• 융합신호처리학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.155-161
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• 2014

본 논문에서는 비교적 밀도가 높게 전개되는 무선 센서네트워크에서 센서노드들의 에너지를 균형있게 소비할 수 있는 클러스터-기반 에너지 소비 균형을 위한 라우팅 프로토콜을 제안하였다. 본 프로토콜은 계층적 구조를 가지는 클러스터-기반으로 구현된다. 클러스터는 위치적으로 가까운 거리에 있는 센서노드들로 형성되며, 해당 클러스터 멤버들 중에서 잔류 에너지가 가장 높은 노드가 헤드노드로 선정된다. 경로 선정에서, 이웃하는 클러스터와 통신의 범위가 중첩되게 하여 그 공통영역 내에 있는 하나의 노드를 중계노드로 선택하여, 통신에너지 소비의 균형을 고려하여 노드들의 수명을 연장할 수 있게 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.298-301
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• 2009

최근 들어 무선 멀티미디어 서비스를 위한 Wireless Sensor Network 에 관한 연구가 활발히 진행됨에 따라 그 응용의 한 부분으로써 이미지 센서를 이용하여 이미지 데이터를 전송하는 WISN(Wireless Image Sensor Networks) 에 관한 연구가 시작되었다. WISN은 센서노드의 제한된 자원(배터리, 대역폭, 처리속도, 메모리 크기)으로 인해 많은 어려움을 갖는다. 특히 그 중에서 제한된 배터리로 인해 이미지 센서노드는 효율적인 에너지 관리가 필요하다. 이미지 센서노드의 에너지 소모는 이미지 캡쳐 과정, 이미지 데이터의 처리 및 가공(compression)과정, 이미지 데이터의 전송 과정에서 발생한다. 또한 수 Kbyte 이미지 데이터는 기존의 무선센서 네트워크의 데이터보다 훨씬 크기 때문에 빈번한 이미지 데이터의 전송은 노드의 수명을 단축시켜 전체 네트워크의 분단을 초래한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 JPEG 이미지 크기의 변화량을 고려하여 전송 횟 수를 최소화하는 기법을 제안한다. 종단 센서노드는 자신이 이전 JPEG이미지와 현재 JPEG이미지의 크기를 비교하여 특정 임계값 이하이면 전송하지 않고, 임계값 이상일 때에는 변화된 특정 부분의 이미지만을 보냄으로써 데이터량을 줄이게 된다. 결과적으로 효율적 에너지 관리를 통해 센서 노드의 라이프타임을 향상 시키는 결과를 가진다. 제안된 기법을 검증하기 위하여 테스트 보드를 만들어 제안된 기법과 일반적인 방법에서의 데이터의 전송 횟수 및 에너지 소모량과 노드의 라이프타임을 비교하여 제안된 기법의 성능의 우수함을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.561-565
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• 2006

무선 모바일 애드 혹 네트워크에서 에너지 효율을 위한 많은 라우팅 알고리즘이 연구되어 왔다. 이러한 제안된 다른 알고리즘들을 살펴보면, 에너지 효율 뿐 만 아니라 성능의 향상을 위한 노력도 기울여 왔다. 일반적으로 목적지 노드가 전송받은 RREQ의 메트릭을 통하여 에너지 효율적인 경로를 선택 하게 되는데, 이것은 결국 데이터 전송 지연이 발생하게 된다. 그리고 경로가 설정된 이후에 경로를 유지하는데 있어서, 노드의 이동이나 배터리의 소진으로 링크가 끊기게 되면 경로를 다시 찾는 과정에서 제어 패킷을 다시 플러딩 하기 때문에 여러 노드의 에너지 소비를 초래하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해 기존의 AODV(On-Demand Distance Vector Routing) 프로토콜을 기반으로 다음과 같은 방법을 제안한다. 먼저 RREQ를 받은 노드가 남은 배터리의 양을 고려하여 전송의 여부를 결정하는 방법을 제안하고, 경로를 유지하는데 있어서 전송의 세기를 통해 노드의 이동성을 인지하고 링크가 끊기기 전에 다른 노드로 경로를 대체함으로써 경로 재설정을 통한 에너지 소비를 줄이는 방안을 제안한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.123-131
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• 2008

