노드를 배치할 경우 발생할 순 있는 패킷의 손실을 줄이는데 큰 역할을 한다. 본 논문에서는 각각의 노드들을 네 종류의 주요 변수에 의존하는 노드 게인 스코어에 의해 배치하는 방안을 제안하였으며 그 변수는 다음과 같다. - 예상 가용 대역폭 Ba; 개별 노드의 요청 대역폭 Br; 부모 노드에 대한 노드의 전송 지연 Lp; 소스 노드가 권장하는 최상의 전송 지연 Lb. 개별 노드의 노드 게인 스코어 값은 BDR (Bandwidth Discrepancy Ratio)와 가중치 α 와 β=(C-α) 를 이용하는 LDR (Latency Discrepancy Ratio)을 결합하여 미리 계산되며 α 는 0 과 C 사이의 임의의 값을 가진다. 더불어 노드 게인 스코어 값은 가장 큰 영향을 미치는 BDR과 LDR값이 적절히 반영되도록 하여 유일한 값을 가지도록 유지되며 따라서 노드의 ID로 사용된다. 상수 C는 유일한 노드 ID를 보장할 수 있도록 설정한다. 최대 힙 형식 트리에서 모든 노드들의 노드 게인 스코어 값은 소스 노드의 노드 게인 스코어 보다 작은 값을 가지고 있다는 가정을 이용하여 구성된다. 그리고 트리 각 레벨의 Sibling 노드들은 out-degree의 여유가 있는 경우 동일한 수의 자식 노드들을 가지도록 자식노드들의 위치를 정하여 트리의 부하 균형을 유지한다. 개별 노드에서 pathChirp을 이용하여 측정한 가용 대역폭의 기록들을 유지하고 BASE/TBCP/HMTP 와 같은 다른 시스템과의 비교를 통하여 성능 평가를 실시하였다. 전통적인 TCP/UDP환경에서 CBR(Constant Bit Ratio), VBR(Variable Bit Ratio)와 IBR(Instantaneous Bit Ratio)를 이용한 대역폭의 측정은 위 방안들의 역동성(Dynamicity)로 인해 원하는 결과의 도출이 쉽지 않다. 적당한 크기의 오버레이 멀티캐스트 그룹이 최악의 상태에 있을 경우 제안한 기법은 패킷 전달율(Packet Delivery Ratio), 최대 링크 부하(Maximum Link Stress), 제어 오버헤드(Control Overhead)와 전송 지연(End-to-End Delay) 측면에서 다른 방안에 비해 더 잘 동작하는 것을 보여준다.

