초록 ▼

핵심기술
DTN이란 단말 이동성으로 인한 무선 링크의 잦은 끊김과 네트워크 토폴로지 변화에서도 사용자의 데이터 전송을 계속적으로 지원할 수 있는 망 기술로, 우리는 이 기술을 이동통신망 및 센서망에 적용한다.

최종목표
본 과제가 목표로 하는 큰 기술은 다음과 같은 2가지 기술이다. DTN-이동통신망 기술: 이동통신망의 경우 스마트폰의 급격한 성장으로 차세대 이동통신망의 전송 용량으로도 데이터 수요를 감당할 수 없을 것으로 예상된다. DTN 기술과 이동통신망 기술을 상호 밀결합하여 이동통신망의 가장 큰 문제인

핵심기술
DTN이란 단말 이동성으로 인한 무선 링크의 잦은 끊김과 네트워크 토폴로지 변화에서도 사용자의 데이터 전송을 계속적으로 지원할 수 있는 망 기술로, 우리는 이 기술을 이동통신망 및 센서망에 적용한다.

최종목표
본 과제가 목표로 하는 큰 기술은 다음과 같은 2가지 기술이다. DTN-이동통신망 기술: 이동통신망의 경우 스마트폰의 급격한 성장으로 차세대 이동통신망의 전송 용량으로도 데이터 수요를 감당할 수 없을 것으로 예상된다. DTN 기술과 이동통신망 기술을 상호 밀결합하여 이동통신망의 가장 큰 문제인 용량 부족 문제를 해결할 수 있는 효율적인 방안으로 일명, DTN-이동통신망 기술을 개발한다.
DTN-센서망 기술: 수많은 휴대단말/차량단말이 자신의 일상적인 이동성과 이에 따른 상호 전송 기회를 활용하여 공간적으로 격리되어 있는 IT사물과 인터넷 간에 sensing/actuation 정보를 나르는 기술을 개발한다.

개발내용 및 결과
1차년도에는 휴대/차량 단말 간의 이동성 측정하기 위한 툴을 개발하고 툴을 이용하여 이동성을 측정, 분석한 후에 이를 통해서 DTN 단말에서 사용될 포워딩 알고리즘, 에너지 효율적인 단말/AP/센서 탐색 기술을 개발했다. DTN 단말 시스템에 대한 설계와 동시에 DTN 단말과 기존의 인터넷과의 통신을 가능하게 하기위해서 DTN 저장 및 전송 프로토콜을 개발했다.
2차년도에는 DTN-이동통신망, DTN-센서 기반 기술을 연구하고 통합 시스템을 구축했다. 먼저, 인터넷 구간에서의 DTN 데이터전송 아키텍쳐를 설계하여 DTN 전송 프로토콜을 완성했다. 1차년도의 요소 기술들과 DTN 스케줄러를 통합한 단일홉/멀티홉 DTN 전달 오프로딩 시스템을 구축하고 수집한 이동성 데이터를 이용하여 성능을 검증했다. DTN-센서망 통합 시스템을 위해 최소 시간 전달을 위한 라우팅 기술과 자원 관리 기법을 연구하며, 이를 위해 1차년도의 요소 기술을 활용했다. 2차년도에서 개발한 통합 시스템은 3차년도의 테스트베드 구축에 사용했다.
3차년도에는 1,2차년도에서 개발한 DTN-이동통신망, DTN-센서망 요소 기술이 적용된 서비스의 구현 및 검증을 중점적으로 연구했다. 성공적인 오프로딩 서비스 구축을 위해 사용자들로 하여금 지연허용 전달을 통한 이동통신망 오프로딩을 유도할 수 있는 과금정책을 개발하고 DTN-센서망 기술을 이용한 서비스 구축을 위해 단말간 협력을 유도하는 인센티브 매커니즘을 개발했다. 1,2차년도의 DTN 응용기술 연구결과를 직접 캠퍼스 규모 망에 구현하고 시연함으로써 기술의 효용성, 사업화 가능성 등을 실제 환경에서 검증했다.