무선 센서 네트워크 시스템에서 에너지 효율을 증가시키기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 그중에서도 통신과 관련된 에너지 소모를 감소시키는 연구가 가장 많이 진행되어 왔다. 실제로 각 노드에서는 통신 및 센싱이 빈번하게 일어난다. 그러므로 통신에서의 에너지 효율을 증가시키기 위해서는 센싱 주기와 전송 주기를 제어하는 기능이 요구된다. 또한 질의에 해당하는 노드에게만 질의를 전파함으로써 전송횟수의 감소를 통하여 에너지 소비를 감소할 수 있다. 본 논문에서는 질의어를 통해 센싱 주기와 전송 주기를 제어할 수 있는 노드 관리 기능과 서비스 디스커버리 기술을 응용하여 질의에 해당하는 노드에게만 질의 전파 제한 메커니즘을 제안하고, 구현하며 성능을 평가한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (D)
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• pp.520-525
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• 2007

센서 네트워크에서 에너지의 제한은 이전의 다른 많은 네트워크 시스템과 구별되는 특징을 가지게 한다. 따라서 센서 네트워크에서의 가장 중요한 연구 주제는 에너지를 절약하도록 하는 것에 초점이 맞춰진다. 기존의 센서 네트워크에서는 주로 Network, Mac, Phy 계층에서 연구가 진행되었으며, 또한 사용자가 센서 네트워크의 Lifetime을 미리 정할 수 없었다. 하지만, 어떤 센서 네트워크에서는 어떤 특정한 시간까지 생존할 필요가 있을 것이다. 이 논문에서는 미리 정해진 Lifetime을 보장하는 노드의 응용 수준에서의 에너지 소모 모델을 제공한다. 이와 같은 일을 하기위해서, 첫 번째로, 센서 네트워크에서의 응용을 6가지로 구분하고, 응용에서 필요로 되는 5가지 연산을 정의했다. 두 번째로 이러한 5가지의 연산을 포함하는 에너지 소모 모델을 만들었으며, 이것을 가지고 각각의 연산에서 소모되는 에너지를 통계적인 기법을 통해서 계산한다. 마지막으로 노드가 미리 정해진 시간까지 생존하도록 각각의 노드에서 응용의 에너지 소모 계획을 다시 작성한다. 예를들면, 응답주기와 센싱주기의 변경을 통하여 에너지의 소모를 줄일 수 있다. 결과적으로 이러한 일들은 노드가 정해진 시간까지 생존하도록 보장해 준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.177-182
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• 2014

본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 싱크노드 기반의 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안되는 싱크 노드 기반 MAC 프로토콜(Sink node-Based MAC: SB-MAC)은 송신자 노드의 에너지 소모를 줄이고 전송 지연을 감소시키기 위해 RB (rapid beacon) 프레임이 사용된다. RB 프레임은 IEEE 802.15.4의 비콘 프레임의 수정된 형태이다. RB 프레임에 포함된 전송 노드의 데이터 길이 정보를 이용하여, 데이터 전송에 참여하지 않는 다른 노드들이 오랫동안 sleep 모드에 머물게 함으로써 에너지 소모를 줄일 수 있다. 이를 통하여 기존의 X-MAC 및 RI-MAC 프로토콜들에 비해 데이터 전송 지연 및 에너지 소모 면에서 더 좋은 성능을 가진다. SB-MAC 프로토콜은 하나의 싱크노드와 다수의 송신 노드들로 구성되어 있는 네트워크 환경에 에너지 효율적인 프로토콜이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.2187-2192
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• 2016

무선 센서 네트워크의 생존시간을 증가시키기 위하여 중계노드에서의 데이터 병합을 고려한 데이터 중심 라우팅이 필요하다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 센싱 정보의 수집 시간과 노드의 에너지 소비량 간의 트레이드 오프를 고려하여 에너지 소비를 최소화하면서도 빠른 시간 내에 센싱 정보를 수집하는 에너지 효율적인 데이터 중심 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안 하는 라우팅 방식은 먼저 전체 센서 노드 중에서 최대 거리가 최소화가 되도록 만드는 노드를 싱크 노드로 설정한다. 이후 빠른 정보 수집을 위하여 센서 노드와 싱크 노드 간 최대 거리의 증가를 최소화하면서 에너지 소비를 줄이기 위하여 노드간 연결 링크 비용을 최소화하는 방식으로 트리 구조를 확장해나간다. 시뮬레이션 결과, 제안하는 데이터 중심 라우팅 알고리즘은 짧은 정보 수집 시간과 낮은 에너지 소비량을 가지며, 이로 인하여 기존 라우팅 알고리즘 대비 높은 네트워크 에너지 효율을 달성한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.596-603
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• 2019