무선 랜에서 Tsallis-Entropy 분석을 통한 이기적인 노드 탐지 기법 연구

류병현 경남대학교 대학원 2012 국내석사

IEEE 802.11 표준 무선 네트워크에서 사용되는 DCF(CSMA/CA) 방식의 MAC 프로토콜은 무선채널을 공유하는 노드들 사이에서 공평한 채널 접근 확률을 보장하도록 설계되었다. 하지만 최근 급속히 확산되고 있는 무선 핫 스팟 환경에서 다른 무선 노드들보다 인위적으로 더 많은 데이터를 전송하는 노드가 존재하는 것이 알려졌다. 이 노드는 자신의 MAC 프로토콜 동작을 변형시키거나 다른 노드들의 MAC 동작을 방해하여 무선 네트워크 노드들 사이의 균등한 데이터 전송원칙을 어기게 된다. 이러한 문제를 이기적(Selfish) 노드 문제라 하고 악의적(Malicious) 노드 문제와 함께 무선 랜에서의 오동작(Misbehavior) 노드 문제로 분류되고 있다. 본 논문에서는 이기적인 노드 문제를 해결하고자 무선 랜 환경에서 이기적 노드를 찾는 통계적 방법을 제안한다. 지금까지의 대부분 연구들에서는 무선 랜 내부의 MAC 프로토콜 동작을 프레임 단위로 분석하여 이기적인 노드를 검색하는 방법을 사용하였다. 하지만 이러한 방법으로는 다양한 방법으로 동작하는 이기적인 노드들을 효과적으로 검출할 수 없다. 이러한 단점으로 보안하기 위해 통계적인 방식을 사용하여 이기적인 노드를 찾는 방법들이 최근 들어서 연구되어 왔는데, 본 논문에서는 통계적 기법 중 하나인 Tsallis-Entropy를 사용하여 이기적인 노드 탐색 알고리즘에 대하여 제안한다. Tsallis-Entropy는 확률 분포에서 확률들이 얼마나 많이 집중되어 있는 지와 얼마나 많이 퍼져있는 지를 나타내는 지표로써 사용된다. 본 논문에서는 Tsallis-Entropy의 이러한 특성을 이용하여 제안한 알고리즘에서는 이기적인 노드의 확률분포와 정상 노드의 확률분포들에 대한 Tsallis-Entropy를 먼저 계산한 후 임계치와 비교하는 방법으로 이기적 노드 검출한다. 제안하는 알고리즘은 무선 랜에서 동작하는 모든 노드들로부터 데이터 전송에 관한 정보를 수집할 수 있어야 하므로 AP에서 수행되도록 한다. 또한, 노드들의 동작이 시간에 따라 변동될 수 있으므로 시계열 평균인 이동평균을 사용하여 엔트로피 값을 조정한다. 논문에서 제안한 이기적 노드 검출 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 다양한 무선 랜 환경(혼잡도, 데이터 량, 이기적 노드 동작방법, 임계치)을 고려하여 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이터는 ns(network simulator)-2를 사용하였으며, 실험결과 제안한 방법의 이기적 노드 검출률이 다른 알고리즘에 비해 매우 높음을 알 수 있다. 그렇게 무선 채널을 다양하게 설정한 실험을 통해 제안하는 알고리즘 성능의 우수성을 증명한다. IEEE 802.11 MAC protocol standard is originally designed to ensure the fair channel access between wireless LAN(Local Area Network) nodes sharing wireless channel. It is, however, revealed that some nodes, in hot spot area spreaded rapidly, transmit more data than other nodes by artificial means. This misbehavior nodes modify the internal process of MAC protocol or interrupt the MAC procedure of other nodes for more data transmission. This problem is referred to as selfish node problem and this problem and malicious node problem are composed of the misbehavior nodes problem of wireless LAN. This paper proposes a statistical algorithm to detect selfish nodes to solve the selfish node problem. Previous literatures shows the almost methods of analyzing the MAC procedures of all mobile nodes in the same WLAN to detect the selfish nodes. However, this kind protocol analysis can't find all kinds of selfish procedure enough. In a totally different way, a few researches detect the selfish nodes through statistical methods to recover the weakness of previous protocol based methods. This paper also address this problem of detecting selfish node using Tsallis-Entroy which is a kind of statistical method. Tsallis-Entropy is a criteria which can show how much is the density or deviation of probability distribution. In this paper, all Tsallis-Entory values of all nodes within the wireless channel is firstly calculated from their probability distributions and then compared in terms of a threshold value to detect the selfish nodes. The proposed algorithm is designed to operate at the AP within wireless LAN which can search the data transmission from all nodes and for time series analysis to consider time variation. To evaluate the performance of proposed algorithm, simulation experiments are performed in various wireless LAN environments (congestion, the amount of data, how selfish node behavior, threshold level) using ns2(network simulator version 2). The simulation results show that the proposed algorithm achieves higher successful detection rate than other algorithm.

