• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.2826-2834
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• 2013

이동 애드혹 네트워크에서 단말의 전력절감과 관련된 기술은 송신전력제어(transmit power control; TPC), 전력절감모드(power-saving mode; PSM), 라우팅(routing)으로 나뉠 수 있다. TPC와 PSM은 주로 하위 물리 및 데이터링크 계층에서 담당하는 반면 라우팅은 상위 네트워크 계층에서 담당하므로 이들 알고리즘들이 하나의 목적을 위해 보다 나은 성능을 제공하기 위해서는 통합된 관점에서의 알고리즘 설계가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 애드혹 네트워크에서 주어진 종단간 전송률을 만족시키면서 전송 경로의 생존시간을 최대화하는 것을 목적으로 전력절감과 라우팅의 결합 알고리즘을 제안한다. 제안 방안은 먼저 단말의 송신전력을 줄이기 위하여 TPC 또는 PSM을 적용하여 개별 단말의 생존시간을 증가시키고, 이후 결정된 노드 생존시간을 고려하여 라우팅을 수행함으로써 멀티홉 전체 경로의 생존시간을 극대화한다. 시뮬레이션 결과 제안방식은 네트워크의 단말 수 및 간섭량의 변화에 따라 요구 전송률을 만족시키면서 생존시간을 극대화시킨다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.499-502
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• 2018

선형 네트워크 토폴로지에서 노드간 협력을 이용한 무선 전력공급 기반 멀티홉 전송 방식을 제안한다. 제안 프로토콜은 멀티홉 경로의 생존시간의 최대화를 목적으로 멀티홉 노드의 생존시간을 동일하게 맞추어 주도록 노드별 에너지 전송 시간을 결정한다. 각 노드의 생존시간을 동일하게 만들기 위하여 새떼가 동일 속도로 날아다니는 행동양식을 모방한 flocking 알고리즘을 적용하여 노드의 생존시간을 지역적으로 분산 평균화 시킨다. 시뮬레이션을 통하여 제안 알고리즘이 각 노드의 생존시간을 모두 동일하게 만들어 전체 경로의 생존시간을 최대화할 수 있음을 보여준다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.1241-1248
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• 2014

사물인터넷의 하위 구조인 센서 네트워크는 센서 노드의 효율적인 배터리 사용이 중요한 요소이다. 센서노드의 배터리 사용 시간을 최대화할 수 있으면 센서 네트워크의 생존 시간도 늘어나고 사물인터넷의 신뢰도도 향상될 것이다. 이 문제에 대한 기존의 해결들은 주로 후보 노드들의 에너지 잔량에 기반하여 클러스터 헤드의 주기적 교체에 중점을 두었다. 본 연구에서는 헤드 교체 주기를 효율적으로 관리하여 네트워크의 생존 시간을 최대화하고자 한다. 제안하는 기법은 센서노드의 에너지 잔량, 위치, 밀도 등을 고려한 임계치에 기반하여 헤드를 교체하고 최초로 소멸되는 노드의 시각과 최후로 소멸되는 노드의 시각 사이의 시간을 최소화 한다. 실험 결과 제안하는 기법은 노드간의 에너지 균형과 네트워크의 생존시간을 최대화하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권3호
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• pp.31-39
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• 2012

이 논문에서는 이동 애드혹 네트워크 환경에서 네트워크 생존시간을 최대화하기 위한 에너지 인지 기반 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 라우팅 프로토콜은 소스 라우팅 방식을 기반으로 하며, 이동 노드의 송수신 전력 소모량과 배터리 잔량을 소스 노드와 목적지 노드 종단간 고려하여 생존시간이 가장 긴 경로를 선택한다. 이를 위한 새로운 라우팅 비용을 제안하며, 경로 탐색시 발생하는 제어 패킷 오버헤드를 최소화하는 라우팅 프로토콜을 설계한다. 시뮬레이션 결과 제안방식은 전송 홉 수, 전송률, 에너지 소비량 측면에서 기존 방식과 비슷한 수준의 성능을 보이면서, 생존시간 측면에서는 기존 방식 대비 약 20%의 성능향상을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (3)
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• pp.10-12
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• 2004

