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유빈 성
6 years ago
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1 RF 를이용한모바일 P2P 게임 * 이주형 0, * 강남구, * 김수성, * 유행석, * 명원식, ** 한준탁, * 장태무 * 동국대학교컴퓨터공학과 ** 동해대학교컴퓨터공학과 * {jhpower7 0, whitekis, kercury, heehang, wsmyung, ** Mobile P2P Game using RF * Joo-Hyoung Lee 0, * Nam-Gu Kang, * Su-Sung Kim, * Hang-Suk Yoo, * Won-Shig Myung, ** Jun-Tak Han * Tae-Mu Chang * Dept. of Computer Engineering, Dongguk University ** Dept. of Computer Engineering, Donghae University 요약모바일산업의급속한변화로인하여어디서든모바일을이용하여게임을즐기는이들을흔히볼수있다. 시간과공간의제약이없다라는장점으로인하여모바일게임은계속해서증가되고있는추세에있다. 이러한모바일게임은여러형태로나누어볼수있는데, 그중 P2P(Peer-to-Peer) 방식을추가하여게임을즐기는방법을제안한다. P2P의개념은네트워크로연결된양측의클라이언트가중앙의서버를경유하여연결되거나또는직접적으로연결되어하드웨어, 소프트웨어, 컨텐츠등양측의자원을공유하는것을일컫는다. 본논문에서는이와관련하여모바일게임이용시 P2P 방식에무선주파수 (RF : Radio Frequency) 를이용하여일정한범위안에서다수의모바일기기 (Mobile Device) 간효율적인 P2P 방식의게임을제안한다. 1. 서론현재국내에서는모바일시장의급속한성장이이루어지고있다. 모바일게임의성장은 < 표 1> 에서알수있듯이네트워크를이용한여러가지서비스 ( 게임및컨텐츠등 ) 를언제 (any-time) 어디서나 (any-where) 제공받을수있다는모바일의이동성과편리성때문에모바일이용자수는년 10% 이상성장을거듭해오고있는추세이다 [1]. 따라서향후고부가가치의창출은물론, 그에따른모바일시장또한급성장할것으로예상된다. 또한, 모바일이주목받는이유는많은사용자들에게접근할수있는분야가다양하고, 미개척시장으로가능성이충분하다는데있다 [2]. < 표 1> 모바일이용자규모 연도 무선인터넷실제이용자수 140만명 (7%) 350만명 (14%) 600만명 (20%) 모바일게임이용비율 32.9% 41% 59% 현재출시된모바일게임은멀티플레이어 (Multi Player) 를지원하지않는단일플레이어 (Stand Alone) 방식이다. 이것은정형화된패턴으로인하여사용자들에게지루함을줄수있기때문에사용자들의요구를만족시킬수없다 [3]. 이러한사용자요구를최대한충족시키기위해서는무선통신속도의향상과멀티플레이지 원, 다양한컨텐츠개발등기술적으로많은향상이있어야한다. 본논문에서는사용자만족도를극대화시키고, 멀티플레이가가능한방법인 P2P 방식의게임방법을제안한다. 1 장의서론에이어 2 장에서는관련연구를, 3 장에서는 RF 를이용한 P2P 모바일게임방법을제안하고, 마지막으로 4 장에서는결론및향후과제를다루었다. 2. 관련연구 2.1 모바일게임모바일게임이란휴대폰, PDA 등무선이동통신을이용하여사용자들이즐길수있는게임을말한다. 현재의모바일게임은컬러휴대폰의등장으로최근각광받는컨텐츠로이동통신사들이핸드폰기반에서비스를제공하는각종게임이라정의할수있다. 모바일게임은 1999 년 WAP/ME(Wireless Application Protocol/Mobile Explorer) 기반으로출발하여, 2001 년후반 VM(Virtual Machine) 방식의서비스로이어졌다. WAP/ME 방식은정지된그림과텍스트위주로개발되어진게임으로사업성에선불투명했다. 하지만 VM 방식은단말기내에가상엔진을탑재하여표준개발킷에따라개발된게임을단말기에다운받아서실행하고다양한입력방식을구현하여서비스인식도와이용률을증가시켰다 [4][5][6]. 이러한증가에도불구하고현재지원하고있는많은모바일게임들은더욱다양한게임들과방식을원하는사용자들의요구조건에만족시키지못하고있다. 즉, 사용자는더욱많은사람들과게임을즐기기원하지만현