Intermediate node selection algorithm in vehicular ad hoc network

박경득 Graduate School, Yonsei University 2016 국내석사

바넷 (차량 애드혹 네트워크)는 노드 (차량)들의 예측하기 어려운 이동성으로 인해 주기적으로 네트워크 토폴로지가 변하는 무선 통신 네트워크이다. 네트워크 토폴로지의 주기적인 변화는 데이터 패킷 전송과 라우팅 절차를 어렵게 한다. 따라서, 이와 같은 문제를 개선하기 위해 헬로 메시지 또는 비콘과 같은 연결 제어 메시지를 주기적으로 교환함으로써, 노드들 간의 통신 연결을 감시하는 것과 데이터 라우팅을 위한 다음 홉 노드를 선택하는 과정은 반드시 필요하다. 이와 관련하여 다양한 바넷 라우팅 알고리즘이 존재한다. 바넷에 사용할 수 있는 다양한 라우팅 알고리즘 중에서, 이웃 노드들의 이동성 정보를 이용하는 위치 기반 라우팅 방식이 제안되어왔다. 그러나 노드들의 동적인 움직임 방향과 속력은 쉽게 노드들 사이의 연결을 쉽게 단절시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고 기존 알고리즘들은 다양한 측면 (예를 들어, 이웃 노드들이 전송 노드의 전송 범위 가장자리에 위치하거나 비콘 전송 주기 사이에 이웃 노드들의 이동성 변화)을 고려하지 않기 때문에 여전히 노드 간의 통신이 단절되는 가능성이 존재한다. 본 학위 논문에서는 이러한 노드 간의 통신 단절과 라우팅 문제를 개선하기 위해 신뢰적이고 효율적인 중간 노드 선택 알고리즘 두 가지를 제안한다. 첫 번째는 이동성 예측과 이동성 상태에 기반한 중간 노드 선택 알고리즘이다. 본 알고리즘의 핵심은 비콘에 포함된 이동성 정보로부터 이웃 노드의 위치를 예측하고 전송 노드의 전송 범위를 벗어날 확률과 위치에 따른 페널티 같은 이동성 상태 값을 계산하여 이를 활용하는 것이다. 두 번째 알고리즘은 비콘에 포함된 이동성 정보로부터 연결 만료 시간, 전송 노드의 전송 범위를 벗어날 확률, 패킷 전달 확률을 계산하고 각 이웃 노드의 잔여 에너지를 활용하여 다음 홉을 위한 중간 노드를 선택한다. 두 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 같은 시뮬레이션 환경에서 기존 알고리즘과 제안된 두 알고리즘의 성능을 비교한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 두 알고리즘이 몇 가지 측면 (종단 간 지연, 패킷 전달률, 에너지 소모)에서 기존의 알고리즘에 비해 성능적으로 향상된 것을 보여준다. Vehicular Ad Hoc Network (VANET) is a wireless communication network with frequent changes in its topology due to unpredictable movements of nodes (vehicles). The frequent changes of network topology make the data packet transmission and routing process very difficult. Therefore, in order to solve these problems, examination of the communication link between the nodes by periodically exchanging the connection control message such as HELLO messages or beacons and the process of selecting a next hop node for data routing are needed. In this regard, there are variety of VANET routing algorithms. Among various routing algorithms available for VANET, different position based routing algorithms which use the position information of neighbor nodes have been proposed. However, dynamic movement direction and speed of nodes can easily break the communication between nodes. Nonetheless, due to various aspects (i.e. neighbor nodes locate at the edge of sender's transmission range or change in their mobility between beacon transmission intervals, etc.) that have not been considered in the existing methods, there still exists a possibility of communication disconnection. In this thesis, we propose two reliable and effective intermediate node selection algorithm to improve the routing problem. The first is an intermediate node selection algorithm based on mobility prediction and mobility state. The key component of this algorithm is selecting the intermediate node by predicting the position of nodes and obtaining the mobility state value (such as the probability of leaving a transmission range and penalty according to area) from the mobility information included in beacons. The second algorithm decides the intermediate node by calculating link expiration time, probability of leaving a transmission range, and probability of packet forwarding by considering information on nodes mobility and each node’s residual energy included in beacons. In order to evaluate the performance for the two algorithms, we have compared the performance of existing routing algorithms and proposed two algorithm in the same simulation environment. Extensive number of simulation results show that the two proposed algorithms outperform the existing algorithms in some aspect (end-to-end delay, packet delivery ratio, energy consumption).

Design and Evaluation of a Two-Channel Slotted Sense Multiple Access Protocol for Dynamic Wireless Sensor Networks

