• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.370-376
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• 2009

최근 USN 환경에서 다양한 센서 네트워크 활용 가능성이 높아지고 있다. 하지만 기존에 제안되었던 센서네트워크 라우팅 프로토콜들이 현실적으로 어려움 점이 있다. 본 논문에서는 대표적인 계층적 라우팅 프로토콜인 HEED가 가지는 생존성과 부분 클러스터 생성의 문제를 해결하고자 에너지 거리 가중치를 사용한 개선된 HEED 라우팅 프로토콜을 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안한 개선된 HEED 프로토콜은 기존의 HEED보다 각 노드들의 잔존 에너지양과 거리 가중치를 두어 새로운 CH를 초기에 선정하고 선출된 CH노드의 잔존 에너지양이 50%가 되는 시점을 기준으로 교체해 주는 방식을 제안하였다. 이를 통해서 클러스터 내의 모든 노드들이 에너지 소비를 공평하게 함으로써 전체 클러스터의 생존율을 약 30% 가량 향상시킬 수 있었다. 또한 CH를 교체 선출함에 있어서도 응답시간을 기준으로 기존의 CH노드와 가장 가까운 곳에 위치하는 노드로 교체하도록 하는 기법을 적용하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권12호
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• pp.1186-1194
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• 2012

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성을 문제를 해결하기 위해 다중 홉 전송 방식을 사용할 수 있다. 다중 홉전송 방식은 전체 에너지 소비량을 줄일 수는 있으나 네트워크의 라이프타임을 심각하게 감소시킬 수 있다. 노드들은 자신의 잔여에너지에 따라 다른 노드의 패킷을 릴레이 해줄지를 결정해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 strike and bargaining 알고리즘 (SBA)를 제안한다. 라우팅 경로는 각 노드의 특정값 (wage)에 따라 결정된다. 각 노드는 주변 노드와 wage를 협상한 후 합당한 wage를 결정하고 그에 따라 최적의 라우팅 경로를 결정한다. 분석과 시뮬레이션을 통해 우리는 SBA가 최적의 성능에 근접할 수 있음을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.608-614
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• 2009

무선 센서 네트워크에서는 노드들이 제한적인 에너지를 가지고 있기 때문에 효율적인 에너지 사용이 요구된다. 클러스터링 방식은 클러스터를 형성하고 클러스터 멤버 노드들이 전송한 데이터를 클러스터 헤드가 병합하여 싱크 노드로 전송하는 방식을 사용한다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 클러스터 헤드를 효율적인 선정하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 노드 자신의 과거 헤드 경험의 세분화와 전송할 데이터의 존재 여부, 전송할 데이터를 보유하고 있는 이웃 노드들의 정보를 이용하여 헤드를 선정 함으로 네트워크 전체의 수명을 증가시킨다. 시뮬레이션을 통하여 기존의 방식인 LEACH, HEED 알고리즘에 비해 밸런싱 있는 에너지를 소모하고, 더 나은 네트워크 수명을 보장함을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.511-513
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• 2005

S-MAC은 전송 지연을 희생하고 전체 센서 노드의 동작 수영을 연장하기 위한 무선 센서 네트워크에 특화된 MAC(Medium Access Control) 프로토콜이다. IEEE 802.11을 수정하여 만들어진 S-MAC은 주기적인 Listen and Sleep 스케줄방식을 사용하여 무선 센서 네트워크에서 발생하는 에너지 소모를 줄였다. S-MAC을 사용하는 무선 센서 네트워크에서 초기에 수행하는 것이 자신의 동작 주기를 결정하고 알리는 것이다. 이 과정에서 무작위(randomization)로 선택된 시간을 사용하여 스케줄한 결과 다원화된 스케줄이 발생된다. 결국 서로 다른 스케줄 클러스터가 만들어지고 이 클러스터 경계에 있는 노드는 어긋난 Listen시간으로 인해 서로 통신을 하지 못한다. S-MAC 에서는 서로 다른 스케줄을 수용하는 경계 노드(border node)를 두어 해결하고 있다. 하지만, 경계 노드는 다른 노드에 비해 에너지 소모가 높고 브로드캐스트 형식의 데이터 전송 효율이 떨어진다. 본 논문에서는 이러한 S-MAC의 다원화된 스케줄 방식의 문제점을 해결하는 H-SYNC(Heartbeat-SYNC) 스케줄 일원화 방안을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능비교 및 평가를 실시한 결과 낮은 에너지 소모를 달성하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.635-637
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• 2016