2 재모바일게임에서는이를지원하지않는다. 모바일게임은 < 표 2> 와같이이용방식에따라 4 가지로분류할수있다 [7]. Embeded 게임방식은단말기제조사에서단말기하드웨어에잘맞도록고안된장점을가지고있으나, 고객취향및선호도에상관없이단말기부가기능의일종으로서비스되는게임을말한다. WAP 방식은통신사업자에연결하여게임을즐기는방식으로스트리밍 (Streaming) 방식이라고도한다. 여기에서스트리밍이란인터넷 ( 네트워크 ) 을바탕으로사용자들에게각종비디오, 오디오등의디지털정보를제공하는기술을의미한다 [8]. VM 게임방식은게임을다운로드받아자신의단말기에저장하여오프라인 (stand alone) 또는온라인 (network) 상으로게임을즐긴다. 여기에서오프라인방식은통신사업자에연결하지않고게임을즐기는방식을말하고온라인방식은통신사업자에연결하여게임을즐기는방식을말한다. 이러한 VM 방식의게임은 WAP 을이용한게임과는달리게임에필요한라이브러리를내장하고있는단말기에서다이나믹한캐릭터의활동으로표현되는게임이다 [9]. [ 그림 2] 의 hybrid P2P 방식에서서버는접속된 peer 들의이름과위치정보를가지고있고, 이정보를이용하여각 peer 들끼리빠른정보공유를하는방식이다. 이러한방식은서버가 peer 들의정보만을가지고있으므로 pure P2P 방식에서처럼각 peer 들이가지고있어야하는정보의부담을줄이고또, 서버는단지 peer 들의이름과위치정보를제공하기때문에 centralize P2P 방식에서의서버부담을줄일수있다는장점이있다. 현재의 P2P 방법은이러한 hybrid P2P 방식으로옮겨지고있는추세이다. VM < 표 2> 모바일게임의이용방식에따른분류방식내용 Embeded game WAP stand alone network 폰출시시기기에내장된형태로제공되는게임 Mobile Browser 상에서 Mobile game 을사용하는방식 Content를 Download 후 Off-Line 상에서사용하는방식 Content를 Download 후 mobile network 를통해서사용하는방식 이에본논문에서는 VM(network) 게임에 P2P 방식을적용한멀티플레이어게임방식을제안한다. 2.2 P2P 방식 P2P 란네트워크로연결되어있는양측의클라이언트가서버를경유하거나또는직접적으로연결되어하드웨어, 소프트웨어, 컨텐츠등양측의자원을함께공유하는기술을말한다 [10]. P2P 시스템은 pure P2P, hybrid P2P, centralize P2P 로나누어분류할수있다 [11]. [ 그림 1] 의 pure P2P 는각 peer 들을찾기위해개별 peer 들마다검색엔진프로그램을설치하고, 네트워크에연결되어있는 peer 들끼리서로가지고있는자원의정보들을동적으로검색하는방식이다. 그렇기때문에각각의 peer 들은서로에대한정보를가지고있어야한다. 따라서저장공간의문제점이발생되고, 수많은 peer 들이실시간으로정보를주고받기때문에네트워크속도의저하를가져오는문제점이있다. [ 그림 3] 의 centralize P2P 는전형적인클라이언트 - 서버구조의형태를이루며, 모든자원들의정보는서버에저장되어지고, 어떤서비스에대한 peer 들의요청도서버가처리하는방식이다. 어떤 peer 에의해자원의요청이있으면서버가이요청을받아자원을검색하고수행결과를알려준다. 즉, 모든 peer 들간의정보공유, 통신은서버를통해서만이루어진다는것이다. 하지만이러한방식은동일한시간에많은양의요청이쇄도할경우서버의과부하로속도가느려지고, 서비스를처리하기위해서는비용이많이든다는단점을가진다. 본논문에서는서버의접속없이모바일기기들간에서이루어지는모바일게임을제안하므로위에 P2P 방

식중에서 pure P2P 방식을적용하고자한다. 2.3 RF 방식전파는그파장에따라장파, 중파, 단파등으로나눌수있으며, 이렇게분리된전파는반사, 굴절, 간섭, 회절등의특성을지니게된다. 또한주파수는 1 초동안신호또는전파가진동하는횟수를말하는데, 이러한각주파수들의성질에따라크기순으로배열한것을주파수스펙트럼이라한다 [12].

