• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권5호
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• pp.40-52
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• 2010

이동 애드 혹 네트워크는 인스턴트하고 자가 발견적인 특성과 함께 임시적이며 변화가 심한 연결성을 가진다. 토폴로지와 루트 변화가 빈번한 까닭에 일반 네트워크 용 라우팅 기법으로는 좋은 성능을 기대하기 어렵다. 노드의 증가에 따라, 또는 노드의 빠른 이동성에 따라 라우팅 프로토콜의 성능 저하가 발생한다. 본 논문에서는 MANET의 실시간 환경 변화에 적응적인 라우팅 프로토콜을 살펴본다. 먼저, 여러 다른 환경에서 두 가지 대표적 라우팅 프로토콜의 성능을 확인한다. 이어서, 성능 테스트로 얻어진 데이터를 분석하여 다중 모든 라우팅 프로토콜 선택 레퍼런스를 구축한다. 이 레퍼런스는 모든 노드에서 주기적으로 라우팅 환경을 체크할 때 사용된다. 다중 모드 라우팅 프로토콜 적용 방법을 사용함으로써 노드는 주기적으로 네트워크 환경을 체크하고 레퍼런스와 비교하여 성능저하를 최소화 할 수 있는 대체 라우팅 프로토콜을 결정하고 네트워크 전반에 걸쳐 적용한다. 제안한 기법은 OPNET 네트워크 모델링 시뮬레이션으로 그 성능을 확인하고 평가한다. 실험결과, 적응적으로 변화하는 다중 모드 라우팅 프로토콜 적용 기법이 네트워크 환경변화에 매우 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였으며 네트워크의 대역 이용비 측면에서도 우수한 것으로 나타났다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권2호
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• pp.147-154
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• 2007

이동 Ad Hoc 네트워크에서는 노드들의 자유로운 이동성, 노드 수의 무제한으로 인하여 네트워크 토폴로지가 계속 변화한다. 따라서, 라우팅 프로토콜들의 확장성이 대단히 중요하다. DSDV와 같은 테이블 기반 프로토콜들은 노드 수가 비교적 적고 노드 이동속도가 낮은 경우에 적합한 것으로 알려져 있어 확장성에 대한 문제가 제기되어 왔다. 이러한 확장성의 문제를 해결하기 위하여 FSR, OLSR, PCDV같은 여러 가지 프로토콜들이 제안되었으나 확장성에 대한 충분한 비교 검토가 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 다양한 네트워크 전개 시나리오를 사용하여 이 프로토콜들의 확장성을 비교 분석한다. 고정 노드 밀도에서 네트워크 디멘젼을 증가시키는 경우, 고정 디멘젼에서 노드 밀도를 증가시키는 경우, 그리고 고정 밀도 및 디멘젼에서 세션 수를 증가시키는 경우와 같이 세 가지 네트워크 전개모델을 사용하여??. 시뮬레이션 결과, DSDV의 경우에 낮은 오버헤드에도 불구하고 토폴로지 변화에 대한 수렴속도가 느려서 확장성이 낮게 나타났으며, FSR의 경우에는 노드 수가 증가함에 따라 오버헤드가 지속적으로 증가하기 때문에 성능이 저하되었다. 토폴로지 변화에 대한 수렴속도가 가장 빠른 OLSR은 비교적 우수한 성능을 나타내지만, 오버헤드가 상대적으로 높기 때문에 DSDV보다 최대 3배의 수렴속도를 갖는 PCDV에 비해 낮은 확장성을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권5호
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• pp.395-406
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• 2006