센서 네트워크에서 각 센서 노드의 에너지 소모를 최소화하여 에너지 소모를 줄임으로써 망의 지속시간을 늘이는 것이 중요하다. 기존의 MAC(Medium Access Control) 프로토콜은 채널 폴링 기법을 이용하여 효율적인 에너지 관리에 대한 해결책을 제시 하였으나, 그러한 방식에 따른 각 노드의 Duty Cycle이 길어짐으로써 발생하는 에너지 소모에 대한 해결책은 제시하지 못하였다. 본 논문에서는 기존의 채널 폴링과 함께 스케쥴링 알고리즘을 적용하여 Duty Cycle의 주기를 줄임으로써 에너지 소모를 줄인다. 특히 이 방식을 이용하여 멀티홉과 과다한 트래픽에 대한 성능의 평가를 위해 실험을 통해 제안하는 프로토콜의 우수한 성능을 보인다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권5호
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• pp.433-440
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성, 전송 지연 그리고 확장성은 중요한 요구사항이며, 특히 다수의 노드로 구성된 무선 센서 네트워크의 경우 네트워크 라이프타임 연장을 위해 제한된 배터리 전력 내에서 각 노드의 에너지 소비를 최소화 시켜야한다. 또한 전송률을 향상시키기 위해서는 각 센서 노드의 에너지 소비를 최소화하기 위한 효율적인 알고리즘과 에너지 관리 기술이 요구된다. 본 논문은 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 데이터 전송을 위해 경로의 겹침이 없는 다중경로 프로토콜을 제안한다. 제안한 방법은 다중경로를 검색하고 라우팅 테이블에 다중경로를 추가시켜 센서 데이터 전송의 감소를 통해 네트워크 오버헤드를 최소화 시킨다. 제안한 라우팅 프로토콜은 각 노드의 에너지 소비를 최소화하고, 싱크 노드가 수신 강도 범위 내, 외부에 위치하더라도 센서 네트워크의 생명주기를 연장할 수 있다. 실제 데이터를 이용하여 현실 모델에 맞게 센서 네트워크를 구축하고 제안 기법의 타당성을 검증하며, 전체 에너지의 소비량을 평가한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.23-29
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• 2011

무선 센서 네트워크는 응용에 따라 실시간 전송, 전송 보장 등의 QoS 요구 사항들을 필요로 한다. 동시에 무선 센서 네트워크의 에너지 제약을 감안한 에너지 효율성도 만족 시켜줘야 한다. 본 논문에서는 이러한 요구 사항들을 만족 시켜줄 수 있는 무선 센서 네트워크를 위한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 주변 노드의 정보만을 바탕으로 싱크 노드까지의 에너지 비용, 지연 시간, 신뢰성을 추정한다. 이 추정을 기반으로 경로를 선택하는 확률을 계산한다. 노드에서 패킷을 전송할 때 계산된 확률에 의해 다음 노드를 선택한다. 선택 확률은 싱크까지의 경로에 소모되는 에너지 비용과 반비례하도록 계산되기 때문에 에너지 비용이 적은 경로일수록 더 자주 선택된다. 실시간 전송을 위해서 제안 알고리즘은 패킷이 제 시간에 싱크까지 갈 수 있는 경로들 중에 선택된다. 신뢰성 있는 전송을 위해서는 노드가 패킷의 소스일 경우 추가 패킷을 다른 경로로 보내도록 할 수 있다. 실험 결과를 통해 제안 알고리즘이 에너지 효율성을 고려하면서 실시간 전송 및 신뢰성 전송을 향상 시킬 수 있음을 알 수 있다.

