• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (D)
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• pp.510-513
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• 2007

무선 센서 네트워크의 표준인 IEEE 802.15.4는 전력소모를 줄이기 위해 비컨을 사용하는 슈퍼프레임 구조를 지원하는데 이를 멀티 홈 네트워크 환경에 적용시킬 경우 비컨의 충돌이 발생한다. 네트워크의 정보를 담은 비컨이 충돌되면 노드간의 통신에 장애가 발생하고 새로 네트워크에 참여하고자하는 노드도 수용할 수 없게 된다. 이와 같은 문제를 개선하고자 본 논문에서는 현재 제안되어있는 비컨 충돌 회피 방법들을 분석하고 이를 바탕으로 이웃 노드의 정보를 이용하여 다수의 센서 노드가 중복된 시간에 비컨을 전송할 수 있도록 하여 전체 네트워크에 비컨이 전송되는 시간을 줄이는 방법을 제시한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1-11
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• 2018

이 논문은 OS가 제공하는 소프트웨어 타이머를 사용한 네트워킹 스택의 구현 상황에서 고도의 정확성이 요구되는 시분할 동기적 통신의 신뢰성 문제를 다룬다. IEEE 802.15.4를 목표 프로토콜로 선정해 비컨 동기화의 신뢰성 향상 이슈를 상세히 탐구한다. 먼저, IEEE 802.15.4 비컨 모드의 구현에 소프트웨어 타이머를 사용할 때, 소프트웨어 타이머에 사용되는 하위 하드웨어 타이머 인터럽트의 처리 지연 및 유실과 소프트웨어 타이머 관리 오버헤드 등이 실제로 비컨 동기화의 저해 요인으로 작용한다는 점을 실험을 통해 확인한다. 이러한 상황을 개선하기 위한 제안한 비컨 대기시간 보정기법은 비컨 동기화의 신뢰성을 향상시킨다는 점을 입증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권1A호
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• pp.101-108
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• 2007

센서 네트워크를 위한 IEEE 802.15.4표준에서는 여러 개의 Full Function Device(FFD)들이 독립적으로 송신하는 비컨들간의 충돌 현상이 존재한다. 이러한 비컨의 충돌은 디바이스간의 타임 동기를 잃게 할 뿐만 아니라, 통신 불능 상태까지 이르게 한다. 이를 개선하기 위해IEEE 802.15.4b 표준안에서는 Post Beacon Period(PBP)를 추가로 정의하여 사용하지만, 역시 다단 토폴로지에서는 비컨충돌의 가능성이 존재할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 비컨 충돌의 문제점을 해결하기 위해 FFD가 최초 결합 절차 시 코디네이터가 할당하는 Shor Address 값을 이용하여 비컨 송신 시기를 스스로 결정하는 새로운 비컨 정렬 방식을 제시하였으며, NS-2를 이용하여 제시된 방식의 비컨 충돌 회피 과정을 모의 실험하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6C호
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• pp.483-491
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• 2012

자동차 간 (Vehicle-to-Vehicle) 통신에서, 각각의 자동차들은 위치, 속도, 조향 등의 정보를 포함하는 비컨 메시지를 주변의 자동차들에게 주기적으로 방송함으로써, 이들로 하여금 자신의 주행 정보를 인지할 수 있도록 한다. 그런데, 단순한 비컨 메시지의 방송은 메시지 수신 확률을 감소시키고 지연 시간을 크게 증가시키는 원인이 된다. 따라서, 본 논문에서는 비컨주기 (Beacon Period), 반송파감지거리 (Carrier-Sensing Range), 그리고 IEEE 802.11 DCF 졍쟁구간크기 (Contention Window Size)가 자동차 간 통신의 성능에 미치는 영향을 수학적으로 분석하고자 한다. 우선, 측위 오차의 임계값으로부터 자동차 운전 속도에 반비례하는 비컨주기를 도출하고, 이를 기반으로 비컨 메시지로 인한 DSRC 채널의 최대 부하를 수학적으로 유도한다. 비컨 메시지의 부하가 특정 임계치 이하가 되도록 반송파감지거리를 결정하는 수학적 모형을 유도하고, 수율을 최대화하는 DCF 경쟁구간크기에 대한 닫힌 근사해를 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1017-1021
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• 2020