기술개발배경
모바일 데이터 폭증으로 인한 이동통신망 오프로딩 기술의 필요성: 지금은 무선 통신망 인프라를 사용하는 패러다임에 급격한 전환이 일어나는 시기이다. 스마트폰의 도입으로 촉발된 모바일데이터 트래픽의 폭증은 이동통신망 중심의 이동통신사업자 비즈니스모델의 존폐를 좌우할 만큼 심각한 위협이 되고 있으며 쿠퍼의 법칙 (Cooper's Law)에 따르면 이 이동통신망의 용량 부족 문제는 4G, 5G로 대변되는 물리계층 (PHY layer) 기술 만의 발전으로는 해결이 불가능할 것으로 보인다.
센서망과 인터넷망의 상호 연결 필요성: 세상의 모든 사물이 점차 IT사물화되어 sensor/actuator의 기능을 가지고 인터넷과 연동하는 방향, 즉, Internet of Things (IoT)로 진화하고 있으며 이미 USN (Universal Sensor Network)이라는 이름으로 무수히 많은 센서망이 포설되고 있지만, 대부분 지리적으로 멀리 분리되어 있는 다양한 sensor/actuator망과 인터넷을 우리가 가지고 있는 인프라망을 어떻게 상호 연결할 수 있을 것인가에 대한 근본적인 질문에는 아직 효율적인 해법이 없는 상황이다.

핵심개발기술의 의의
DTN 이동통신망 기술의 경우, 미국의 여러 우수대학과 알고리즘 개발을 경쟁적으로 진행했으나, 본 과제를 통해서 알고리즘 개발 뿐 아니라 실제 시스템에 구현하고, 성능을 검증함으로써 해외에 비해 구현 경쟁성을 확보할 수 있었다. 본 과제에서 개발된 기술은 그 가치를 인정받아 IEEE INFOCOM, IEEE/ACM Transactions on Networking 등과 같은 최고 수준의 학회 및 저널에 연구 성과를 게재할 수 있었다.

적용분야
모바일 데이터가 폭발적으로 늘어나고 있는 상황에서 이동통신망에 집중되는 부하를 줄이기 위해 Wi-Fi 망 등으로 오프로딩 시키는 기술로써 적용이 가능하다. 특히 본 과제를 통해 개발된 전송 계층 프로토콜은 자동적으로 어플리케이션이 요구하는 지연시간을 만족시키는 한도 내에서 최대한 Wi-Fi 망을 통해 어플리케이션 데이터가 전송되도록 할 수 있다. 또한 본 과제를 통해 개발된 DTN망을 위한 라우팅 프로토콜들 통해 차량단말과 휴대단말의 다양한 특성들을 효율적으로 활용하여 지연 시간을 만족 시키면서 빠르고 에너지 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다.

Abstract ▼

Ⅰ. 제 목
Delay-Tolerant Network (DTN) Technology for Wireless Cellular and Sensor Networks

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
This project targets for constructing the system which integrates the mobile/sensor network and Internet using DTN (Delay/Disruption Tolerant Network) technology. The recent advent

Ⅰ. 제 목
Delay-Tolerant Network (DTN) Technology for Wireless Cellular and Sensor Networks

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
This project targets for constructing the system which integrates the mobile/sensor network and Internet using DTN (Delay/Disruption Tolerant Network) technology. The recent advent of smartphones have made explosive increasing of the amount of mobile traffic and the efficient content delivery system is needed. Moreover, the technology called IoT (Internet of Things) which integrates the Internet technology and object networks can be enhanced using DTN-sensor network technology.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
This project aims for developing the DTN-mobile network technology and DTN-sensor network technology. As the mobile traffic increases drastically, this project develops the DTN-mobile network technology as a solution for alleviating the cellular network capacity overload problem. DTN-sensor network technology develops the method to deliver the various sensing information generated by the mobile and vehicular devices by exploiting their mobility.

Ⅳ. 연구개발결과
The DTN-mobile system implemented by this project shows suprerior performance compared to the existing content delivery system when the delay is tolerated. Moreover, the routing algorithm developed in DTN-sensor network has been proposed, and the performance is verified from various simulations and real world experiments.

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
Recently, mobile data traffic is growing at exponential rate and most of the mobile data is served by cellular networks. The data offloading technologies developed in our project can efficiently offload mobile data from cellular networks to Wi-Fi networks. With our offloading technologies, users will experience higher service qualities and service providers will be able to manage their networks more efficiently. Furthermore, efficient communications between mobile entities will create a new dimension of mobile applications.