Md Abul Kalam AZad 울산대학교 대학원 2023 국내박사

To design an efficient Media Access Control (MAC) protocol for supporting the time-sensitive applications with a Wireless Sensor Network (WSN), the data packet collector or sink node has to define Data Acquisition Cycle Time (DACT), which is the time bound for collecting the data packets from all the deployed nodes in WSNs. Therefore, it is a very important design objective to shorten the DACT period since a small DACT allows many time-critical applications with varying time bound requirements for collecting the data packets from WSNs. The subject is highly relevant to the time-sensitive industrial applications in which a WSN is used as a monitoring and control application to continuously monitor the working people in industry fields, and give the essential protection against any mishaps. However, the lowering of DACT is a complex issue in practice when the relevant industry application demands for a high data transmission efficiency from dynamic WSNs. For improving a DACT, we generally employ two popular approaches: one is time slot reuse technique and another is sharable time slot technique. Contemporary slot reuse techniques often suffer from the irregular signal interference problems since the transmission range of a node always falls short than the interference range in WSNs. Therefore, a systematic design rule is required so that the advantages we gain from the slot reuse techniques do not introduce any unnecessary communication hurdles. Meanwhile, the use of a sharable time slot allows an opportunistic parallel transmission of data packets to improve a DACT. Obviously, the data transmission efficiency could be accelerated if we were able to utilize both the slot reuse and sharable slot techniques together. However, the sharable slot technique requires allocating an exponentially increasing size of time slots as we move toward a sink node from leaf nodes. The usage of unequal sharable slots for different tree levels makes the slot reuse technique a difficult choice. Therefore, it is quite challenging to design a sensor MAC protocol that takes the benefits from both sharable time slots and slot reuse techniques. We, therefore, suggest a data transmission model that uses an equal size sharable time slots by utilizing data aggregation and filtering techniques with two frequency channels. In the proposed model, each sensor node allocates the essential number of sharable time slots depending on the tree level in which it belongs to. Additionally, the sensor nodes can allocate non-interfering frequency channels distributedly using simple divide and modular functions. Finally, all sensor nodes schedule their data transmission time according to their tree level, and transmit their data packets toward the sink node at an alternate sharable slot. Within a sharable slot, the proposed approach allows an opportunistic delivery of data packets i.e., two nodes at the same tree level can transmit their data packets in parallel if their transmissions do not violate the contention rules. Moreover, it allows a channel-assisted data transmission in which the sensor nodes at an alternate tree level can use a couple of frequency channels for transmitting data packets, and a spatial data transmission in which the four-hop away sensor nodes along the vertical direction can use the same frequency channel for transmitting data packets. Thus, our proposed MAC protocol is capable of utilizing several slot reusing techniques in a compound way. The analytical study presented in this thesis work demonstrates that our proposed sensor MAC protocol is capable of reducing approximately 60% of DACT compared to other recent sensor MAC protocols. In the simulation experiments, it is shown that the proposed protocol is able to achieve a remarkably good performance compared to others in terms of Packet Delivery Ratio (PDR), and the energy consumption and balancing. In particular, it just outperforms other competing MAC protocols in improving PDR efficiency for rectangular dimensional areas. Last but not least, all the above gains that we have achieved from our approach by using two orthogonal frequency channel only.

Improving quality of node embedding using pre-trained graph structure embedding (NodeGraph2vec)

최용우 Graduate School, Yonsei University 2020 국내석사

사회 각 분야에서 데이터 간 관계 정보를 포함하는 네트워크 빅데이터의 생성이 증가하고 있다. 이에 따라 네트워크를 구조로 이루어진 데이터의 분석을 위해 네트워크 구조 정보의 추출에 관한 연구는 필수적이다. 이전의 많은 연구들은 네트워크 데이터들의 구조적 정보로부터 새로운 정보를 획득하여 불완전한 네트워크의 정보를 향상 시켜왔다. 하지만, 대부분의 네트워크 데이터는 특정 도메인에 대한 노드 레이블 정보를 가지고 있지 않아 노드의 분류 작업이 어렵다. 본 연구에서는 기존에 존재하는 노드 임베딩 방법들 보다 더 많은 네트워크 구조 정보를 이용하며 사전 학습을 통해 네트워크 데이터 연구 및 업무의 성능을 향상 시킨다. 이전 관련 연구에서는 이웃 노드의 구성에 따라 학습이 이루어지는 노드 의존적인 학습 방식이었다. 이는 노드 정보 이외의 네트워크 구조 정보를 충분히 반영한 학습 방법이 아니라고 판단된다. 본 연구에서는 연결 및 주변의 노드들이 어떻게 연결되어 있는지에 따라 다른 연결 관계로 학습에 사용하여 노드 의존적이 아니라 노드 및 연결에 대한 정보를 모두 학습에 반영할 수 있다. 사전 학습할 노드 임베딩에 활용되는 구조적 정보는 연결 노드 및 주변 노드 등의 노드 객체 정보와 각 객체간의 상호 연결 관계 정보에 대한 정보도 포함하고 있다. 본 연구 실험에서 기존 노드 링크 예측 문제에 특화된 학습 방식에 시작 값을 제공하여 그 성능을 향상시킬 뿐 아니라, 노드 분류 작업에서는 더 풍부한 구조 정보 반영으로 레이블이 안된 노드의 클래스 분류 성능 향상을 달성한다. In each field of society, the generation of network data containing relationship information between data is rapidly increasing. Therefore, investigating the extraction of network structure information is essential for the analysis of data containing the network structure. Several previous studies have attempted to address the problem of insufficient information of incomplete networks by obtaining new information from the data of network structures. However, most of these data do not have labeled information of nodes for a specific domain, which renders node classification challenging. This study utilizes more network structure information as compared to the existing node embedding methods and through prior learning, the proposed method improves upon previous research with regard to performance. In previous studies, a node-dependent learning method, wherein learning was performed based on the configuration of neighboring nodes, was used. However, although node information was reflected, this method could not fully reflect information regarding the entire network structure. In this study, we use the different connections between nodes for learning, such that all information regarding the nodes and connections can be effectively reflected, and therefore, the proposed method is not node-dependent. The structural information utilized for node embedding, which is pre-learned, includes information about object nodes, connection nodes and neighboring nodes as well as information on interconnecting relationships between the objects. Herein, we not only improve the performance by providing an initial value for the learning method specialized for the existing node link prediction problem, but also improve the class classification performance of unlabeled nodes by reflecting richer structural information in node classification.

