• 인터넷정보학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.23-30
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• 2012

본 논문에서는 이론과 실제 현상의 차이를 보이기 위해 우선 테스트베드 센서 네트워크에서 이론에 기반한 이웃 노드 집합과 실제 연결 설정된 이웃 노드 집합의 차이의 결과를 보인다. 이러한 결과는 이론적 통신 반경에 근거한 관리 메커니즘들(예, 듀티사이클링, 라우팅, 애그리게이션 등)이 의도한 성능을 얻지 못할 가능성을 시사해 준다. 본 논문에서는 에너지 효율성을 고려하여 실제 이웃 노드 집합에 기반한 실용적인 듀티사이클링 메커니즘을 제안한다. 이 메커니즘은 각 존(의도되어 분할된 네트워크의 일부 영역)에서 특정 임계치 내의 유사성을 가진 센싱값들의 중복 전송을 억제한다. 실제 센서 데이터를 이용한 시뮬레이션을 통하여 제안한 메커니즘이 중요 센싱값의 전송을 보장하며, 네트워크 라이프타임을 증가시킴을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.98-106
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• 2013

에너지 수확 모바일 센서 망에서 센서 노드간의 듀티-사이클 동기화는 매우 중요한 의미를 갖는다. 제한된 에너지를 효율적으로 사용하여 협력해야 하기 때문에 각 노드의 듀티-사이클이 서로 유사하게 동작되어야 한다. 이때 망을 구성하는 노드분포는 노드간의 연결뿐만 아니라 동기화에 의한 노드의 활동 시간, 그리고 망의 수명에 영향을 준다. 본 논문에서는 자기-동기화 듀티-사이클 기법을 적용한 에너지 수확 모바일 센서 망에서 망의 토폴로지를 변화시킨다. 단순 랜덤 토폴로지 망보다는 망이 담당하는 영역과 노드 밀집도에 따라서 노드의 분포를 균일하게 유지하는 알고리즘을 제시한다. 제시된 토폴로지 변환 알고리즘을 위하여 유체 흐름과 군집 분산 모델을 적용하고 에이전트 기반 모델링을 이용하여 성능분석을 시행한다. 또한 제안된 알고리즘을 자기-동기화 듀티-사이클 기반 모바일 센서 망에 적용하여 노드 간 동기화 특성이 강화되고 에너지 소비 편차의 감소를 확인한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권2호
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• pp.149-157
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• 2008

제한된 배터리를 갖는 노드로 구성되는 무선 센서 네트워크에서는 에너지 효율적인 MAC 프로토콜의 연구가 활발히 진행되고 있으며 낮은 듀티 사이클 동작이 에너지 소모를 줄이는 효과적인 방법으로 널리 사용되고 있다. 낮은 듀티 사이클을 사용하는 MAC 프로토콜에서 불필요한 에너지 소모 및 지연을 줄이고 전송률을 향상시키기 위해 Short Preamble 기법이 제안되었지만 송신 노드간의 경쟁을 충분히 고려하지 않아 불공정한 경쟁의 문제가 발생할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Short Preamble에 우선순위 정보를 추가하여 수신 노드에서 적절히 송신 노드를 선택할 수 있는 Preamble Counting기법을 제안하였다. Preamble Counting을 사용함으로써 송신 노드간의 에너지 소모 및 패킷 전송률의 균형을 이룰 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.9-16
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• 2016

IEEE 802.15.4 LR-WPAN에서 대부분의 디바이스는 배터리에 의존해 동작하기 때문에 효율적인 에너지 소비기능을 갖추도록 설계되어야 한다. 본 논문은 LR-WPAN에서 에너지 절약을 위한 두 개의 알고리즘, DDC(Dynamic Duty Cycle)와 DBT(: Dynamic Beacon Tracking)를 제안한다. DDC 알고리즘은 채널 상태에 따라 듀티 사이클을 동적으로 조정한다. DBT 알고리즘은 트래픽 조건에 따라 비콘 트래킹 모드를 적응적으로 제어한다. 또한, DDC와 DBT 알고리즘을 결합함으로써 프레임 전달률과 평균 지연 시간을 만족할 만한 수준으로 유지하면서 광범위한 입력 부하에 대해 효과적으로 에너지를 절약할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.326-332
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• 2020

본 논문은 듀티사이클 기반의 무선센서네트워크에서 에너지 효율성을 높이고 시간 지연을 줄일 수 있는 경로설정을 위해 새로운 라우팅 메트릭을 고안하고 이를 활용한 라우팅 프로토콜을 제안한다. 듀티사이클을 고려한 새로운 라우팅 메트릭인 EDW 메트릭을 사용함으로써 에너지 효율적이며 저지연의 경로를 설정할 수 있다. 본 논문에서는 새로운 라우팅 메트릭을 적용하는 크로스레이어 기반의 다중경로 라우팅 프로토콜을 제안하고 실험을 통해 낮은 전송 지연시간과 적은 에너지소비를 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.602-604
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• 2012

무선센서네트워크에서 센서노드가 에너지를 적게 사용하여 네트워크 시간을 연장하는 것은 중요한 이슈이다. 센서노드의 에너지 소비를 줄이기 위해 듀티사이클이 제안되었고 낮은 비동기식 듀티사이클에서 각 센서노드는 독립적으로 활성화되며 트래픽이 적은 경우에 에너지를 효율적으로 줄인다. 하지만 전송할 데이터가 증가하면 낮은 듀티사이클로 인해 송신노드는 수신노드의 활성화시간까지 많은 시간을 기다려야 한다. 이때 사용하는 에너지는 데이터 전송에 사용되는 에너지보다 크다는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 전송노드는 자신보다 잔여 에너지가 큰 이웃노드에게 데이터를 전송하고 비활성상태로 전환되고 데이터를 모아 전송하는 OC-MAC 기법이 제안되었다. 하지만 OC-MAC 기법은 데이터를 위임할 이웃노드 선택시 자신보다 잔여 에너지가 큰 노드들 중 잔여 에너지가 제일 적은 노드를 선택한다. 이에 따라 센서노드들이 에너지를 균형있게 사용하지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서 본 논문이 제안하는 기법은 이웃노드 중 잔여 에너지가 큰 이웃노드에게 데이터를 전송함으로 센서노드의 에너지를 균형 있게 사용하고 무센서네트워크 수명을 연장한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.169-176
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• 2018