V2X 통신에서 차량들은 비컨(Beacon)이라고 불리는 메시지의 주기적 방송을 통해 주변 차량들이 송신 차량의 이동상태를 정확하게 예측할 수 있도록 지원한다. 특히, 이동 적응형 비컨 방송 기술(MAB2)은 일정한 한도 내에서 연속된 비컨 손실이 발생하더라도 송신차량의 추적 오차를 임계치 이하로 유지할 수 있는 비컨방송기법이다. 본 논문에서는 MAB2 기술이 야기할 수 있는 비컨의 노후화 문제를 해결하기 위한 임의 조기 비컨 방송 기법을 제시하고, 시뮬레이션을 통해 충돌사고가 발생할 수 있는 100 m 이내 근거리 차량의 추적실패확률이 1/10 이하로 감소함을 보인다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.146-150
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• 2015

COSPAS-SARSAT 위원회에서는 2000년 이후부터 새롭게 발사되는 미국, EU, 러시아의 중궤도 항법위성에 탐색구조 탑재체를 탑재하여 중궤도 탐색구조(MEOSAR) 서비스를 제공키로 결정하였다. 비컨에서 송출되는 조난신호는 비컨 상공의 각 위성들에 각기 다른 도달시간과 도플러 주파수를 가지고 도달하며, 이를 바로 중궤도 수신국(MEOLUT)으로 전달한다. 중궤도 수신국에서는 적어도 3~4개의 위성을 동시에 추적하여 조난신호를 전달받고, 조난신호 간 TDOA(Time Difference of Arrival)와 FDOA(Frequency Difference of Arrival)를 이용하여 비컨의 위치를 추정한다. 그러나 비컨은 임의의 시간에 50초 간격으로 조난신호를 송출하므로, 대형 조난상황에서 비컨 신호가 겹치는 현상이 나타날 수 있고, 겹쳐진 비컨 신호들을 COSPAS-SARSAT에서 개발하고 있는 현재 방식으로 모든 비컨 위치를 추정하는 것은 어렵다. 따라서 여기에서는 이를 해결하기 위한 방안으로 CAF MAP 알고리즘을 소개하고, COSPAS-SARSAT 시스템의 성능 요구사항을 만족시킬 수 있도록 MCAF MAP 기법을 제안하고, 그 성능을 나타낸다.

• 한국전자거래학회지
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• 제15권4호
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• pp.49-58
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• 2010

무선 센서 네트워크 기술은 다양한 e-비즈니스 환경을 가능케 하는 차세대 기반 기술이다. 무선 센서 네트워크가 갖춰야 할 중요한 특징 중 하나는 에너지 효율성이다. 무선 센서 네트워크의 대표적인 국제표준인 IEEE 802.15.4는 에너지 효율을 위해 비컨 가능 모드를 제공하고 있다. 그러나 메쉬 토폴로지 같은 멀티 홉 네트워크에서 비컨 가능 모드를 이용하면 비컨끼리 충돌하여 센서 노드가 동기화하지 못할 수도 있다. 동기화하지 못한 노드는 통신에 참여할 수 없으므로 네트워크 내의 다른 노드에도 영향을 미친다. 본 논문에서는 메쉬 토폴로지를 이용하는 무선 센서 네트워크에서도 비컨 가능 모드를 이용하여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 비컨 스케줄링 기법을 제안한다. 이 기법을 이용하여 노드들이 비활성 구간에는 전원을 꺼서 에너지를 절약할 수 있게 하고, 비컨간의 충돌을 방지할 수 있다. 제안하는 기법의 성능평가를 위해 QualNet 시뮬레이터를 사용하여 구현하였으며, 센서 네트워크의 대표적인 응용인 모니터링 상황을 가정하여 실험하였다. 실험을 통해 제안하는 기법을 이용하여 메쉬 토폴로지를 이용하는 네트워크에서도 에너지를 효율적으로 사용할 수 있음을 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2B호
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• pp.117-128
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• 2006

일반적인 IEEE 802.15.3 WPAN에서는 피코넷을 관리하던 PicoNet Coordinator(PNC)가 비정상적으로 망을 떠나게 되거나, 두 개 이상의 피코넷들이 인접해 있을 때 각 PNC로부터 주기적으로 송신되는 비컨 프레임들 사이에 충돌이 발생하게 되면, 각 피코넷에 속한 단말들이 해당 비컨 프레임을 수신하지 못하게 되면서 피코렛의 동작이 와해되는 심각한 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 다음과 같은 두 가지의 방안을 제안하였다. 첫 번째는 PNC의 비정상적인 이탈에 대비하기 위해서 각 단말들이 능동적으로 프로브 프레임을 전송하여 해당 PNC의 동작여부를 확인하도록 함으로써 신속히 새로운 PNC를 선출하는 능동적 PNC 핸드오버 방법인 Active Seamless Coordinator Switching(ASCS) 방식이다. 두 번째는 밀집된 피코넷들의 각 PNC가 주기적으로 전송하는 비컨 프레임간의 충돌을 방지하기 위한 것으로써, 각 PNC들이 해당 피코넷의 수퍼프레임 정보를 수납한 Heart Beat(HB) 프레임을 비 주기적으로 전송하여 PNC의 비컨 프레임 송신시점을 조정하도록 함으로써 비컨 프레임간의 충돌을 방지하는 PNC Heart Beat 기반의 비컨 프레임 정렬(PNC HB based Beacon Alignment) 방식이다. 제안된 두 가지 방안에 대하여 모의실험을 통해 성능을 평가한 결과, 각 방식들은 유사한 기존 방식에 비해 피코넷의 와해기간을 단축시킬 수 있어, 각 단말이 겪는 프레임당 평균 지연시간과 수퍼프레임 별 전송효율이 향상됨을 확인하였다. 특히, 제안된 방식은 WPAN규격에서 허용되는 프레임들을 활용할 수 있으므로, 구현성이 높은 장점이 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.541-546
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• 2006

