• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.8-13
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• 2022

본 논문에서는 RF (Radio Frequency) 에너지 하베스팅 센서 노드의 설계 방안과 CATV 망과 누설 동축 케이블 (leaky coaxial cable)을 활용한 센서 네트워크 구축 방안을 연구하였다. 센서 노드는 915MHz 주파수 대역에서 동작하는 WPTS (Wireless Power Transfer System) 전력 수신기로 전원공급부를 설계하였다. WOC (WiFi over Coax) 기술을 활용하여 CATV 망으로 센서의 BLE 무선통신 신호와 WPTS 전력 송신기 신호를 전송하고, 누설 동축 케이블로 RF 신호를 방사시키는 센서 네트워크 구축 방안을 제안하였다. 센서 네트워크를 구축하는 지점에 누설 동축 케이블을 활용하면 센서 노드의 수신 신호 강도 지표가 허용되는 최소값 (-78dBm)을 만족하는 지점까지 센서 네트워크의 커버리지를 확장할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.845-848
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• 2013

오늘날 국내외적으로 심각한 기후변화로 인하여 안정적인 식량 확보를 위한 수단으로써, 1년 내내 계획적 식물재배가 가능한 공장형 식물공장의 필요성이 크게 증대 되고 있다. 또한, 도시 내 빌딩에서도 설치 운영 가능한 식물공장은 단위 면적당 생산성을 크게 향상 시키며, 유통 비용 절감과 제품신선도를 유지할 수 있는 장점을 갖는다. 이런 빌딩형태의 식물공장에는 태양광을 대신하는 인공조명이 필수적이다. 식물 공장용 인공광원으로 요즘, 에너지 효율이 높고 재배 식물에 적합한 최적의 파장을 선택적으로 공급 할 수 있는 LED(Light Emitting Diode) 조명이 각광 받고 있다. 본 논문에서는 유비쿼터스 센서 네트워크를 기반으로 원격에서 재배 식물에 최적인 환경을 제공하기 위한 시스템에 대해 기술하였다. LED 조명과 $CO_2$, $O_2$, 온도, 습도, 조도센서, 색상센서들은 설치 및 유지 보수가 쉽도록 지그비(ZigBee) 네트워크로 구성하였으며, 이더넷 게이트웨이를 통해 인터넷에 연결되도록 하였다. 또한 식물 공장은 특성상 좁은 실내 환경에 많은 수의 LED 조명들이 밀집되어 설치 운영된다. 이런 운영 환경을 감안하여 LED 제어를 위한 데이터의 송수신에는 유선과 무선 네트워크를 혼용함으로써 무선 노드들의 데이터 전송 트래픽 부담을 줄일 수 있도록 하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권1호
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• pp.51-56
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• 2009

무선 센서 네트워크에서의 시간 동기 알고리즘은 위치 추적, 데이터 암호화, 중복 이벤트 감지 인식, 정밀한 TDMA 스케줄링 등의 다양한 응용을 위해서 필수적이다. 본 논문에서는 두 노드 사이에서 시간 보정을 위한 클럭 표류율과 기준 신호를 이용한 시간 동기 알고리즘인 CDRS을 제안한다. CDRS는 시간 동기를 위해 두 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 LTS를 이용하여 시간 보정 값인 노드간의 시간 차이와 클럭 표류율을 구한다. 이 단계가 끝나면 두 노드는 시간이 맞추어진 상태가 되고 클럭 표류율로 시간 차이를 보정할 수 있게 된다. 두 번째 단계에서는 동기 노드는 주기적으로 기준 신호를 전송한다. 비동기 노드는 수신된 신호를 사용하여 두 노드간 시간 차이를 측정하고, 시간 차이가 최대 허용 오차 범위를 초과하면 다시 첫 번째 단계를 수행한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과, CDRS는 LTS 대비 시간 정확도가 향상된다. 또한 메시지 발생량이 LTS 대비 50% 감소하고, 기준 신호는 타임스탬프를 사용하지 않기 때문에 CDRS는 LTS에 비하여 시간 동기에 사용되는 에너지가 2.5배 정도 적게 사용된다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권3호
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• pp.167-178
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• 2011

유비쿼터스 서비스의 성장과 함께 여러 종류의 애드 혹 네트워크가 등장하게 되었다. 특히 애드 혹 네트워크에는 무선 센서 네트워크와 모바일 애드 혹 네트워크가 많이 알려져 있는데, 앞서 서술한 두 가지 네트워크의 특성을 혼합한 무선 애드 혹 네트워크도 존재한다. 본 논문은 LEACH 라우팅 프로토콜을 혼합 네트워크 환경에 적합하도록 개선한 변형된 LEACH 프로토콜 제안한다. 즉 제안한 라우팅 프로토콜은 대규모 이동 센서 노드로 구성된 네트워크에서 노드 검출과 경로 탐색 및 경로 유지를 제공하며, 동시에 노드의 이동성, 연결성, 에너지 효율성을 유지할 수 있다. 제안한 라우팅 프로토콜은 멀티-홉(multi-hop) 및 멀티-패스(multi-path) 알고리즘을 적용하고, 토플로지 재구성 기법으로는 이동중인 대규모 노드에 대한 노드 이동 평가, 진동 센서, 효율적인 경로 선택과 데이터 전송 기법을 이용하여 구현하였다. 실험에서는 제안한 프로토콜과 기존의 전통적인 LEACH 프로토콜을 비교하여 성능을 나타내었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권6호
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• pp.475-482
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• 2007

