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A Study on Improvement of Energy Efficiency for LEACH Protocol in WSN (WSN에서 LEACH 프로토콜의 에너지 효율 향상에 관한 연구)

  • Lee, Won-Seok;Ahn, Tae-Won;Song, ChangYoung
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.52 no.3
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    • pp.213-220
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    • 2015
  • Wireless sensor network(WSN) is made up of a lot of battery operated inexpensive sensors that, once deployed, can not be replaced. Therefore, energy efficiency of WSN is essential. Among the methods for energy efficiency of the network, clustering algorithms, which divide a WSN into multiple smaller clusters and separate all sensors into cluster heads and their associated member nodes, are very energy efficient routing technique. The first cluster-based routing protocol, LEACH, randomly elects the cluster heads in accordance with the probability. However, if the distribution of selected cluster heads is not good, uniform energy consumption of cluster heads is not guaranteed and it is possible to decrease the number of active nodes. Here we propose a new routing scheme that, by comparing the remaining energy of all nodes in a cluster, selects the maximum remaining energy node as a cluster head. Because of decrease in energy gap of nodes, the node that was a cluster head operates as a member node much over. As a result, the network lifespan is increased and more data arrives at base station.

A Study on the Efficient TICC(Time Interval Clustering Control) Algorithm That Considering Attribute (노드의 속성을 고려한 효율적인 TICC(Time Interval Clustering Control) 알고리즘에 관한 연구)

  • Kim, Young-Sam;Doo, Kyoung-Min;Chi, Sam-Hyun;Lee, Kang-Whan
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.499-502
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    • 2008
  • 한정된 용량의 배터리에 의존하는 무선 Ad-hoc 네트워크(MANET)에서는 에너지 효율을 높이기 위한 다양한 클러스터링 기법과 라우팅 알고리즘이 연구되고 있다. 이러한 무선 Ad-hoc 네트워크에서는 에너지 효율이 높은 클러스터 기반의 라우팅 알고리즘이 많이 사용된다. 그러나 일반적인 클러스터 방식에 따른 라우팅 알고리즘에서는 클러스터 헤드 노드에 부하가 집중되어 에너지 소모가 많은 문제점을 가진다. 이 문제를 보완하기 위해서 클러스터 헤드 노드의 재 선출을 통해 에너지 소모를 분산하는 동적 클러스터링 방식이 사용되고 있다. 그러나 동적 클러스터링 방식 또한 높은 빈도의 클러스터 재형성 과정에서 많은 에너지를 소모하는 문제점이 있다. 즉, 지금까지 연구되어온 알고리즘은 클러스터 구성에 대한 효율적인 알고리즘을 제시하고 있지만 불필요한 에너지 소모를 최소화하는 최적의 헤드 노드 선정 방법과 클러스터 관리를 통하여 에너지 효율을 높일 수 있는 해결책을 제시하지 않았다. 따라서 본 논문에서는 위의 클러스터 문제를 해결하기 위해 TICC(Time Interval Clustering Control) 알고리즘 기법을 제안한다. 제안된 TICC은 각 노드의 에너지 속성 값에 따라 에너지 Level을 분류하고 분류된 에너지 Level에 따라 타이밍을 고려한 클러스터링 및 노드 관리방법이다. 이러한 TICC기법을 적용하여 실험을 하였고 결과적으로 클러스터 전체의 에너지 효율을 향상되고 Lifetime이 증가함을 보였다.

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Asymmetric Motion Vector-Based Side Information Generation for Efficient Distributed Video Coding (효과적인 분산 비디오 부호화를 위한 비대칭성 움직임 벡터 기반 보조정보 생성 방법)

  • Na, Taeyoung;Kim, Munchurl
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.129-131
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    • 2010
  • 분산 비디오 부호화(distributed video coding)는 분산 소스 부호화의 대표적인 응용분야로서 부호화 복잡도가 부호화기에서 복호화기로 이동되어 저전력 부호화 환경에 매우 적합하다. 본 논문에서는 분산 비디오 부호화의 성능 향상에 있어 가장 중요한 보조 정보의 효과적인 생성 방법을 제안한다. 우선 보조 정보 생성을 위한 키 프레임들 간의 블록 움직임 추정에 있어 기존 방법들이 대체적으로 가정하고 있는 선형적인 움직임 이동에 따른 잘못된 예측을 해결하기 위해 두 장 이상의 키 프레임을 사용하여 블록 움직임을 추정한 후, 선형 회귀(linear regression)를 이용하여 보조 정보 상의 블록 움직임 궤적을 추정한다. 이때 움직임 추정을 위한 키 프레임 번호를 증가하며 선입선출(FIFO)형 버퍼에 저장 및 삭제하여 동일한 보조정보에 해당하는 여러 움직임 벡터 필드와, 기존의 선형적인 움직임이 가정된 움직임 벡터 필드를 동시에 생성한다. 다음으로 보간(interpolation)하려는 보조 정보 프레임 내의 임의의 블록에 가장 가깝게 통과하는 움직임 벡터 필드를 선택하여 해당하는 블록의 최종 움직임 벡터로 선택한다. 실험결과 제안하는 보조 정보 생성 방법은 기존의 방법과 비교했을 때 비대칭성 움직임 벡터 사용만으로 평균 PSNR이 0.216dB 만큼 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

