• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.11 no.6
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• pp.23-29
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• 2011

In some applications of wireless sensor networks, requirements such as energy efficiency, real-time, and reliable delivery need to be considered. In this paper, we propose a novel routing algorithm for wireless sensor networks. It provides real-time, reliable delivery of a packet, while considering energy awareness. In the proposed algorithm, a node estimates the energy cost, delay and reliability of a path to the sink node, based only on information from neighboring nodes. Then, it calculates the probability of selecting a path, using the estimates. When packet forwarding is required, it randomly selects the next node. A path with lower energy cost is likely to be selected, because the probability is inversely proportional to the energy cost to the sink node. To achieve real-time delivery, only paths that may deliver a packet in time are selected. To achieve reliability, it may send a redundant packet via an alternate path, but only if it is a source of a packet. Experimental results show that the proposed algorithm is suitable for providing energy efficient, real-time, reliable communications.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.32 no.11_12
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• pp.654-662
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• 2005

Mobile portable devices for wireless network solely depend on a limited battery power. Therefore, we need to design for wireless communication protocols with an energy efficiency. TCP-Westwood is one of the most important approaches on TCP performance improvement in wireless environments that estimates the available bandwidth by using the sampling mechanism. The advantage is that data can be transmitted efficiently using the estimation of available bandwidth. However, when the sender with TCP-Westwood is in a wireless environment, it does not consider of the sampling mechanism operation. In this thesis, a new energy saving transport protocol, called E2TP(Energy Efficient Transport Protocol), is proposed to solve problems which occur when the sender with TCP-Westwood is in a wireless environment. Also, when there are packet loss while doing frequent link error in a wireless environment, E2TP provides the instantaneous segment size adjustment for a more efficient data retransmission. The simulation result proves that the proposed E2TP has better performance in energy efficiency and throughput than both TCP and TCP-Westwood.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2008.06d
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• pp.276-280
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• 2008

무선 센서 네트워크의 연구는 이벤트 기반과 주기적 모니터링 기반미라는 두 가지 응용의 형태에 맞추어 진행되었다. 두 가지 응용의 핵심적인 요구 사항은 다르지만 안정적인 운용을 위해 공동적으로 낮은 전송 자연의 요구가 존재한다. 하지만 기존의 무선 센서 네트워크의 프로토콜은 에너지 효율성을 중심으로 연구가 진행되었기 때문에 전송 자연에 대한 고려가 부족하였다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 MAC 프로토콜인 RA-MAC(RTS Aggregation-Media Access Control) 프로토콜을 제안하였다. RA-MAC 프로토콜은 새로운 채널 접근 기법 및 RTS Aggregation 기법에 의해 에너지 효율성과 낯은 전송 자연을 이룰 수 있고 수신 노드의 전송 스케줄링에 의해 이벤트 기반과 주기적 모니터링 기반 응용의 요구 사항을 동시에 만족시킬 수 있다. 실험을 통해 RA-MAC 프로토콜은 기존에 제안된 에너지 효율적인 MAC 프로토콜과 비슷한 에너지 효율을 보이면서 좀 더 낮은 전송 지연을 이루고 전송률을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Smart Media Journal
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• v.8 no.2
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• pp.21-28
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• 2019

Recent research on energy harvesting wireless sensor networks focuses on the development of techniques to solve the limited energy resource problem and to extend the whole network life efficiently. Energy harvesting technology can increase the lifetime of a network, but data transmission becomes unavailable when it harvests energy from radio frequency, resulting longer network delay with respect to the increased time in energy harvesting. Therefore, building energy harvesting wireless sensor network should consider the possible network delay as well as the network lifetime problem. In this paper, we propose a new MAC protocol that minimizes end-to-end network delay by adjusting the data transmission time for a packet based on estimating the energy for data transmission along with the amount of traffic flowing into the network and harvested energy. For this goal, it engineers an energy management mechanism that adjusts the sleep time of the network by measuring energy harvesting time. In addition, with simulation results it shows that the proposed MAC protocol improves the performance in terms of energy consumption and end-to-end delay, compared to the existing MAC protocols.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.04a
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• pp.409-411
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• 2004

최근 무선 네트워크 환경이 확대됨에 따라 전송률 향상을 위해 MANET(Mobile Ad Hoc Networks)에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존 TCP 프로토콜은 전송오류가 거의 발생하지 않는 유선망에서 효율적인 동작을 하도록 설계되었기 때문에 MANET에 적용하기에는 어렵다. 무선망에서는 경로손실, 페이딩. 간섭 등의 영향에 의해 유선망에 비해 전송오류 발생률이 훨씬 높기 때문이다. 이런 문제점을 해결하기 위한 전송률 향상에 대한 접근뿐만 아니라 이동성과 휴대성을 갖는 우선 단말의 에너지 효율 역시 고려한 접근 방법이 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 TCP-Probing을 개선하여 ad hoc 망에 적합하도록 적용함으로써 전송률뿐만 아니라 에너지 효율을 향상시키기 위한 방법을 제안한다. 또한 NS-2시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 TCP의 성능 및 에너지 효율이 개선됨을 확인하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.26 no.11
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• pp.1679-1685
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• 2022