3 식중에서 pure P2P 방식을적용하고자한다. 2.3 RF 방식전파는그파장에따라장파, 중파, 단파등으로나눌수있으며, 이렇게분리된전파는반사, 굴절, 간섭, 회절등의특성을지니게된다. 또한주파수는 1 초동안신호또는전파가진동하는횟수를말하는데, 이러한각주파수들의성질에따라크기순으로배열한것을주파수스펙트럼이라한다 [12]. [ 그림 4] 에서보는바와같이주파수스펙트럼은몇가지대역으로나눌수있으며, 활용방법및사용용도는주파수대역에따라매우다르다고볼수있다 [13][14]. 바이너리 WML, 경량무선프로토콜사용으로제한된처리능력을갖는휴대단말장치에최적의솔루션을제공하고또한, HTML/XML 기반의인터넷표준응용및프로토콜을수용하고있다. 이러한 WAP 의구성요소인 WAE 는인터넷과이동전화기술에기반으로한일반적인응용환경이다. [ 그림 6] 과같이사용자에이전트, 컨텐츠표현언어, 스크립트언어, 컨텐츠표현형식, 응용서비스규격등이 WAE 에해당한다 [16]. [ 그림 4] 주파수스펙트럼 RF 의기술적영역은 [ 그림 5] 에서보이는무선송수신부전체를의미한다. 즉, 전자기파주파수대역을이용하여무선통신및고주파를이용하는장비설계, 연구공학분야일체를지칭한다고정의할수있다 [13][15]. 본논문에서는이동전화및 PCS 의주파수대역을이용하여 P2P 방식으로모바일게임을효과적으로할수있는방법을제안한다. [ 그림 5] Radio Frequency 2.4 WAP(Wireless Application Protocol) WAP 이란이동단말기에인터넷서비스를효율적으로제공하기위하여 WAP Forum 에서제안한개방형무선응용프로토콜을말한다. 이러한 WAP 의특징으로는 현재휴대폰을사용하여무선인터넷을이용한통신은 WAP 프로토콜을사용한다. WAP 프로토콜은 WAP 게이트와통신을하고 WAP 게이트와 WAP/WEB 서버간통신이이루어진다. 즉, 휴대폰으로컨텐츠를다운받기위해서는휴대폰과서버간의통신규약에맞게 WAP 게이트가변환을시켜준다. 본논문에서제안하는방법인모바일기기간에서의통신은서버를사용하지않고통신을하기때문에 WAP 게이트가불필요하다. 왜냐하면모든모바일기기는 WAP 프로토콜을사용하기때문에통신규약에맞게데이터타입으로변환할필요가없다. 3. RF 를이용한 P2P 모바일게임 RF 를이용한 P2P 모바일게임은다음과같은세가지의가정을둔다. 첫째, 게임을하고자하는여러사용자들의모바일기기는같은이동통신회사의게임서비스를제공받아야한다. 즉, 사용자들간동일한컨텐츠와인터페이스로다운받은게임을실행해야한다. 둘째, 일정한범위안에서게임을실행하므로동일한 RF 주파수대역에서같은채널을이용해야한다. 셋째, RF 주파수를사용하기위해현재블루투스 (bluetooth) 에서사용하고있는마이크로칩트랜시버 (Transceiver) 와같은모듈을장착해야한다. 동기화되어있는모바일기기간멀티유저게임을실행하고자한다면두기기간링크 (Link) 를통해통신이확립되어야한다. RF 주파수대역을벗어나게되면링크연결이끊어져통신을할수없게되기때문에적정바운더리 (boundary) 안에서통신연결을시도해야한다. 본논문에서제안하는 RF 주파수를사용하기위하여 [ 그림