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Studies on the Resistance and Races of Soybean-Cyst Nematode, Heterodera glycines, in Korea (콩씨스트선충(Heterodera glycines)에 대한 콩 저항성품종 및 Race검정)

  • Kim D.G.;Choi Y.E.
    • Korean journal of applied entomology
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    • v.22 no.3 s.56
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    • pp.208-212
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    • 1983
  • Sixteen recommended soybean cultivars in Korea were tested for resistance to Heterodera glycines. The nubmer of females which developed on roots of cultivars were fewer on 'Hwanggeum kong' and greater on 'Geumgangdaelib'. But there was no resistant cultivar to Heterodera glycines. Four field populations of Heterodera glycines tested for ability to reproduce on five host differentials. Geographical differentiations of H. glycines were newly founded in Korea. These were identlified to race 1 at Hwasun, race 5 at Yangsan and Suweon and Unknown race(or race C) at Seonsan.

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The Threshold Based Cluster Head Replacement Strategy in Sensor Network Environment (센서 네트워크 환경의 임계값 기반 클러스터 헤드 지연 교체 전략)

  • Kook, Joong-Jin;Ahn, Jae-Hoon;Hong, Ji-Man
    • Journal of Internet Computing and Services
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    • v.10 no.3
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    • pp.61-69
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    • 2009
  • Most existing clustering protocols have been aimed to provide balancing the residual energy of each node and maximizing life-time of wireless sensor networks. In this paper, we present the threshold based cluster head replacement strategy for clustering protocols in wireless sensor networks. This protocol minimizes the number of cluster head selection by preventing the cluster head replacement up to the threshold of residual energy. Reducing the amount of head selection and replacement cost, the life-time of the entire networks can be extended compared with the existing clustering protocols. Our simulation results show that our protocol outperformed than LEACH in terms of balancing energy consumption and network life-time.

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An Efficient Service Scheduling for Decrease Waiting Time Based on Internet VOD (인터넷 VOD 서비스에서 대기시간 감소를 위한 효율적인 사용자 스케줄링)

  • Choi, Seong-Wook
    • Journal of the Korea Computer Industry Society
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    • v.8 no.3
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    • pp.197-206
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    • 2007
  • The waiting delays of internet VOD users are inevitable in this policy since the services are not taken immediately upon requests but upon every scheduling points. An inefficient management of such delays makes an unfair service to users and increases the possibility of higher reneging rates. This paper proposes an efficient service scheduling scheme which improves the average waiting time of users requests and reduces the starvation problem of users requesting less popular movies. Experimental results of simulations show that the proposed scheme improves about 20 percentage of average waiting time and reduces significantly the starving requesters comparing with those of conventional methods such as FCFS and MQL.

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A Study on the Relation between Riverbed Structure and Pollutant Concentration in Down Stream of Nakdong River (낙동강, 서낙동강, 수영천 하구의 하상구조에 따른 연중 퇴적저토의 오염특성 연구와 부산근해 적조에의 영향에 관한 연구)

  • 황선출;이봉헌
    • Journal of Environmental Science International
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    • v.6 no.5
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    • pp.513-520
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    • 1997
  • This study was performed to investigate the riverbed structure and the pollution type in Nakdong River, Western Nakdong River. and Suyoung Stream. Sediment and water samples were collected at is in Nakdong River. in Western Nakdong River, and 8 states In Suyoung Stream from February 20, 1997 to June 15, 1997. The depth distributions of sampling sites in the three streams were measured and heavy metals(Cd, Pb, Cr, Cu) and pesticides in sediments and COD, BOD, and total nitrogen(T-N) in water samples were analysed. The deepest and the shallowest sites were strate 11(11.58m) and 9(3.35m) in Nakdong River, site 7(6.25m) and 4(2.06m) in Western Nakdong River, and site 8(2.89m) and 1(0. 61m) in Suyoung Stream , respectively. The mean concentration of Cd(45.79ppm) was higher In the sediment of Western Nakdong River than In other two streams and those of Pb(76.25ppm), Cr(48.13ppm), and Cu(77.50ppm) were higher in file sediment of Suyoung Stream than in other two streams. Pesticides(1 kind of organophosphorus and 3 kinds of organochlorine pesticide) were detected only in the sediment of Western Nakdong River. The mean concentrations of COD(20.26ppm), BOD(25.36ppm), and T-N(18.05ppm) were higher in the water sample of Suyoung Stream than In other two streams.