Supporting Energy-Efficient Node Mobility using Characteristics of Radio Waves in IoT

Jihong Park 아주대학교 일반대학원 2018 국내박사

Internet of Things (IoT) refers to the technology of connecting to the Internet with built-in sensors and communication function in a resource constrained devices (things). IoT technologies for connecting things are wirelessly being developed as the connections among things. The IoT technologies provide various services in a number of fields. In order to improve the mobility of IoT in a variety of services, it is necessary to find methods to make mobile devices energy-efficient. IoT network solutions have the advantages of freedom of mobility and ease of installation, but most of IoT network solutions operating at low bandwidth use external batteries as a power source. In addition, node mobility should be handled as an important issue. This is the reason why the IoT network solutions are used for application services requiring node mobility. Therefore, energy-efficient algorithms for stable and reliable data transmission are needed in IoT. In this dissertation, we propose novel algorithms to support energy-efficient node mobility in 802.15.4-based RPL and LPWA-based LoRa, which are representative wireless technologies that need consideration of battery resources. The first algorithm proposed in RPL supports the mobility of nodes by dynamically adjusting the transmission interval of the message requesting the route based on the moving speed and direction of the mobile node and the cost between neighboring nodes. The second algorithm proposed in LoRa dynamically adjusts transmission power by LoRa end-devices according to the distance between LoRa end-device and LoRa gateway. In the first simulation for performance evaluation of the proposed algorithm in RPL, it was observed that the proposed algorithm requires fewer messages per unit time for selecting a new parent node following the movement of a mobile node. Since fewer messages are used to select a parent node, the energy consumption is also less than that of previous algorithms. In the second simulation for performance evaluation of the proposed algorithm in LoRa, it was shown that energy-efficient data communication is possible at the data rate supported by the LoRa SPs (Spreading Factors), even though the transmission power is dynamically allocated by the LoRa end-device.

Small Atypical Cervical Nodes Detected on Sonography in Patients with Squamous cell carcinoma of the Head and neck : Probability of Metastasis : 두경부의 편평세포암 환자에서 초음파 검사에서 발견된 작은 비정형의 경부 림프절: 전이의 가능성