무선 센서네트워크는 센싱 지역에 분산되어 있는 초소형 센서 노드들이 감지/처리한 데이터를 수집노드로 전송하여 원격의 사용자가 센싱 지역의 상황인지를 가능하게 하는 유비쿼터스 컹퓨팅의 기반 네트워크이다. 전력 사용이 극히 제한된 센서 노드를 이용하여 무선 센서 망을 구성, 유지하며 데이터를 수집하기 위해서는 효율적인 망의 형태와 이에 따른 네트워크 배치 전략을 필요로 한다. 클러스터 기반 네트워크의 형태는 밀집도가 높은 센서네트워크에서 데이터병합을 수행하고 노드간 에너지 소비 균형을 이루기 위한 효과적인 구조이다. 본 논문에서는 클러스터 기반의 단일 홉 전송 구조에서 데이터 수집률을 높이고 노드간 에너지 사용의 균형을 이루게 하여 네트워크의 생존시간을 최대화할 수 있는 네트워크 배치 방법을 제안하였다. 클러스터링 기법에 따른 에너지 소비 모델을 분석하고 이를 통해 노드의 적절한 밀집도를 산출하였다. 싱크로부터 멀어질수록, 센서필드의 중앙보다는 외곽에 노드의 배치를 조밀하게 배치하여 네트워크의 생존시간을 늘렸다. 시뮬레이션을 통해 효율적인 네트워크의 배치가 노드간 에너지 소비의 균형을 이루도록 하여 네트워크의 생존시간을 늘일 수 있음을 확인하였다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제34권3호
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• pp.16-23
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• 2011

이 논문에서는 지진이나 해일과 같은 자연재해가 발생했을 때 생존자의 수를 최대화하기 위한 응급차량의 배차 문제에 대하여 살펴본다. 이 경우에는 도로 네트워크상에서 최단거리에 있으리라 예상되는 환자부터 실어 나르는 스케줄링 규칙을 많이 이용한다. 이 스케줄링 규칙을 SEPT(Shortest Expected Processing Time) 라고 한다. 이 논문에서는 SEPT보다 효율적이라 생각되는 새로운 스케줄링 규칙을 제안한다. 이 스케줄링 규칙은 처리시간과 납기일이 확정적인 경우에 생존자의 수를 최대화시켜주는 스케줄링을 제공하는 Moore의 알고리즘을 처리시간과 납기일이 확률적인 경우로 확장한 것이다. 다음으로 이 스케줄링 규칙을 지진이 많이 발생하는 미국 캘리포니아 주 로스앤젤레스의 한 지역을 대상으로 몇 가지 생존확률 하에서 생존자의 수를 기준으로 SEPT와 비교한다. 그 결과 모든 생존확률 하에서 제안된 스케줄링 규칙이 SEPT보다 평균적으로 생존자의 수를 더 늘려주는 스케줄링을 제공한다. 그리고 많은 경우 제안된 스케줄링 규칙은 최적 스케줄링을 제공한다.

• 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능정보시스템학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.434-438
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• 2007

최근 무선 센서 네트워크는 군사 및 민간 운용에서 광범위한 응용이 가능하여 많은 주목을 받고 있다. 무선 센서 네트워크는 수많은 센서노드들과 몇몇의 베이스 스테이션들로 구성되며, 각 노드는 노드들이 라우팅 역할을 하는 다중 홉 네트워크를 통하여 감지 데이터를 베이스 스테이션에게 전달한다. 이러한 노드들은 에너지자원의 충전이나 교환이 불가능하므로, 센서 노드들의 에너지 소모를 최대한 줄여서 전체 네트워크의 생존 시간을 최대화시켜야 한다. 본 논문에서는 센서 네트워크 구성 노드들의 잔여 가동 시간을 최대화하는 방법으로 네트워크 자원을 균형 있게 이용하는 라우팅 기법을 제안한다. 제안된 방법은 각 노들의 데이터 송수신시 거리 당 소모되는 에너지와 잔여 에너지를 고려하며, 보안 수준을 추가적으로 고려함으로써, 전체 네트워크를 균형적으로 이용하면서도 안전한 경로를 선택하는 라우팅 방법이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1549-1555
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• 2009