Zigbee를 이용한 실내 위치 측정 기법에서는 수신신호세기(RSSI) 측정치를 거리측정치로 활용하여 삼각측량법이나 DB 검색법을 이용하여 위치를 구한다. RSSI 측정치는 Zigbee 통신에서 기본적으로 제공하는 값으로 하드웨어 추가 없이 거리 측정에 사용할 수 있지만 정확도가 떨어진다. 이를 해결하기 위해 초음파 센서를 장착하고 RF와 초음파의 속도차이를 이용하여 정확한 거리를 측정할 수 있다. 이렇게 구해진 거리를 이용하면 정확한 위치를 구할 수 있다. 이를 구현하는 방법으로 본 논문에서는 고정된 위치의 비컨들이 순차적으로 신호를 전송하여 노드의 위치를 구하는 경우 발생하는 비컨의 전송 스케줄, 추가 및 동기 유지의 어려움을 해결할 수 있도록 노드에서 신호를 전송하고 비컨에서 구한 거리를 다시 노드로 Zigbee 통신을 이용하여 전달하여 위치를 구하는 기법을 제시하였다. 추가로 본 논문에서는 비컨 수의 제약으로 위치를 구할 수 없는 경우에 초음파 측정치에 추가하여 RSSI 측정치를 동시에 이용하는 위치측정기법을 제시하고, 실제 정적, 동적 실험을 통하여 그 유용성을 보였다. 3개 이상의 초음파 신호가 수신되는 경우 cm 급의 정확도로 위치를 10Hz 이상으로 구할 수 있었으며, 2개 이하의 초음파 신호가 수신되는 경우에도 RSSI 측정치가 있으면 수십 cm 급의 정확도로 위치를 구할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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• pp.305-307
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• 2012

무선 센서 네트워크에서 실시간 서비스는 중요한 이슈들 중 하나이다. 일반적으로, 기존의 연구는 이를 위해 비컨 (beacon)에 의존한다. 최근, 자원 제약적인 환경의 무선 센서 네트워크에서는 비컨으로 인한 제어 오버헤드 또한 부담이므로, 이를 극복하기 위한 비컨리스 라우팅이 제안되었다. 그러므로, 비컨리스 방안을 기반으로 한 실시간 통신이 활용 된다면 적은 에너지 소모로 환경적 제약에 유리하게 작용할 것이다. 그러나 이를 위해서는 새로운 도전에 직면한다. 전통적인 실시간 통신에서는, 요구 시간 안에 데이터를 전달하기 위해 각 노드들이 단일 홉 지연 시간을 파악하고 있어야 한다. 이 지연 시간은 비컨 메시지를 통한 이웃 노드 정보에 기반하여 파악되며, 이를 바탕으로 송신자가 적합한 다음 중계 노드를 선정한다. 그러나, 수신자 기반의 비컨리스 방안에서는 수신자가 스스로 다음 중계 노드를 결정하는 방식이기 때문에 기존의 송신자를 기준으로 한 지연 시간을 그대로 사용할 수 없다. 또한 비컨리스 라우팅을 위한 경쟁 지연 시간도 단일 홉 지연 시간에 포함되어야 한다. 따라서, 지연 시간 측정 원리가 새롭게 설계되어야 한다. 본 논문에서는 수신자 기반의 실시간 라우팅 방안을 제안한다. 제안 방안에서, 우리는 새로운 지연시간 측정 방법을 제시한다. 송신자로부터 수신자로의 단일 홉 지연 시간은 수신자에 의해 계산되어, 수신자는 실시간 제약 사항을 만족하는지 스스로가 결정할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안 방안이 비컨없이도 우수한 성능으로 실시간 서비스를 지원할 수 있음을 보여준다.