Kim, Heung-Cheol Graduate School Kangwon National University 2011 국내박사

The purpose of this study was to assess the probability of metastasis of small atypical cervical lymph nodes detected on sonography in patients with squamous cell carcinoma (SCC) of the head and neck. We reviewed, retrospectively and blindly, sonographic findings of 148 patients (118 men and 30 women; mean age, 58.2 years) who underwent curative neck dissection. Each lymph node was classified by using a 4-point scale: 1, definitely benign; 2, indeterminate (small (short-axis diameter < 10 ㎜ for levels I and II and < 7 ㎜ for levels III - VI) atypical node); 3, definitely metastatic; and 4, large (> 3 ㎝) metastatic. Lymph nodes were considered to be atypical if they met at least one of the following criteria: the long-to short- axis diameter ratio of less than 2.0, absence of a normal echogenic hilum, and heterogeneous echogenicity of the cortex. These results were verified, on a level-by-level basis, with histopathologic findings. Small atypical nodes were found on sonography in 63 cervical levels of 48 patients, of which 18 (28.6%) were proved to have metastatic nodes. The probability of metastasis was significantly higher with than without large (> 3 ㎝) ipsilateral metastatic node (0.50 versus 0.20; P = .038) and marginally higher with than without ipsilateral metastatic node (0.41 versus 0.16, P = .061). The probability of metastasis was not significantly associated with T-stages of the primary tumor (P = .238) or the presence of ipsilateral tumor (P = .904). However, when the T-stages were grouped as ≤T2 and >T2, the probability of metastasis was higher in >T2 than in ≤T2 and these difference reached statistical significant(P = .041). Metastasis was encountered in about 30% of small atypical cervical nodes on sonography in patients with SCC of the head and neck. Our results indicate that small atypical nodes must be interpreted with consideration of metastatic nodes in ipsilateral neck. 이 연구의 목적은 경부의 편평상피세포암 환자에서 초음파 검사로 발견된 작은 비정형의 경부 림프절에 대한 전이의 가능성을 알아 보기 위함이다. 저자들은 근치적 경부절제술을 시행 받은 148명의 환자에 대해 정보를 모르는 상태에서 후향적 분석을 하였다. 이 중 남자는 118명, 여자는 30명 이었고 평균나이는 58.2세였다. 각각의 림프절은 다음과 같이 4단계로 분류하였다. : 1, 명확한 양성 림프절 소견; 2, 비결정형 소견으로 level Ⅱ에서 단축지름이 10㎜ 이하, levelⅠ-Ⅵ에서 단축 지름이 7㎜ 이하인 비정형의 작은 림프절; 3, 명확한 전이성 림프절; 4, 단축 지름이 3㎝ 이상으로 큰 전이성 림프절 등으로 나누었다. 림프절은 다음과 같은 기준 중에서 최소 한가지에 적합하면 비정형 림프절로 간주하였다: 장경 대 단경의 비율이 2 미만, 정상적인 고에코 소견의 림프절문, 림프절 피질의 비균질한 에코 등이다. 조직학적 소견을 기준으로 하여 초음파 결과들을 각각의 경부 림프절군(level) 별로 확인하였다. 작은 비정형의 림프절은 초음파 검사를 통해 48명의 환자의 63개의 경부 림프절군에서 발견 되었고, 그 중 18예(28.6%)에서 전이성 림프절로 판명되었다. 전이의 확률은 동측에 3㎝ 이상의 전이성 림프절이 있는 경우가, 없는 경우보다 유의하게 높았고(0.50 vs 0.20, P = .038), 동측에 3㎝ 미만의 전이성 림프절이 있는 경우는 없는 경우보다 경미하게 높았다(0.41 vs 0.16, P= .061). 원발성 종양의 T 병기나(P = .238), 동측에 종양의 존재 등과는 유의한 관련이 없었다(P = .904). 그러나 T 병기를 T2 이하인 집단과 T2 이상인 집단으로 나누었을 때, T2 이상인 집단에서 전이의 가능성이 더 높았고, 통계적으로 의미가 있었다(P = .041). 두경부 편평상피세포암 환자의 초음파 검사에서 작은 비정형 경부 림프절의 약 30%에서 전이가 발견 되었다. 이번 연구 결과를 통해 작은 비정형 림프절이 보일 경우, 동축의 전이성 림프절에 대한 가능성을 반드시 고려해야 한다.

