Earticle

본 논문은 홈 시큐리티와 엔터테인먼트 기능을 가진 4족 애완용 로봇의 구현에 대한 것으로 로봇은 15 자유도를 가지고 있으며 3축모션, 터치, 음성인식, CCD 카메라, 적외선 거리인식센서, 비접촉온도센서, 가스센서로 구성되어 있다. 다양한 엔터테인먼트 기능의 구현을 위하여 비평탄면에서의 안정적인 보행 알고리즘, 비전시스템을 이용한 물체추적 알고리즘, PC상의 GUI나 리모트 컨트롤러를 이용한 무선 원격제어 알고리즘을 제시하였으며 화재, 가스누출 및 긴급호출시에는 SMS로 문자메시지를 사용자에게 전송하는 기능을 구현하였다. 안정된 보행, 자세 안정화, 물체추적, 엔터테인먼트와 홈 시큐리티 동작을 위해 제안된 알고리즘이 자체 제작한 로봇에서 잘 수행되고 있음을 실험결과를 통하여 알 수 있었다.

A quadruped walking pet robot with entertainment and home security functions is described in this paper. It has 15 degrees of freedom and consists of various sensors such as non-touch temperature, tri-axis motion, touch, voice recognition, CCD camera, IR and gas sensors. We propose a walking and stabilization algorithm of quadruped robot on the uneven ground, an object tracking algorithm using vision system, and a remote control algorithm for telecommunication with user using GUI system on PC and remote controller. The robot shows various performances for entertainment and sends a message to the user using SMS when there is a fire, a gas leak or an emergency call. The experimental results show that the robot performs stable walking on the uneven ground, posture stabilization, object tracking, entertainment and home security actions using the proposed algorithms.

무선센서네트워크(WSN)에서 메시지 전송 시 에너지 효과적인 경로를 찾는 것은 중요한 이슈 중 하나이다. WSN을 위한 다수의 프로토콜들이 개발되었고 그 중 DD(directed diffusion)는 플랫 기반의 대표적인 프로토콜이다. 하지만 DD가 사용하는 최단경로 기법은 센싱 홀과 네트워크 분리의 문제점이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 개선하기 위해 최소 에너지 레벨과 홉 카운트를 동시에 계산하여 최적경로를 찾는 프로토콜을 제안한다. 성능평가 결과 본 논문에서 제안한 프로토콜은 DD 프로토콜에 비해 약 25% 센싱 홀 문제를 개선했으며 또한 13% 오랜 네트워크 생존기간을 보였다.

networks. The route scheme should consider both of the energy level of sensor nodes and the number of hops at the same time. First of all, this paper proposes an optimum routes finding scheme, which could be used in the sensor network routing protocols. The scheme uses an optimum value for the path with the considerations of both the minimum energy level of a path and the number of hops at the same time. The analysis result shows that the proposed routing protocol could lengthen the network life cycle about 13% compared to the previous DD protocols.

본 논문에서는 RF 및 초음파를 이용한 새로운 무선 토큰 기반 사용자 인증 방법을 제안한다. 기존의 연구들에서는 RF를 통한 요청에 대해 초음파로 응답을 할 때 소요되는 시간을 통해 거리를 측정하였지만, 본 논문에서는 초음파를 통해 요청을 하고 RF로 응답을 함으로써 초음파로 전달하는 정보를 최소한으로 줄였으며 이를 통하여 거리를 속일 수 있는 공격의 성공 확률 또한 낮추었다. 본 논문에서는 다양한 환경에서의 인증 실험을 실시하였으며, 그 결과 제안 방법이 현실적인 환경에서는 매우 높은 인증 성공률을 보이고 극단적인 상황에서도 적절한 수준의 인증 성공률을 보임을 확인하였다.

We propose a novel user authentication protocol based on a wireless hardware token equipped with RF and ultrasound communication modules. While in previous protocols the server uses for distance bounding the time differences between an RF challenge and an ultrasonic response, we use ultrasonic challenges and RF responses. Thus we minimize the amount of information that should be transmitted through the ultrasonic channel, which reduces the possibilities of interference and vulnerabilities in distance estimation. According to our experimental results, the proposed protocol guarantees a very high success probability in a normal situation, and it shows a moderate success probability even in an extreme environment.

시스템 운용 중 가용한 메모리 공간이 없을 경우, 시스템의 메모리 관리 모듈은 CPU (Central Processing Unit) 점유권을 선점하여 메모리 이동, 압축과 같은 메모리 관리 기법으로 가용한 메모리 공간을 생성한다. 하지만 정확한 타이밍에 사용자가 원하는 동작을 처리해야하는 실시간 시스템의 경우, 위와 같은 메모리 관리 기법들은 CPU를 선점하는 시간이 길어 시스템의 실시간 처리 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 DSP (Digital Signal Processor) 의 EDMA (Enhanced Direct Memory Access) Controller를 이용하여 메모리 관리 모듈의 CPU 점유 시간을 줄임으로서 시스템의 실시간 성능을 향상시킬 수 있는 RTMM (Real Time Memory-management Module) 을 구현하였다.

