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IoT 통신 환경에서 패킷 손실에 따른 오류 복구 방법

초록/요약

IT 기술의 발달로 모든 사물들이 인터넷이라는 통신 네트워크에 연결되어 IoT라는 개념으로 확장 되었다. IoT 통신 환경은 서비스와 단말 혹은 게이트웨이(Gateway) 간의 통신을 지원해야 하며, 여러 표준의 통신 기술도 사용 할 수 있어야 한다. 이와 함께 다양한 노드(Node) 간의 통신을 지원하기 위한 이종 망(Heterogeneous networks) 간의 통신을 가능하게 해야 하며 이에 대한 이동성, 무결성, 확장성, 연결성 등을 보장 할 수 있어야 한다. 그러나 IoT 통신 환경에서 잡음 또는 네트워크 지연과 같은 상황에 의한 패킷 손실 발생 한다. 이러한 문제점을 해결 하기 위해 IoT 통신 환경에서의 패킷 손실은 재 전송을 통하여 극복 되어 왔다. 이는 같은 media 를 사용 하는 IoT 기기간의 collision 및 media 점유율 증가를 발생 시킬 수 있다. 이 뿐만이 아니라 IoT 단말 기기와 서버기기 간의 손실이 발생 하면 센서 기기 동작(Firmware image) 및 Data 신뢰성(과금 정보, Emergency 정보)에 큰 영향을 주게 된다. 이러한 손실들을 막기 위하여 연구들은 크게 두 가지 방향으로 진행 되었다. 한가지 방향은 재 전송을 최적화 하는 방향 이며, 다른 방향은 재 전송 자체를 발생 시키지 않도록 FEC(Forward Error Correction)를 적용 하여 패킷 손실이 발생 하더라도 복구 하도록 하는 방법이다. 본 논문은 IoT 통신 환경에서의 패킷 손실에 의해 발생 할 수 있는 문제 점들과 이를 극복 하기 위한 효율 적인 Application 계층의 Error Correction Code 기법 제안하였다. 또한 제안한 기법을 구현 및 시뮬레이션 그에 따른 성능 분석을 통해서 IoT 통신 환경에서 패킷 손실에 대한 효율적인 복구 방법이 될 수 있음을 증명 한다. 특히, 본 논문에서는 가변적인 redundancy 를 이용한 Application 계층에서의 Forward Error Correction 적용을 통한 효율적이고, 신뢰성 높은 data 전송을 가능 하게 하여, IoT 통신 환경에서의 data 신뢰성 향상 및 네트워크 부하를 줄이는 핵심 기술로써 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

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목차

제 1 장 서론 1
제 1 절 Internet of Things(IoT) 개념 1
제 2 절 연구 배경 2
제 3 절 연구 목적 4
제 4 절 연구 진행 방법 및 결과 5
제 5 절 논문 구성 5
제 2 장 관련 연구 7
제 1 절 6LoWPAN . 8
제 2 절 ROLL(Routing Over Low power and Lossy Networks: RPL) 9
제 3 절 MPE-FEC(Multiprotocol Encapsulation-Forward Error Correction) 11
제 4 절 Raptor Code 12
제 3 장 RS code & Interleaving 15
제 1 절 RS Code 의 특징 15
제 1 항 RS encoding . 17
제 2 항 RS decoding . 21
제 2 절 Interleaving 특징. 26
제 1 항 Block Interleaver 26
제 2 항 Helical Interleaving . 27
제 3 항 Random Interleaving 28
제 4 장 제안 기법 . 30
제 1 절 제안 하는 RS code 의 특징 31
제 2 절 제안 하는 인터리빙(interleaving)의 특징 32
제 3 절 제안하는 기법 . 34
제 4 절 제안 하는 기법과 PHY(Physical Layer)에서 Error Correction Code 와의 차이점 36
제 5 절 IoT 적용을 위한 방법 제안 37
제 5 장 구현 및 평가 40
제 1 절 Simulator 구현 . 40
제 2 절 모의 실험 및 성능 평가 41
제 6 장 결론 . 51
제 7 장 참고 문헌 . 53

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