Characteristics of Shear Wave Elastography for Superficial Lymph Nodes in Normal Beagle Dogs

강유림 건국대학교 대학원 2021 국내석사

본 연구는 정상 비글견에서 횡파탄성초음파를 이용하여 림프절의 횡파탄성속도의 범위를 제시하고, 횡파탄성속도에 영향을 미칠 수 있는 기술적인 요인 및 림프절간 횡파탄성속도의 차이에 대하여 서술하고, 림프절의 횡파탄성속도를 측정할 때 관찰자내, 관찰자간 신뢰도를 확인하기 위하여 실시되었다. 총 11마리의 비글견이 연구에 이용되었다. 하악림프절, 내측 인두뒤림프절, 표재성 경부림프절, 액와림프절, 표재성 서혜부림프절, 오금림프절에서 횡파탄성속도를 평가하였다. 관찰자내, 관찰자간 신뢰도를 평가하기 위하여 같은 관찰자가 6시간 간격 및 일주일 간격으로 반복 측정하였고, 다른 두명의 관찰자가 각각 림프절에서 횡파탄성 속도를 측정하였다. 종축스캔단면에서 림프절 횡파탄성속도의 평균과 표준편차는 하악림프절은 1.85±0.18 m/s, 내측 인두뒤림프절은 1.74±0.19 m/s, 표재성 경부림프절은 1.63±0.17 m/s, 액와림프절은 1.37±0.22 m/s, 표재성 서혜부림프절은 1.61±0.18 m/s, 오금림프절은 1.57±0.14 m/s로 나타났다. 횡축캔스단면에서 림프절 횡파탄성속도의 평균과 표준편차는 하악림프절은 1.54±0.17 m/s, 내측 인두뒤림프절은 1.50±0.17 m/s, 표재성 경부 림프절은 1.35±0.12 m/s, 표재성 서혜부림프절은 1.34±0.17 m/s, 오금림프절은 1.44±0.18 m/s로 나타났다. 모든 림프절에서 횡축스캔단면과 비교하여 종축스캔단면의 횡파탄성속도가 통계적으로 유의하게 높았다. 액와림프절 횡파탄성속도는 다른 림프절에 비해 유의적으로 낮았고, 하악림프절 횡파탄성속도는 내측 인두뒤림프절을 제외한 다른 림프절에 비해 유의적으로 높았다. 하악림프절 및 내측 인두뒤림프절의 측정 깊이는 각각 가장 얕고, 깊게 측정되었다. 게다가 모든 횡파탄성초음파 검사에서 높은 관찰자내, 관찰자간 신뢰도를 보였다. 본 연구에서, 정상림프절에서 횡파탄성속도의 범위를 제시할 수 있었고, 횡축스캔단면 같은 기술적인 요인 및 림프절 본연의 해부학적인 깊이가 림프절의 횡파탄성속도를 낮출 수 있고, 탐촉자와 림프절 사이 개입된 구조물이 횡파탄성 속도를 높일 수 있으며, 림프절에서의 횡파탄성초음파는 실시자와 독립적으로 충분한 재현성을 가지는 진단적 적용성이 충분한 영상장비이다. This study aimed to determine reference values for the shear wave velocities of normal lymph nodes in beagle dogs by using shear wave elastography, describe the technical factors potentially influencing shear wave velocity, define the differences in shear wave velocities among lymph nodes and the repeatability and reproducibility of elastographic examinations. A total of 11 beagle dogs were included. The mandibular, medial retropharyngeal, superficial cervical, axillary, superficial inguinal and popliteal lymph nodes were evaluated for measurement of shear wave velocity. Intraobserver reliabilities of these measurements for each lymph node were assessed by one investigator at intra- and interday, while the interobserver reliabilities were assessed by two investigators. The shear wave velocities for the mandibular, medial retropharyngeal, superficial cervical, axillary, superficial inguinal, and popliteal lymph nodes in the sagittal scan plane were 1.85±0.18, 1.74±0.19, 1.63±0.17, 1.37±0.22, 1.61±0.18, and 1.57±0.14 m/s, respectively. The corresponding values in the transverse scan plane were 1.54±0.17, 1.50 ± 0.17, 1.35 ± 0.12, 1.34 ± 0.17, and 1.44 ± 0.18 m/s for the mandibular, medial retropharyngeal, superficial cervical, superficial inguinal, and popliteal lymph nodes, respectively. For all lymph nodes, shear wave velocity did not significantly differ in relation to technical factors such as the position and size of the region of interest, regardless of the scan plane. Moreover, for all lymph nodes, shear wave velocity measurements in the sagittal scan plane were significantly higher than those in the transverse scan plane. The shear wave velocity of the axillary lymph node was significantly lower than those of all other lymph nodes and that of the mandibular lymph node was significantly higher than that of all other lymph nodes except the medial retropharyngeal lymph node. The shear wave velocity of the medial retropharyngeal lymph node was significantly higher than those of the superficial cervical, axillary, superficial inguinal, and popliteal lymph nodes. The mandibular and medial retropharyngeal lymph nodes were the most superficial and deepest lymph nodes, respectively. Moreover, all elastographic examinations showed excellent intra- and interobserver reliability. This study defined reference values for shear wave velocity in the normal lymph node, suggesting that technical factors such as the transverse scan plane and the anatomically intrinsic depth of lymph nodes can reduce the shear wave velocity while the intervening structures between the transducer and the lymph nodes can increase the velocities. These findings suggest that shear wave elastography of lymph nodes shows sufficient repeatability and reproducibility independent of operator.