For the case where memory space is not sufficient to the system, memory management module preoccupies CPU (Central Processing Unit) through moving or compressing the memory data. As a result, memory management module prepares more memory space. When it comes to real time system, every event is required to be executed in correct timing. One of the bottleneck is the long CPU preemptive time because the memory management technique may lower the real time performance of system. In this paper, a RTMM (Real Time Memory-management Module) is implemented to improve the real time performance. A EDMA (Enhanced Direct Memory Access) technique in the DSP (Digital Signal Processor) has been adopted to reduce the CPU preemptive time of the memory management module.

이 논문은 IPTV, 원격 교육/건강과 같은 다중 사용자와 인터넷 브로드 캐스팅의 통신을 제공하고 멀티캐스트 라우팅 네트워크의 공유 경로를 구성하는 휴리스틱 알고리즘을 제안 한다. 노드 사이의 최대 지연의 측정, 평균 지연, 지연된 측정은 성능 분석을 위해 도입하였다. 알고리즘 성능의 열거 방법은 최저 지연과 함께 공유된 경로를 찾기 위한 최적된 솔루션을 사용하여 비교하였다. 라우팅 네트워크 하단의 노드들 사이의 지연을 균등하게 분배하고, 다른 알고리즘 보다 지연 추정을 이용한 알고리즘이 우수한 시뮬레이션 결과를 보여준다.

This paper proposes a heuristic algorithm to construct a shared-route in multicast routing networks that provide communications between multi-users such as IPTV, remote educations/health, and internet broadcasting. The measures of maximum delay, average delay, estimated delay between nodes are adopted for performance analysis. The performance of algorithm is compared with the optimal solution in which enumeration method is used to find the shared-route with minimum delay. Under the routing network with the uniformly distributed delay between nodes, the simulation results show that the algorithm using the estimated delay outperforms the other algorithms.

MANET은 누구나 쉽게 접속할 수 있는 개방성 때문에 보안에 취약한 부분이 많다. 그리고 노드들의 이동성 때문에 유선 네트워크 환경에서 사용하던 보안 시스템을 그대로 적용하기에는 어려움이 많다. 따라서 이러한 환경에서 공격자의 악의적인 공격으로부터 시스템을 보호하고 즉각적으로 대처해야만 한다. 본 논문에서는 악의적인 공격을 탐지할 수 있도록 규칙들의 집합을 정의하고 이와 일치 여부를 판단하여 침입을 탐지하는 침입탐지시스템을 제안한 다. 또한 패킷의 감시 효율성을 높이기 위해 클러스터 헤드가 감시 노드의 역할을 수행하게 된다.

MANET has a lot of weakness to security because of opening that everybody can connect easily. It is difficult that existing security system itself is applied as mobility of nodes. Therefore, system is protected from malicious attack of intruder in this environment and it has to correspond to attack immediately. In this paper, to detect malicious attack of intruder, we propose intrusion detection system which detects intrusion after it is defined gathering of rules and judges whether it corresponds or not. Cluster head performs role of monitor node to raise monitor efficiency of packet.

네트워크의 성능 향상을 위해 제안된 네트워크 코딩은 P2P 시스템과 같은 멀티캐스팅 네트워크의 성능을 향상 시킨다고 알려져 있다. 네트워크 코딩 기법은 발신지와 목적지 사이의 중간 노드들에서 부호화 작업이 이루어지고, 목적지 노드에서는 여러 단계를 거쳐 부호화된 데이터를 전달 받기 때문에 발신 노드가 보낸 실제 정보를 얻기 위해서 복호화 과정을 거쳐야 하므로 복호화 연산의 성능은 전체 네트워크의 성능에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서 복호화 과정에 필요한 갈로아 유한체에서의 가우스 소거법 연산을 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용한 HW기반 가속화 시스템을 구현하였다. 논문에서는 하드웨어 구현에 있어 병렬처리, 파이프라인 데이터 처리 등의 이슈에 대해 논하고, 그 성능을 범용 시스템 상에서 SW로 수행하는 경우와 비교하였다. FPGA를 활용하여 복호화 전용 가속기능을 구현할 경우, Pentium 4 기반의 범용 시스템과 비교해서 20배, ARM기반 임베디드 시스템에 비해서는 140배 이상의 성능향상을 보였으며, 이를 활용할 경우 소규모의 연산 자원을 이용해서 효율적인 네트워크 코딩 시스템을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

Network Coding enhances performance of multi-cast network system, e.g., P2P(Peer-to-Peer) system. The Receivers in the network that use network coding technique have to decode the received messages which are encoded by intermediate nodes as well as sender node. Hence, decoding operations of network coding system are more complex than those of normal network system; therefore, performance of decoding operations have a significant influence on performance of the entire network system. In this paper, we address the issues regarding implementation of FPGA-based acceleration engines of Gaussian eliminations on finite Galois field. We compare the decoding performance on FPGAs with SW based implementations on P-4 processor and ARM embedded processor. The result shows that FPGA implementation outperforms contemporary widespread P-4 processor and ARM processors by 20 and 140 times, respectively. Utilizing the technique introduced in this paper, an efficient network coding system could be realized with a low level of computing resources.