Ad hoc 네트워크에서 노드의 한정된 배터리 잔량 에너지는 전체 네트워크의 수명에 큰 영향을 끼친다. 따라서 이러한 에너지 한계를 극복하기 위해 다양한 power-aware 라우팅 프로토콜들이 네트워크 계층에서 제안되어 왔으며, 이들 power-aware 라우팅 프로토콜들은 기본적으로 노드의 배터리 잔량에너지와 전송 전력량을 경로 탐색 과정에서 반영한다. 본 논문에서 제안하는 power-aware 라우팅 프로토콜 TDPR(Traffic load & lifetime Deviation based Power-aware Routing protocol)은 노드의 배터리 잔량 에너지와 전송 전력량뿐만 아니라 각 노드의 트래픽 부하와 노드 간 예상 수명 편차를 경로 탐색 과정에 반영하여 전체 네트워크의 수명을 연장시키고 노드들 간 에너지 소모가 균등하게 이루어질 수 있도록 한다. ns-2[14] 시뮬레이터를 이용한 TDPR과 기존 라우팅 프로토콜들 간의 비교 실험은 전체 네트워크의 부하 균등, 노드들의 에너지 소모량, 그리고 개설 경로의 안정성 측면에서 TDPR의 개선된 성능을 확인한다. 실험 결과, 네트워크 탈퇴한 노드의 개수 비교에서는 TDPR이 AODV(4)보다 최대 72%, PSR[9]보다 최대 58% 적게 나타났다. 평균 잔량 에너지의 비교에서는 TDPR이 AODV보다 최대 29%, PSR보다 최대 15% 적은 양의 에너지를 소모하는 것을 확인하였으며, 에러 메시지의 발송 횟수 비교에서는 TDPR이 AODV보다 최대 41%, PSR보다는 최대 38% 적은 수의 에러 메시지를 발송하는 것을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권3호
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• pp.175-183
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• 2008

애드혹 네트워크의 실용 영역인 무선 센서 네트워크에서 센서 노드는 배터리에 의해 동작하고 일반적으로 한번 배치된 후 다시 회수 되지 않는다. 따라서 각각의 센서 노드는 한정된 에너지로 감지하고 통신해야 하며, 에너지 효율성은 무선 센서 네트워크의 수명을 결정하는 핵심 설계 요소로서 활발히 연구되고 있고 근래에는 크로스 레이어 최적화를 통해 더욱 개선되고 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 시스템인 ZigbeX 플랫폼에서 센서 노드의 전송 출력 제어를 통하여 데이터 수집 과정에서 소모되는 에너지를 절약하는 새로운 기법을 제안하여 구현하고 실험 및 측정을 통하여 성능 개선 효과를 입증한다. 클러스터 멤버를 구성하는 각 센서 노드에서 클러스터 헤드로 데이터를 전송하는 과정에서 멤버 노드의 송신 출력을 통신 가능한 적정 수준으로 낮춤으로써 에너지를 절약하게 된다. 각 멤버 노드는 클러스터 헤드로부터 수신한 패킷의 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 값을 기반으로 하여 자신의 송신 출력을 조절한다. 즉 자신이 전송한 패킷을 클러스터 헤드가 안전하게 수신할 수 있는 적정 수준으로 출력을 낮춤으로써 에너지를 절약하게 된다. ZigbeX 플랫폼 상에서 구현한 프로토콜을 자체 개발한 패킷 분석기를 이용하여 반복 측정한 결과에 의하면, 제안한 출력 제어 기법을 사용함으로써 통신량의 대부분을 차지하는 데이터 수집 과정에서의 에너지가 절약되어 네트워크 수명이 최대 21.9% 증가됨을 확인할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권5호
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• pp.627-634
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• 2006

오버레이 네트워크는 하부계층의 네트워크에 변화가 있어도 응용계층의 트리에는 변화를 줄 필요가 없으며, 오버레이 네트워크가 멀티캐스트를 지원하지 않는 노드들이 존재하는 환경에서도 만들어질 수 있게 해준다. 오버레이 프로토콜은 동적인 그룹을 모니터링하는 반면, 하부계층의 유니캐스트 프로토콜은 동적인 네트워크를 책임짐으로써, 동적인 환경에서도 제어 오버헤드를 줄이고, 프로토콜의 오퍼레이션을 안정적으로 만든다. 그러나, 만약 오버레이 멀티캐스트 프로토콜이 구성원의 위치정보를 모른다면, 효율적인 멀티캐스트 트리를 만드는 것은 매우 어렵다. 그래서, 위치정보를 이용한 계층적 오버레이 멀티캐스트 구조(HOMA: Hierarchical Overlay Multicast Architecture)를 본 논문에서 제안한다. 제안된 구조는 멀티캐스트에 참여하는 호스트들만으로 정적인 지역을 기반으로 동적 그룹을 만들어서 상위 계층에서는 그룹을 대표하는 호스트들 간의 오버레이 멀티캐스트 망을 형성하근 하위 계층에서는 지역에 속한 멀티캐스트 호스트들 간의 멀티캐스트를 지원하는 응용 계층의 2-계층 오버레이 멀티캐스트이다. 이것은 GPS를 사용하고, 지리적 영역을 활용하며 노드의 이동에 크게 영향을 받지 않는 지역 기반의 상위 계층의 오버레이 멀티캐스트 트리를 보여준다. 시뮬레이션 결과는 멀티캐스트의 효율성의 문제를 효과적으로 해결하였음을 보여준다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.41-47
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• 2009