본 논문에서는 센서노드가 전력소모를 줄이기 위하여 주기적으로 휴면상태를 갖는 듀티사이클 기반 무선센서 네트워크를 고려한다. 이러한 네트워크에서는 듀티사이클 간격이 커진다면 전력소모는 감소하지만 종단간 지연시간은 늘어나게 된다. 무선센서네트워크의 많은 애플리케이션은 지연시간에 민감하며 패킷이 센서노드로부터 싱크노드에게 전달되는 데 있어서 지연시간제약 요구사항이 있다. 기존의 대부분의 연구는 종단간 지연시간을 줄이는 것에만 초점을 맞추고 지연시간제약에 대해 고려를 하지 않음으로써 종단간지연시간과 전력소모에 대한 균형을 맞추기 어려웠다. 지연시간제약을 고려하는 연구에서도 노드들간의 시각동기화를 요구하거나 노드들이 특정한 분포를 갖는다고 가정하였다. 기존 연구의 이러한 제약을 극복하기 위하여 본 논문에서는 지연시간제약조건을 충족시키면서 동시에 전력소모를 줄이기 위한 듀티사이클 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 먼저 종단간 지연시간의 확률분포를 추정하고 획득한 분포를 이용하여 지연시간제약조건을 만족하는 최대 듀티사이클 간격을 결정한다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안되는 알고리즘은 주어진 지연시간제약 요구사항을 만족하면서도 낮은 전력소모 성능을 보인다.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제39권3호
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• pp.1-7
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• 2002

본 논문에서는 다중 PFD(Phase Frequency Detector)와 적응 전하펌프 회로를 설계하여 지터 잡음 특성과 주파수 획득 과정을 향상시킨 새로운 PLL 클럭 발생기를 제안한다. 기존의 PLL은 넓은 데드존과 듀티 사이클 특성을 갖고 있기 때문에 지터잡음을 발생하고, 긴 지연시간 때문에 고속 동작에는 부적합하다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, TSPC(True Single Phase Clocking) 회로를 이용하여 다중 구조를 갖는 PFD를 설계하였다. 데드존 특성, 듀티 사이클의 제한조건을 개선할 수 있도록 회로를 설계하였으며, 탁월한 지터잡음 성능을 향상시킬 수 있었다. 또한 적응 전하펌프 회로를 사용하여 PLL을 설계하였으며 루프필터의 전하펌프 전류를 증가시킴으로써 주파수 획득 특성을 개선 할 수 있었다. Hspice 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 PLL은 데드존이 0.01ns 미만이고, 입력신호의 듀티 사이클에 무관하며, 50ns의 빠른 획득시간을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제안된 회로는 고성능 마이크로프로세서 및 디지털시스템에 적용될 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권11호
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• pp.903-917
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• 2012

WSN은 센서 탐지에 의한 데이터 전송을 목적으로 사용하며 이러한 송신 이벤트의 데이터 전송량은 일반적으로 용량이 작다. 이러한 이유로 일반적인 WSN MAC 프로토콜은 에너지 효율을 높이기 위하여 듀티 사이클 방식을 적용하지만, 이는 WMSN 환경에서 요구되는 대용량 멀티미디어 데이터 전송에 적합하지 않다. 본 논문에서는 WMSN 요구를 만족시키기 위하여 MAC 계층에서의 새로운 대용량 데이터 전송 기법을 제안하며, 기존 WSN 환경의 경쟁기반 MAC 프로토콜에서 도입하는 듀티 사이클 기법과 공존하여 적용할 수 있도록 설계하였다. 또한, 제안하는 대용량 데이터 전송기법은 송신 버퍼의 상태와 채널 환경을 고려하여 사용 유무를 결정하도록 설계되었으며, 송수신 노드가 대용량 데이터 전송 시점에서 이웃 노드에게 간섭받지 않고 채널 점유를 보장받을 수 있도록 설계되었다. 본 논문은 제안 방식의 객관적 성능을 평가하기 위하여 기존 듀티 사이클 기법을 지속적으로 운영하는 MAC과 제안하는 대용량 전송 방식을 혼용하여 운영하는 MAC을 모두 실험하고 그 결과를 분석하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.103-110
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• 2015

WBAN(Wireless Body Area Network)는 인체주변 2-3m 영역에서 의료 및 비의료 디바이스들로 구성된 다양한 환자 모니터링 분야를 지원하기 위한 무선센서네트워크이다. WBAN 환경을 위해서는 저전력 소비, QoS, 듀티사이클등의 요구사항을 만족하고 주파수 대역을 효율적으로 분배하며 트래픽 로드에 강하면서 에너지를 절약하는 MAC(Medium Access Control)이 설계되어야 한다. 본 논문에서는 트래픽 로드가 증가할 때를 고려해 에너지에 효율적인 AQ(Adaptive Queuing) MAC 슈퍼프레임 구조를 제안한다. 또한 시뮬레이션 결과 제안하는 AQ(Adaptive Quenuing)MAC를 IEEE 802.15.4 MAC과 비교 하였을 때 전송처리율, 평균MAC 지연율 측면에서 향상된 결과를 얻을 수 있었다.