이동 무선 애드-혹 네트워크에서 이동 노드들은 일반적인 호스트 기능뿐만 아니라 이동 노드의 위치 변화에 따른 네트워크 토폴로지가 변화는 상태에서 데이타 패킷 전달의 역할도 수행하는 라우팅 기능을 수행한다. 이런 애드-혹 네트워크를 위한 라우팅 프로토콜이 여러 가지 있다. 본 논문에서는 여러 제안된 프로토콜 중에서 네트워크에서 라우팅으로 인한 프로토콜 오버헤드가 작은 요구/응답 방식으로 동작하는 DSR 프로토콜을 대상으로 성능을 향상시키는 새로운 경로 축소 방법을 제안했다. 기존 경로 축소 방법은 소스 경로 상에 있는 노드만이 경로 축소에 참여하는데 반해, 본 논문에서 소스 경로 밖에 있는 인접 노드들도 청취한 패킷으로부터 수집한 정보를 경로 캐쉬로 관리해서. 저장된 캐쉬 경로 정보를 토대로 진행 중인 연결에 대해 더 짧은 경로를 발견한 경우에 기존 경로 대신 새 경로를 사용하도록 경로 축소 작업을 수행하는 방법을 제시했다. ns2를 이용한 시뮬레이션 결과, 제안한 방법이 이동 노드의 위치 변화가 활발한 경우에 기존 방법보다 경로 축소 횟수가 많이 발생했고, 또한 토폴로지의 변화에 대해 신속한 경로 축소를 수행해서 패킷 전송 성공률도 높아졌음을 확인했다. 즉, 약간의 프로토콜 오버헤드를 치루고 노드의 이등성에 따라 두 배에서 다섯 배 정도의 경로 축소로 신속한 패킷 전송과 전체적인 노드의 에너지 소모를 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.352-360
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• 2008

최근 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4a TG (Task Group)에서는 저소비, 저전력 뿐만 아니라 다수개의 피코넷이 공존하는 즉, SOPs (simultaneously operating piconets) 환경하에서 거리 인지가 가능하도록 규정하고 있으며 거리인지 (ranging)의 서비스에 따라 Ternary 코드를 이용한 coherent/non-coherent 방안이 표준으로 채택되었다. 그러나 표준안에서 제시된 최소의 펄스 간 간격(Pulse Repetition Interval; PRI)은 채널의 최대 초과 지연 aximum Excess Delay; MED) 보다 좁아 펄스 간 간섭 (Inter-Pulse Interference; IPI) 문제가 발생되어 DS(Direct Sequence) 기반의 추정기법으로는 부정확한 최초 도착 시간(Time Of Arrival; TOA)을 얻게 된다. 따라서 본 논문에서는 IPI을 줄이면서 고정밀 TOA를 추정하기 위한 비주기적 펄스 전송 (non-periodic transmission; NPT) 패턴 기법을 제안한다. 수신단은 저속 무선 개인 영역 네트워크의 모티브를 고려하여 에너지 검출을 이용한 non-coherent 기반의 수신 구조로 구성하였다. TOA 정보는 슬라이딩 상관처리 후 역 탐색 구간 (Search Back Window; SBW)을 두어 오차를 감소시키고 사전 정해진 임계치를 이용하여 얻기 된다. 제안된 펄스 패턴 기법에 대한 성능을 검증하기 위해서 BEE 802.15.4a TG에서 제시한 두 가지 채널 모델을 적용하였고 시뮬레이션 결과로부터 제안된 기법이 다수개의 피코넷이 공존하는 다중 경로 환경에서 일반적인 기법보다 성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제36권2호
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• pp.99-111
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• 2009

최근 무선 센서 네트워크 환경에서 감지되는 데이타를 네트워크상에 효과적으로 저장하고 처리하기 위한 다양한 기법들이 제안되었다. 데이타 중심 저장(Data-Centric Storage : DCS) 기법은 분할된 데이타 영역을 센서들에게 할당하고, 수집된 데이타를 해당 데이타 영역을 담당하는 센서에 저장하는 기법이다. 기존 연구된 DCS 기반 기법들은 데이타 전송을 위한 통신비용의 감소와 정합 질의(Exact Query) 및 영역 질의(Range Query)의 효과적인 처리를 위해 제안되었다. 하지만 방대한 데이타가 발생하는 데이타 영역을 담당하는 센서의 저장 부하 문제는 고려되지 않았다. 최근 이와 같은 저장 부하 문제를 해결하기 위해 K-D 트리를 기반으로 동적 분할 데이타 영역을 사용하는 KDDCS가 제안되었다. 하지만 KDDCS를 포함한 모든 기존 DCS 기반 기법들은 인기 있는(많은 질의 요청을 받는) 데이타 영역에 대한 질의 부하가 고려되지 않았기 때문에, 결과적으로 전체 센서 네트워크의 수명이 단축된다. 그래서 본 논문에서는 저장 부하뿐만 아니라 질의 부하도 효과적으로 해결할 수 있는 새로운 DCS 기반 기법인 TPDCS(Time parameterized DCS)를 제안한다. 제안하는 기법은 데이타 차원뿐만 아니라 시간 차원을 함께 고려하여 센서에 할당되는 데이타 영역을 분할한다. 제안하는 방법은 데이타 저장과 질의 처리 분산을 통해 전체 센서 네트워크의 수명을 크게 연장시킨다. 또한 본 논문에서는 대표적인 기존 DES기반 기범들과 다양한 성능 비교 평가를 통해 제안하는 기법의 우수성을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권3호
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• pp.226-238
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• 2007