In this paper, we propose an optimal multi-hop transmission scheme to maximize the end-to-end data rate from the source to the destination node in a wireless powered communication network. The frame structure for multi-hop transmission is presented to transmit multi-hop data while harvesting energy. Then, the transmission time of each node that maximizes the end-to-end transmission rate is determined through mathematical analysis in consideration of different harvested energy and link quality among nodes. We derive an optimization problem through system modeling of the considered wireless powered multi-hop transmission, and prove that there is a global optimal solution by verifying the convexity of this optimization problem. This analysis facilitates to find the optimal solution of the considered optimization problem. The proposed optimal multi-hop transmission scheme maximizes the end-to-end rate by allocating the transmission time for each node that equalizes the transmission rates of all links.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2014.07a
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• pp.361-364
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• 2014

무선 센서 네트워크를 구성하는 각 센서 노드들은 한정된 전력의 배터리로 동작하므로, 센서 네트워크에서의 에너지 효율성은 중요한 이슈이다. 따라서, 센서 노드의 에너지 소모를 줄여서 전체 네트워크 수명을 최대화하기 위해 MAC 계층에서의 다양한 프로토콜이 제안되었다. 본 논문에서는 센서 네트워크의 에너지 효율성을 향상시키기 위한 에너지 효율적인 CA-MAC(Context Adaptive MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 CA-MAC 프로토콜은 데이터의 전송 여부를 결정하는 각 버퍼 임계값을 싱크와 노드의 거리에 따라 차등적으로 설정함으로써 노드의 에너지 소비를 감소시켜 전체 네트워크의 에너지 효율성을 크게 향상 시킨다. 또한, 전송 지연 시간을 감소시키기 위하여 센싱된 데이터의 긴급 여부에 따른 전송을 수행한다. 본 논문의 성능 평가는 OMNeT++을 이용한 모의실험을 통해 진행하였으며, 그 결과 기존에 제안되었던 S-MAC 및 T-MAC 프로토콜과 비교하여 제안된 기법이 데이터 전송 시간과 에너지 효율성을 향상시키고 네트워크 수명을 연장하였음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.1045-1048
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• 2006

무선 센서 네트워크에서 하나의 싱크가 아닌 여러 개의 싱크(multi-싱크)인 경우에는 데이터의 전송에 있어 특정 라우팅 기법을 이용하는 것 보다 플러딩방식이 매우 적합한 전송기법으로 알려져 있다. 그러나 유선 환경 등의 기타 네트워크에서 사용되던 플러딩 방식을 무선 센서 네트워크에 그대로 사용하는 것은 적절하지 않다. 무선 센서 네트워크에서는 에너지의 효율성이 무엇보다 중요하며 기존의 플러딩방식은 불필요한 패킷의 중복전송 등 해결해야 할 문제점들이 많이 남아있기 때문이다. 우리는 이웃 노드들의 노드 리스트를 적절히 관리하여 불필요한 패킷의 재전송을 막아주며, 노드 리스트를 관리하는 오버헤드를 최소화 하여 에너지 효율성을 높인 무선 센서 네트워크의 특성에 맞는 플러딩방식인 HEEF기법을 제안한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.2111-2113
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• 2004

대형 조물은 안전관리 시스템의 법제화로 스트레인 게이지, 가속도 센서 등을 이용하여 상시 관리를 의무화 하고 있다. 상시 계측을 위해 유선 센서의 경우 데이터 전송의 신뢰성은 있지만 선로 결선의 문제점 때문에 무선 센서의 적용이 요구된다. 하지만 무선 센서의 경우, 전원공급의 문제를 갖고 있어 장차이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 압전체를 이용하여 무선 센서의 전원 공을 위한 에너지 변환 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 구조물 내부의 진동을 전기 에너지로 변환, Capacitor에 저장 후, 데이터 전송을 위해 일시에 방출하는 구조이다. 20m의 무선 데이터 통신을 위해 2.43mJ(5V*49mA*10ms)의 전력량이 필요한데, 모의 교량 모델에 시스템을 적용한 결과 2분 30초 동안의 진동 에너지가 2.8mJ의 전기 에너지로 저장되었다. 이 실험 결과를 토대로 무선 센서를 이용한 상시 모니터링이 가능함을 예상할 수 있다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.13 no.4
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• pp.177-184
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• 2008

The design goal of protocols in wireless sensor networks (WSN) is mainly energy efficiency because of their stringent resource and energy constraints. In this paper, we propose a simple cross-layered protocol for WSNs, so called EATD(Energy-Aware Tree based Delivery scheme). EATD is a tree-based energy aware data delivery algorithm by using a SYNC packet with link and node cost to maximize the network lifetime. Our simulation results show significant improvements compared with existing schemes in terms of energy efficiency and delay.