VAP 노드 사용을 위한 Hugs의 공간 최적화 기법 성능 분석

주성용 동아대학교 대학원 2003 국내석사

Hugs는 지인 함수형 언어인 Haskell을 위한 인터프리터이다 Hugs는 추상 그래프 축약 기계인 G-machine을 사용한다. G-machine은 표현식을 힙메모리의 그래프에 표현하고 응용식의 루트를 나타내기 위해서 AP 노드를 사용한다. AP 노드는 세 개의 필드로 구성된다. 하나는 AP 태그 노드를 나타내기 위해서 나머지 하나는 응용식의 함수부를 나타내고 마지막 하나는 응용부의 인수부를 나타낸다. AP 노드는 그 크기가 고정되어 있기 때문에 2개 이상의 인수를 갖는 응용식을 나타내기 위해서는 일부 공간 오버헤드를 갖는다. AP 노드 사용 시에 발생하는 오버헤드를 줄이기 위해서 Hugs에서는 세 가지 명령어 ROOT, UPDAP, RUPDAP를 제공한다. 본 논문에서는 좀 더 효율적인 메모리 사용을 위해서 VAP 노드의 사용을 제안한다. VAP 노드는 최초에 Johnsson에 의해서 제안되었고 이후 G-machine의 변종인 Spineless G-machine에서 사용되었다. 그러나 Hugs에서 VAP 노드를 채택할 경우 노드 구조의 변경으로 인해서 AP 노드 기반 G-machine에서 제공되고 있는 공간 최적화 기법들의 이점을 잃어버릴 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 메모리와 Hugs 시스템에서 제공하는 세 가지 명령어의 효과를 분석한다 또한, 본 논문에서는 Hugs 시스템에서 제공하고 있는 명령어 중에서 VAP 노드를 사용하는 G-machine에서도 적용 가능한 최적화 기법을 제시한다. VAP 노드를 사용하는 G-machine에서는 명령어 UPDAP를 구현하기가 매우 어렵다. 그러나 실험결과에 따르면 UPDAP가 실제 프로그램 수행에 미치는 영향은 매우 적다. 그러므로 Hugs에서 VAP 노드를 사용도록 개선해도 기존 공간 최적화 기법의 성능을 유지할 수 있을 것으로 예상된다. Hugs is an interpreter for Haskell that is a lazy functional language. Hugs is based on the G-machine, an abstract graph reduction machine. The G-machine represents an expression into a graph in the heap memory and uses an AP node to represent the root of an application. An AP node is composed of three fields: the one field for the AP tag and the others for pointing to the functional part and the argument part of the application. Using AP nodes brings some space overheads especially for an application that has more than two arguments because the size of the AP node is fixed. Hugs offers three instructions, ROOT, UPDAP and RUPDAP, in order to reduce the space overhead due to the AP nodes. This paper proposes the method for using VAP nodes. A VAP node was originally proposed by Johnsson and used in the Spineless G-machine, a variant of the G-machine. However, adopting the VAP nodes in Hugs may lose the benefits of the space optimization techniques based on the AP nodes. Therefore, this paper investigates the effect of the above three memory optimization instructions in Hugs. This paper also offers a portable optimization technique at the G-machine level for using VAP nodes. In fact, the instruction UPDAP is hard to be implemented in the G-machine using VAP nodes. However, according to the experimental result, the instruction UPDAP has little effect on the program execution. Therefore, Hugs using VAP node is expected to keep the performance of the memory optimization instructions of the existing Hugs.