• Spatial Information Research
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• 제18권4호
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• pp.75-88
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• 2010

최근 모바일 기기 및 우선 통신의 발달로 인하여 지오센서 네트워크가 실생활의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이에 따라 센서 노드의 제한된 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 미들웨어에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존 미들웨어들은 센서 노드의 고유한 처리 능력 몇 가능을 고려하여 개발하지 않았기 때문에, 제한된 시스템 자원만을 사용하는 센서 노드에서는 운영이 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 지오센서 네트워크에서 에너지 효율성을 자원하는 바이트코드 기반 데이터 서비스 미들웨어를 설계 및 구현한다. 제안하는 미들웨어는 첫째, 하드웨어 추상화를 지원하는 데이터 관리자와 최소한의 바이트코도 명령어를 통하여, 센서 노드에 최적화된 기능만을 제공한다. 둘째, 불필요한 데이터를 제거함으로써 데이터 전송량을 최소화하는 데이터 집계 질의처리 및 데이터 필터링을 통하여, 센서 노드의 에너지 효율성을 향상시킨다. 마지막으로, 기존 연구인 SwissQM과의 성능 평가를 통해 제안하는 미들웨어가 데이터 전송량과 평균 에너지 소모량 측면에서 에너지 효율적임을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권7B호
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• pp.536-549
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• 2012

무선 애드 혹 네트워크는 제한된 에너지를 갖고 있는 노드들에 의해 자율적으로 구성되는 기반 구조가 없는 네트워크이다. 노드가 갖는 이런 제약사항은 데이터 전송 시 에너지 고갈로 데이터 전달이 갑작스럽게 실패하는 상황을 초래한다. 정적인 무선 애드 혹 네트워크를 대상으로, 에너지 예약 기법 및 다중 경로 라우팅 기법을 이용하여 네트워크 내 노드들의 잔여 에너지가 적은 경우에도 안정적 데이터 전송을 지원하는 PAMP가 제안되어 있다. 본 논문은 PAMP에 다중 경로를 설정하는 과정에서 네트워크 코딩 기회가 있는 경로를 우선적으로 선정하여 중간 노드의 에너지를 절약할 수 있는 기법을 추가할 것을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석에서 본 논문에서 제안하는 기법이 기존의 PAMP와 센서 네트워크에서의 에너지 인식 다중 경로 설정 기법인 REAR에 비해 패킷 전송 성공률이나 노드의 에너지 소비에 있어서 우수한 성능을 보이고 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.890-893
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 각 노드들은 일반적으로 자체 충전이 어려운 배터리를 전원으로 사용하고 배터리 방전시의 교체도 어렵기 때문에 제한된 에너지원 내에서의 각 노드들의 수명 연장을 위한 연구는 중요한 이슈가 되어 왔다. 그래서 각 노드들의 에너지 소비량을 최소한으로 하는 많은 방법들이 제안되었으며 특히 에너지 효율적인 MAC 프로토콜에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 그 중 경쟁 기반 MAC 프로토콜인 T-MAC은 S-MAC의 고정된 듀티 사이클에 적응성을 추가한 프로토콜로서 각 노드가 활성 모드에서 수면 모드로 진입하기 전 고정된 timeout을 주게 된다. 이 고정된 timeout 내에서 송수신되는 데이터가 없으면 각 노드들은 수면 모드로 진입하게 되는데 timeout은 항상 고정되어 있기 때문에 송수신 되는 데이터가 없을 때에는 불필요한 에너지 소비를 발생시킨다. 본 논문에서는 확률적으로 timeout을 분석하고 확률에 따른 timeout을 제공하여 timeout 동안의 불필요한 에너지 소모를 줄임으로서 에너지의 효율을 높일 수 있는 적응형 timeout 기반 MAC 프로토콜을 제안한다.