본 논문은 연결 지배 집합에 속하는 노드들로 애드혹 망의 위상을 구성하는 완전 분산형 위상 제어 프로토콜을 제시한다. 제안한 프로토콜은 가능한 최소의 노드 수로 위상을 구성할 수 있게 하여 패킷 전송 시 발생하는 간섭을 줄일 수 있다. 제안한 프로토콜의 알고리즘 복잡도는 O(1)이다. 각 노드는 분산된 병렬 볼츠만 기계의 한 노드로서 동작한다. 이 볼츠만 기계의 목적 함수를 연결의 차수와 연결 지배 정도를 표현하는 두 개의 볼츠만 인수로 구성한다. 이 볼츠만 인수들을 정의하기 위해 두 개의 퍼지 집합을 정의한다. 하나는 연결 지배 노드로 이루어진 퍼지 집합이며, 다른 하나는 다중-링 위상 구성이 가능한 노드로 이루어진 퍼지 집합이다. 제안한 프로토콜은 이 두 퍼지 집합의 강한 원소 노드들을 애드혹 망의 클러스터 헤드로 선택한다. 모의 실험을 통해 패킷 손실율과 에너지 소비율 측면에서 제안 프로토콜이 기존 방법에 비해 우수함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.466-473
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• 2013

본 논문에서는 무선 충전에 사용할 수 있는 동축 단면의 도선을 이용한 소형 평판형 다중 루프 자기 공진 코일을 제시한다. 제안한 공진 코일은 높은 품질 계수를 갖고, 분포 커패시턴스를 조절하여 쉽게 공진 주파수를 제어할 수 있다. 공진 코일의 설계를 위해 제안한 공진 코일의 자기 인덕턴스 및 분포 커패시턴스 값을 이론적으로 계산하였다. 자기 인덕턴스는 단면 분할법을 사용하여 분할된 단면 사이의 상호 에너지의 합으로 계산할 수 있다. 검증을 위해, 특성 임피던스 $50{\Omega}$ 동축선으로 공진 코일을 제작하였다. 측정된 공진 주파수는 계산된 공진 주파수와 거의 일치하였고, 튜닝 파라미터 ${\gamma}$를 조절하여 원하는 공진 주파수로 조절할 수 있었다. 제작한 공진 코일을 태블릿 PC에 적용한 결과, 송 수전부 공진 코일의 품질 계수는 각각 282, 135를 가졌다. 공진 코일 사이의 간격이 4.4 cm인 경우, 송전부 공진 코일의 반경 5 cm 이내에서 80 % 이상의 전력 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.125-137
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• 2007

본 논문에서는 센서 네트워크에서의 소스 위치 프라이버시를 제공하기 위한 방법을 제안하고 그 방법이 제공하는 익명성 정도를 분석하였다. 센서 네트워크에서의 소스 위치는 실제 센서의 지리적 위치이기 때문에 소스의 위치가 노출되지 않도록 보호하는 것이 매우 중요하다. 그러나 센서 네트워크에서는 내용 보호 및 인증에 관한 연구에 비해 소스 위치 프라이버시에 관한 연구는 아직 미흡하다. 더욱이 인터넷과 Ad-Hoc 네트워크에서 소스의 익명성을 제공하기 위한 기법들이 많이 제안되었지만, 이러한 기법들은 에너지 제한적인 센서 네트워크에 적합하지 않기 때문에 센서 네트워크의 특성에 맞는 익명성 제공 기법이 요구된다. 본 논문에서는 먼저 센서 네트워크에서 나타날 수 있는 Eavesdropper의 유형을 Global Eavesdropper와 Compromising Eavesdropper으로 정의하고, 이러한 Eavesdropper의 유형에 따라 소스의 익명성을 제공할 수 있는 새로운 기법을 제안하였다. 그리고 엔트로피 기반의 모델링 방법을 이용해 제안한 기법이 제공하는 익명성 정도를 분석하였다. 그 결과, 제안하는 기법을 사용할 경우가 그렇지 않은 경우 보다 소스의 익명성 정도가 높고, 센서의 전송 거리가 소스의 익명성 정도를 높이는데 중요한 요소임을 보였다.