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An Efficient Multicast Routing Protocol for Ad-Hoc Networks with Mobility (이동성이 큰 에드-혹 네트워크를 위한 효율적인 멀티캐스트 라우팅 프로토콜)

  • Kim, Ye-Gyeong;Lee, Mi-Jeong
    • Journal of KIISE:Information Networking
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    • v.28 no.1
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    • pp.143-153
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    • 2001
  • 본 논문에서는 에드-혹 망의 멀티캐스트 라우팅 프로토콜인 ODMRP(On-Demand Multicast Routing Protocol)를 확장한 PatchODMRP를 제안한다. ODMRP는 네트워크 상에서 멀티캐스트그룹의 송신원으로부터 수신원에 이르는 경로 상에 있는 노드들을 FG(Forwarding Group) 노드로 선출하여 이들이 해당 멀티캐스트그룹에 속하는 패킷을 모두 플러딩하도록 함으로써 멀티캐스트 그룹데이타 전송을 담당하는 메쉬를 구성하도록 하는 방안이다. 그런데 ODMRP는 주기적으로 이 메쉬를 구성하는 FG 노드들을 재 선정하기 때문에 이 주기가 길어지면 메쉬 구성이 네트워크 노드들의 이동성을 따라가지 못해 메쉬분리가 발생하고 데이터가 손실될수 있다. 반면에 이 주기를 짧게 하면 오버헤드가 지나치게 커질수 있다. 특히 송신원의 수가 적은 경우 ODMRP의 메쉬는 매우 성기게 형성되는데 이때 호스트들의 이동성이 크면 메쉬 연결을 유지하기 위하여 이 주기를 짧게 잡아주거나 높은 데이터 손실율을 감수해야한다. 본 논문에서는 이 문제점을 해결하고자 각 FG 노드들이 BEACON 신호를 이용해 자신에 인접한 메쉬에 손실이 발생한 것을 인지하고 이를 국부적인 플러딩을 통하여 빠르게 복구하는 메커니즘을 ODMRP에 추가한 PatchODMRP 방식을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 기존의 ODMRP와 제안하는 PatchODMRP의 성능을 비교한 결과 PatchODMRP가 호스트의 이동성에 훨씬 강하며 ODMRP에 비하여 낮은 오버헤드로 높은 데이터 전송률을 제공할 수 있음을 보여주었다.

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The Clustering Scheme for Load-Balancing in Mobile Ad-hoc Network (이동 애드혹 네트워크에서 로드 밸런싱을 위한 클러스터링 기법)

  • Lim, Won-Taek;Kim, Gu-Su;Kim, Moon-Jeong;Eom, Young-Ik
    • The KIPS Transactions:PartC
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    • v.13C no.6 s.109
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    • pp.757-766
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    • 2006
  • Mobile Ad-hoc Network(MANET) is an autonomous network consisted of mobile hosts. A considerable number of studies have been conducted on the MANET with studies of ubiquitous computing. Several studies have been made on the clustering schemes which manage network hierarchically to Improve flat architecture of MANET. But the conventional schemes have the lack of multi-hop clustering and load balancing. This paper proposes a clustering scheme to support multi-hop clustering and to consider load balancing between cluster heads. We define the split of clusters and states of cluster, and propose join, merge, divide, and election of cluster head schemes for load balancing of between cluster heads

A Cluster Formation Scheme with Remaining Energy Level of Sensor Nodes in Wireless Sensor Networks (무선 센서 네트워크에서 잔여 에너지 레벨을 이용한 클러스터 형성 기법)

  • Jang, Kyung-Soo;Kangm, Jeong-Jin;Kouh, Hoon-Joon
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.9 no.6
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    • pp.49-54
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    • 2009
  • Sensor nodes in wireless sensor networks operate in distributed environments with limited resources and sensing capabilities. Especially, a sensor node has a small energy. After the sensor nodes are distributed in some area, it is not accessible to the area. AIso, a battery of sensor node cannot change. One of the hot issues in wireless sensor networks maximizes the network lifetime through minimizing the energy dissipation of sensor nodes. In LEACH, the cluster head is elected based on a kind of probability method without considering remaining energy of sensor node. In this paper, we propose a cluster formation scheme that the network elect the node, which has higher energy level than average energy level of overall sensor network, as cluster head node. We show the superiority of our scheme through computer simulation.

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