무선센서 네트워크에서 노드들의 데이터를 수집하고 기지국에 전달하는 중계노드의 위치(Relay Node Placement)를 구하는 문제는 전체 네트워크의 생존시간에 관련되어 있기 때문에 매우 중요하다. 중계노드 위치문제는 전체 네트워크의 센서노드에서 소비되는 에너지를 최소화시키는데 그 초점이 맞추어져 있다. 그러나 중계노드 위치와 센서노드와의 거리가 모두 다르므로 센서노드에서 소비되는 에너지의 불균형이 초래된다. 본 논문에서는 클러스터링 모델에서 에너지 균형비(Energy Balance Ratio)라는 개념을 제안하고 이 에너지 균형비를 최대화시키는 목적함수를 사용하여 중계노드의 위치를 구한다. 에너지 균형비를 최대화시키는 것은 클러스터에 할당된 센서노드들의 에너지 소비를 클러스터 간에 균형 잡히게 한다. 이것은 궁극적으로 대규모 센서 네트워크의 에너지 소비를 최소화시켜서 네트워크 생존기간을 최대화시키는 효과가 있다. 그러나 이 문제의 해를 구하는 것은 NP-hard 문제이므로 완전해(Exact Solution) 를 구하는 것은 현실적으로 힘들다. 따라서 제약프로그래밍 방법을 사용하여 에너지 균형비와 중계노드 위치를 함께 고려하는 EBR-RNP 문제로 모델링하여 근사해를 구한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.433-435
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• 2005

현재 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 라우팅을 위해 않은 알고리즘들이 발표 되고 있다. 그 중 클러스터링을 기반으로 하는 라우팅 알고리즘들은 싱크노드가 클러스터 내의 클러스터 헤드와 통신함으로써 센서노드들과 싱크노드 사이의 통신 횟수를 줄여 에너지 효율을 얻을 수 있다. 클러스터링 기반의 라우팅 알고리즘에서는 클러스터 내의 클러스터 헤드 선정이 무엇보다 중요하다. 그래서 본 논문에서는 효율적인 클러스터 헤드 선정 방안을 제안한다. 제안된 방안은 클러스터 내에서 노드의 잔존 에너지와 트래픽 로드를 가지고 클러스터 헤드를 효율적으로 결정함으로써 센서 네트워크의 생존시간을 최대화 한다.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.737-747
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• 2006

USN(Ubiquitous Sensor Network)는 환경 및 재난 관리, 에너지 관리, 의료 및 건강 서비스, 물류 및 유통관리 등의 다양한 분야에 응용될 수 있는 네트워크이다. USN은 저 전력으로 센싱 기능, 연산 및 네트워크 기능을 수행하는 초소형의 노드들이 한 지역에 분산되어 망을 구성하는데 USN의 노드들은 전력을 추가적으로 공급받지 못하므로 매우 제한된 전력을 이용하여 주어진 임무를 수행하여야 한다. 또한 노드의 고장으로 인해 토폴로지가 변경될 가능성이 크다. 이러한 특성 때문에 기존의 무선 ad hoc 네트워크를 위해 제안된 경로설정 기법들은 USN 환경에 적합하지 않다. 본 논문에서는 USN 노드의 전력 소비를 최소화함으로써 노드 생존시간을 최대화하기 위한 경로실정 기법을 제안하고 성능을 평가하였다.