무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)는 기존의 애드혹 네트워크(Ad-hoc Networks)보다 제한된 노드 자원, 배터리 의존성과 같은 제약사항을 가진다. 이러한 이유로 기존의 방법들과는 다른 형태의 에너지 효율적인 라우팅 연구가 진행되었지만 여전히 많은 문제점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 노드의 에너지와 차수를 고려한 클러스터 기반의 백본 생성 알고리즘을 제안한다. 클러스터링과 같은 계층구조 방식은 본질적으로 데이터 집중 및 융합에 유리한 장점이 있으며, 클러스터 헤드의 관리에 의해서 일반 노드들을 조정하여 전력 소모도 낮출 수 있다. 또한 백본을 구성하는 백본노드만 라우팅 정보를 유지하여 제어트래픽과 같은 통신오버헤드를 크게 줄일 수 있으며, 깨어있는 노드의 수를 최소화할 수 있다. 그러나 백본노드들은 비백본 노드의 트래픽을 모두 처리해야 하므로 에너지 소모가 크다. 따라서 에너지레벨 또는 차수가 높은 노드를 클러스터헤드로 선정해서 강건한 백본을 형성하고, 헤드 주변 노드 간 패킷전달의 역할을 분산함으로써 전체 네트워크 라이프타임(Network Lifetime)을 증가시킬 수 있는 방안을 제안한다. 시뮬레이션 결과에서 제안 알고리즘은 기존 연구에 비해 클러스터헤드의 잔여에너지측면에서 약 10.36%, 차수측면에서 약 24.05%의 성능 향상을 보이며, 네트워크 라이프타임도 향상되었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권7호
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• pp.32-40
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• 2006

무선 센서 네트워크에서 두 노드사이에 안전하게 pairwise키를 설정하고 분배하는 것은 매우 중요한 문제이다. 센서 네트워크는 물리적으로 취약한 보안성을 갖는 노드로 구성되므로 공격자에 의해 오염되기 쉽다. 그러나 기존의 선행 키 분배를 이용한 pairwise 키설정이나 1홉 지역키를 이용한 pairwise키 설정은 작은수의 노드들이 오염되더라도 보안성을 크게 약화시킨다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 각 노드들이 네트워크 구성 초기에 3홉 지역키를 설정하고, 이후의 pairwise 키 설정에 이들 3홉 지역키들을 이용하는 방법을 제안한다. 임의의 두 노드가 pairwise 키를 설정할 때, 두 노드 사이의 경로상에 존재하는 노드들은 자신들의 비밀키들을 두 노드에게 전송하는것에 의해 pairwise키의 생성에 공헌한다. 이로인해, 제안방법은 노드 밀집도와는 상관없이 두 노드사이의 경로길이에 의해 키설정을 위한 전송메시지수가 결정된다. 이때 경로상의 노드들로부터의 비밀 키들을 안전하게 다른 노드들에게 전달하기 위해 3홉 지역키들이 비밀키들의 암호화에 사용된다. 따라서, 제안방법은 공격자가 1홉 지역키를 이용하는 방법에 비해 보다 많은 노드들을 오염시키도록 괴롭힌다. 실험결과는 제안된 방안이 선행 키 분배 방법에 비해 단위 키설정 동안 교환되는 메시지수 와 암호화/복호화 연산횟수, 그리고 안전성 면에서 보다 우수함을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12A호
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• pp.1006-1014
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• 2011