무선 센서 네트워크에서 배치된 노드의 기능을 변경하거나 갱신하기 위해 노드의 소프트웨어 코드를 업데이트하는 재프로그래밍 동작은 필수적이다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 노드의 재프로그래밍을 목적으로 노드의 전송에너지를 최소화하는 최적화 알고리즘을 제안한다. 또한 네트워크의 수명을 오래 유지하기 위해 전체 노드의 에너지 소모를 균형있게 유지하도록 알고리즘을 설계한다. 본 논문에서는 많은 수의 노드가 배치된 무선 센서 네트워크에서 전송에너지의 최소화와 에너지 소모의 균형화를 위해 새로운 이웃해 생성방식을 가진 타부서치 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 적정한 수행 시간 내에 최적의 결과를 도출하도록 설계되었다. 제안된 타부서치 알고리즘의 성능은 노드의 전송에너지와 남은 에너지, 알고리즘 수행시간 측면에서 평가되었으며, 성능 평가 결과에서 이전의 방식에 비해 우수한 성능을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권6B호
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• pp.342-349
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• 2007

무선 센서 네트워크에서 클러스터링은 클러스터 헤드(cluster head) 노드가 클러스터 멤버 노드의 데이터를 병합(aggreation)하여 싱크(Sink)로 전송함으로써 노드 간 통신의 양을 줄이게 하고 클러스터 내부적으로는 TDMA 스케줄에 기반하여 클러스터 헤드가 클러스터 멤버 노드의 스케줄을 조정함으로써 노드의 슬립타임을 연장하게 한다. 제안하는 ECS(Energy efficient Cluster-head Selection) 알고리즘은 에너지가 제한되는 센서 네트워크의 수명 향상을 위하여 노드 자신의 요소(factor) 즉, 자신의 초기 에너지 및 현재 에너지, 클러스터 헤드에 의해 병합된 클러스터 내 노드들의 데이터가 싱크로 전송되는 각 라운드, 노드 자신이 클러스터 헤드로 선출(selection) 된 수를 이용하여 확률적인 방법으로 클러스터 헤드를 자가 선출한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.334-336
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• 2005

이동적응망(MANET: Mobile Ad-hoc Network)은 네트워크 하부 구조를 필요로 하지 않은 무선 단말들로 구성된 네트워크이다. 이러한 특성은 네트워크 단절 가능성을 높게 하기 때문에 이동단말들의 데이터 액세스률이 낮아지게 된다는 문제점을 갖는다. 이를 해결하기 위하여 이동 노드들은 데이터의 중복사본을 갖는다. 이동 노드가 갖는 중복사본은 데이터 일관성을 유지하기 위하여 별도의 중복관리 기법이 필요하다. 하지만 MANET을 구성하는 이동 노드들은 일반적으로 제한된 전력을 가지고 있고 단절될 가능성이 높기 때문에 중복 사본의 일관성 보장은 어려운 문제로 지적되고 있다. 기존에 제안된 MANET에서의 데이터 중복관리 기법은 데이터 액세스 빈도수를 계산하여 액세스률을 높이는 방법에 주안점을 두고 있고 갱신 데이터의 일관성 보장은 그 어려움 때문에 주로 판독 연산만 고려하였다. 갱신 트랜잭션을 지원하는 경우 대부분 높은 통신비용을 이유로 데이터 일관성을 보장하지 않는다. 또한 이동 노드가 다수의 서버를 통해서 갱신 연산을 실행하기 때문에 통신 오버헤드로 인하여 전력소모가 크다. 본 논문에서는 주사본 노드를 통하여 갱신을 가능하게 함으로써 데이터 일관성을 유지할 수 있는 데이터 중복 기법을 제안한다. 제안된 기법은 이동 노드들의 에너지 특성을 고려하여 더 않은 에너지를 가진 노드에게 갱신 전파 및 일관성 유지를 의뢰함으로써 상대적으로 낮은 에너지를 갖는 이동 노드의 에너지 효율을 고려하였다.