6] 에서볼수있듯이 WAP 프로토콜중에서 Other Apps & Services 부분에주파수채널을변환시켜줄수있는에이전트를추가해야한다. 즉, 모바일기기에는송수신부가존재하기때문에이송수신부에들어온패킷들이어느채널로부터들어온것인지구분해준다면패킷들을어떤어플리케이션에서처리할수있는지결정하여그에맞게실행시키면된다. 현재 RF 방식을사용하고있는통신프로토콜은블루투스가있다.

4 6] 에서볼수있듯이 WAP 프로토콜중에서 Other Apps & Services 부분에주파수채널을변환시켜줄수있는에이전트를추가해야한다. 즉, 모바일기기에는송수신부가존재하기때문에이송수신부에들어온패킷들이어느채널로부터들어온것인지구분해준다면패킷들을어떤어플리케이션에서처리할수있는지결정하여그에맞게실행시키면된다. 현재 RF 방식을사용하고있는통신프로토콜은블루투스가있다. 블루투스는가용주파수대역을송수신할수있는마이크로칩트랜시버 (Transceiver) 를장착하고있으며, 통신이가능한최대범위는 10m 이다. 이러한블루투스에서사용하는마이크로칩트랜시버를모바일기기에서도이용하여본논문에서제안하는 RF 방식을이용한모바일기기간의통신을동기화할수있다. P2P 방식의게임에서가장중요한요소는모바일기기간의동기화 (synchronization) 이다. 단순한게임을하더라도멀티플레이가지원되는게임을하려면실시간으로두기기간의데이터를업데이트할수있도록통신링크확립시동기화가이루어져야한다. [ 그림 7] 모바일기기간의통신 [ 그림 7] 에서모바일기기 A, B 간의게임을즐기고자한다. 이때기기간의통신은 RF 를이용하고 1,2 는기존의무선인터넷방식으로접속이이루어진다. 그방법은패킷 (Packet) 을 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식으로게임과관련된데이터들을전송한다. 예를들면국내 K 사의 magicn 또는 S 사의 nate on 접속시아이콘을하나더추가하여아이콘을누르게되면 RF 주파수를입력할수있는브라우저가뜨고자신이원하는주파수를입력한다. 이것은라디오의채널을맞추는것이나무전기의채널을맞추는것이라볼수있다. 그다음요청이받아들여지면이에대한 ACK 가발생하게된다. 3,4 는두기기간의통신이이루어졌다는확인신호를서로송수신한다는의미이다. 이신호가서로오고가면서본격적인게임이진행된다. 5,6 은서로간의게임을진행하기위한실질적인데이터들의전송을의미한다. 이데이터들의처리는현재모바일네트워크게임에서처리하는방식과동일하게처리된다. 하지만중앙에서버없이 RF 을이용하여 pure P2P 방식으로모바일기기간에통신이이루어진다는것이다. 이것은 두모바일기기간에같은채널을사용해서통신을하기때문에일정바운더리안 ( 약 2~5M) 에서상호통신접속요청이이루어져야감쇠및간섭현상이적게발생한다. 본논문에서제안된방식은모바일게임에서서버에접속요청및통신이이루어지지않으므로게임서버에대한구축비용및통신비용절감효과와모바일의장점모두얻을수있다. 또한두기기간통신시간을단축할수있고, 멀티플레이를지원하기때문에유선인터넷에서즐길수있었던네트워크게임을모바일게임에서도가능하게된다. 따라서사용자요구만족도를극대화시킬수있고, 모바일네트워크게임을더욱활성화하는데일조할수있을것으로기대한다. 4. 결론및향후과제본논문에서는 RF 방식을이용한모바일기기간의 P2P 게임을제안하였다. 