최근 CSMA가 많은 무선 환경에서 적용됨에 따라 CSMA 기반의 우선 네트워크의 성능을 높이기 위한 다양한 통계적 분석이 수행되고 있다. 그러나 이러한 노력에도 불구하고 여전히 CSMA가 가지고 있는 작위적 특성은 네트워크의 분석을 어렵게 만들고 있다. 기존의 많은 연구들은 대규모 CSMA 네트워크의 통계적 분석에서 노드의 반송파 감지 기능을 표현하기 위해 반송파 감지 반경을 도입하여 사용해 왔다. 그러나 반송파 감지 반경은 노드의 전송 여부에 따른 노드 간 간섭효과를 고려하지 않기 때문에 간섭이 큰 채널 환경에 적용되는 경우 분석 오류를 피하기 어렵다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 노드 간 간섭효과를 고려한 물리적 모델 기반의 반송파 감지 반경을 유도하는 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 대규모 CSMA 네트워크에서의 반송파 감지 동작 특성과 이에 따른 간섭효과를 분석하고, 분석 결과를 토대로 물리 모델에 근사된 반송파 감지 반경을 찾기 위한 감지 반경의 반복적 근사 기법을 제안한다. 제안된 알고리즘의 적합성을 확인하기 위해 모의실험을 통해 제안된 감지 반경을 이용해 다양한 채널 환경에서 유도된 총 간섭 모델의 정확성을 비교 분석하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제31권4호
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• pp.414-428
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• 2004

여러 휴대용 이동통신 장비들은 점점 상업적으로 성공하고 있으며, 이동중의 사용자들에게 유용한 서비스를 제공한다. 인터넷의 확장에 따라 이동통신장비들은 텍스트나 멀티미디어 데이타등과 같은 다양한 형태의 데이타를 요구하게 된다. 요구하는 데이타의 형태나 사용자의 등급에 따라서 데이타 서비스에 대한 처리 또한 달라져야 한다. 무선네트워크 상에서 서비스 차별화의 구현은 매우 어려운데, 그 이유는 무선장비 자체의 이동성과 무선채널의 충돌 때문이다. 무선채널의 충돌은 Binary Exponential Backoff(BEB) 알고리즘을 사용하여 해결할 수 있다. 우리는 금, 은, 동으로 명명된 세 가지 종류의 데이타의 흐름을 지원할 수 있는 backoff 알고리즘의 수정에 대하여 논한다. 예를 들어, 금급 데이타 흐름은 가장 높은 우선순위를 가지고 있어 요구되는 목표대역을 만족시켜야 하고, 은급 데이타흐름은 동급에 비하여 충분히 많은 양의 대역폭을 제공하도록 해야 한다. Ad Hoc 네트워크에서 사용되는 두개의 트랜스포트 프로토콜인 UDP와 TCP의 병행 사용은 backoff 알고리즘의 수정을 매우 어렵게 한다. UDP와 TCP의 서로 다른 특성 때문에 이를 해결하기 위해 각각의 프로토콜에 서로 다른 형태의 수정된 backoff 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘이 트랜스포트 프로토콜의 형태에 관계없이 서로 다른 급의 데이터 흐름간의 서비스를 차별화 시킴을 모의실험을 통하여 보였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권5호
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• pp.425-430
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• 2007

Mobile Ad hoc Networks(MANET)는 구조 특성상 경로 구성을 위해 필요할 때마다 경로 구성 메시지를 브로드캐스팅하여 경로 정보를 얻는 것이 경로 정보를 계속 유지하고 있는 것보다 효율적이다. MANET의 라우팅 프로토콜 중 하나인 AODV에서 소스 노드는 목적지 노드를 효율적으로 찾기 위해 Expanding Ring Search(ERS) 알고리즘을 사용한다. ERS 알고리즘은 네트워크의 혼잡을 줄이기 위해 네트워크 전체를 대상으로 RREQ 메시지를 브로드캐스팅하는 것이 아니라 소스 노드는 목적지 노드로부터 타이머가 만료될 때까지 RREP 메시지가 도착하지 않는다면 TTL 값을 점차적으로 늘이면서 RREQ 메시지를 브로드캐스팅한다. 기존의 AODV는 고정적인 NODE_TRAVERSAL_TIME 값을 사용하기 때문에 목적지 노드를 찾는데 많은 비용이 소요된다. 본 논문은 기존의 AODV 프로토콜에 추가되는 메시지 없이 헬로우(HELLO) 메시지를 이용하여 이웃 노드들과의 메시지 지연시간을 측정한다. 측정된 메시지 지연시간을 NODE_TRAVERSAL_TIME에 적용하여 최적의 NET_TRAVERSAL_TIME을 구하는 적응적인 확장 링 검색(AERS : Adaptive ERS) 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서는 AERS를 이용하여 최적의 NET_TRAVERSAL_TIME을 구하고, 이를 이용하여 불필요한 메시지 발생을 억제함으로써 네트워크 성능을 향상 시킬 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방식의 효율성을 입증한다.