기존의모바일게임방식과다르게중앙에게임서버를두지않고모바일기기끼리연결하여시간과장소에제약받지않고여러게이머가모바일게임을무선네트워크를통해멀티로즐길수있는방법에관하여제안하였다. 이는블루투스와모바일기기가가지고있는장점들을응용한방법이라할수있다. 하지만현재의모바일기기가전화를사용하는하나의주파수만을허용하므로본논문에서제안한 RF 방식을이용하여두모바일기기간에 P2P 방식으로게임이이루어질경우엔게임중에전화를사용할수없게된다. 이는걸려오는전화를받을수없다는것인데, 사용자입장에서의추가비용없이해결하기위하여전화가걸려왔을때일시적으로게임을정지한후전화를받게할수있도록하는인터럽트에대한소프트웨어적인처리를추가해야할것이다. 즉, 게임을하기위해사용하고있던주파수에서게임을일시정지하고전화를사용하는주파수로바꾸고, 통화가끝나면다시게임에참여할수있는주파수로바꾸어주는스왑 (Swap) 기능을가진인터럽트처리가반드시수반되어져야한다. 또한게임을즐길수있는적정범위가얼마인지에대한표준화작업도이루어져야하고, 같은게임을가지고있다면이동통신사에관계없이게임을즐길수있는호환성에대한방안이마련되어야할것이다. 모바일기기간에생성되어진 P2P 그룹간통신도가능할수있다면모바일에서도 RPG 나 MUG 등을즐길수도있을것이다. 참고문헌 [1] 2003 년게임백서, 한국게임산업개발원 [2] 유소란, 모바일게임시장및개발동향 2002 년한국정보처리학회학술대회논문집 [3] 유행석, 장태무, 온라인게임에서바로가기아이콘에관한연구 2003 년한국게임학회동계학술발표논문집 [4] 한국정보보호진흥원 [5] ( 주 ) 미디어사

5 [6] ( 주 ) 게임빌 [7] 강남대학교, OS 연구실 [8] ( 주 ) 오늘과내일 [9] 동서대학교, Division of Internet Engineering [10] R. Schollmeier. "A definition of peer-to-peer networking for the classification of peer-to-peer architectures and applications," in Proc. IEEE Conference P2P 2001, Linkoping Sweden. Augu st [11] Next Generation Peer-to-Peer," 펜타시스템테크놀러지 ( 주 ), [12] 손병태, 이동통신공학, 도서출판세화, [13] RF 디자인하우스 (RF Engineering Community) [14] ( 주 ) 케이티프리텔 ( 주 ) SK 텔레콤 [15] [16] 김용운외 3 명, 인터넷과의효과적연동을위한무선인터넷통신구조 한국전자통신연구원정보화기술연구본부표준연구센터

이도경, 최덕재 Dokyeong Lee, Deokjai Choi 1. 서론

이도경, 최덕재 Dokyeong Lee, Deokjai Choi 1. 서론 2. 관련연구 2.1 MQTT 프로토콜 Fig. 1. Topic-based Publish/Subscribe Communication Model. Table 1. Delivery and Guarantee by MQTT QoS Level 2.1 MQTT-SN 프로토콜 Fig. 2. MQTT-SN