• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.927-930
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• 2012

센서 네트워크 기술이 각광을 받으면서 다양한 종류의 센서 노드로 구성된 유비쿼터스 센서 네트워크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 센서 네트워크에서는 각 센서 노드의 에너지 소모를 최소화하여 에너지 소모를 줄임으로써 네트워크의 지속시간을 늘이는 것이 무엇 보다도 중요하다. 기존의 MAC(Medium Access Control) 프로토콜은 채널 폴링 기법을 이용하여 효율적인 에너지 관리에 대한 해결책을 제시 하였으나 각 노드의 Duty Cycle이 길어짐으로써 발생하는 에너지 소모에 대한 해결책은 제시하지 못하였다. 센서 네트워크에서 센서 노드를 디자인할 때 중요한 고려사항 중 하나가 제한된 자원을 가진 센서 네트워크에서 주어진 에너지 소모를 최소화 하여서 네트워크 수명을 연장하는 것이다. 본 논문에서는 센서 노드의 에너지 소모를 줄이기 위해 제안된 라우팅 프로토콜을 비교 에너지 소모를 줄이는 방안을 제시 한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권3호
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• pp.222-230
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• 2009

센서 네트워크는 수많은 센서 노드들로 구성된 센서 필드와 센서 노드로부터 데이터를 수집하는 싱크 노드로 이루어져 있으며, 유비쿼터스에서 중요한 부분을 차지하고 있다. 지금까지 연구되어 온 센서 네트워크에 대한 중요한 이슈 중 하나는 센서 노드가 제한된 자원을 가지기 때문에 한정된 에너지를 최대한 효율적으로 사용하여 네트워크의 수명을 연장하는 것이다. 그러나 기존 연구 대부분이 고정된 상태의 싱크 노드를 고려하기 때문에 이동성을 가진 싱크 노드가 다수가 존재하는 경우 여러 가지 문제점이 발생되었다. 따라서 본 연구에서는 이동 싱크노드로의 경로를 유지하고 필요한 에너지의 소모를 줄이기 위해서 클러스터 내에서의 전송을 계층에 따라 단일 홉 모드와 멀티 흡 모드를 함께 사용함으로써, 데이터 보급 및 경로 유지에 사용되는 패킷을 줄이고자 하였다. 또한 데이터 전송에 참여하는 노드의 수를 줄이기 위해 2 계층 그리드 기반의 클러스터 구조를 사용하여 특정 노드만이 데이터 전송에 참여하도록 하였으며, 라우팅을 간단히 하기 위해 패킷 전송 시 격자 방식의 포워딩을 사용하였다. 제안된 방안의 성능평가를 위해서 시뮬레이션을 통해서 두 계층 데이터 전송 라우팅 프로토콜과 비교하였다. 그 결과 2배 정도의 통신량이 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.65-72
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• 2010

에드 혹 네트워크의 각 무선 단말기는 배터리 기반의 제한된 에너지로 동작하기 때문에 효율적인 에너지 사용에 관한 문제는 아주 중요하다. 시스템 수명을 연장하기 위해서는 단말 노드의 에너지 소비를 균형있게 유도하여 어느 특정 단말기의 에너지가 먼저 고갈되어 통신 단절을 초래하는 상황을 지연시켜야 한다. 또한 단말기 노드의 빈번한 이동 등으로 인해 신뢰성이 낮은 링크는 경로 설정시 고려해야 할 요소이다. 본 논문에서 제안하는 CMLR 방법은 잔여 에너지와 링크 에러율, 전송 소비 에너지를 고려한 새로운 비용 관계식을 이용하여 에너지 사용의 효율성을 증가시킨다. 이 방법은 전송 에너지 소모의 최소화와 노드 수명의 최대화 사이의 값을 절충하여 에너지 효율성을 높이고 균형있는 에너지 소비를 유도하여 네트워크 수명을 연장시키도록 하는 방법이다. 또한, 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안하는 CMLR의 성능을 검증하였으며, 네트워크 수명과 경로의 효율성 측면에서 볼 때 기존의 알고리즘보다 우수한 결과를 보여주었다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제12D권2호
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• pp.259-266
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• 2005

최근 데이터 중심 라우팅 및 응용 분야에 기반한 라우팅 프로토콜이 이동 애드 혹 망에 다양하게 적용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 이동 애드 혹 망에서 질의 처리를 위한 라우팅 기법을 제안한다. 이는 도로 네트워크를 기반으로 실시간 교통 정보를 획득하기 위한 라우팅 방법으로 중앙 서버 없이 도로 위를 움직이는 이동 노드들이 자율적으로 애드 혹 망을 형성하여 질의를 처리한다. 즉, 라우팅 메시지 내에 도로 연결성을 고려한 질의 속성을 포함시키고 도로 위를 순회하는 이동 노드들로부터 실시간으로 정보를 획득하는 것이다. 본 기법에서는 경로 설정 단계와 데이터 전달(질의 처리) 단계를 단일화 하고, 도로 정보를 이용하여 불필요한 라우팅 메시지의 전달을 줄이는데 초점을 두었다. 제안한 라우팅 기법의 응용을 위해 도착 시간에 의존한 최단 경로 검색 질의를 적용하였고 성능 평가를 위해 실제 도로 네트워크와 도로 위를 순회하는 이동 노드들로 구성된 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 주요 측정 요소는 경로 선정 및 질의 처리에 필요한 메시지 수로 이는 에너지 효율성 및 무선 대역 효율성에도 영향을 미친다. 시뮬레이션 결과는 라우팅 메시지 수 감소에 도로 정보가 지배적인 요인이 됨을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.493-495
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• 2005

지금까지 무선 센서 네트워크에서 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 많은 라우팅 및 MAC 프로토콜들이 개발되어 왔다. 특히 에너지 효율적 센서 MAC 프로토콜들 중 Sensor-MAC (S-MAC) 프로토콜은 listen 시간과 sleep 시간을 주기적으로 반복하여, 데이터 전송이 없을 경우 노드의 통신 모듈을 Sleep시킴으로써 그 만큼의 에너지를 절약한다. 노드의 sleep시간이 길수록 더 많은 에너지를 절약할 수 있으나, 대신 sleep시간에 발생된 데이터는 다시 다음 주기의 listen시간이 시작될 때까지 지연되어야 한다는 단점이 있다. 이러한 데이터 전송 지연은 센서 네트워크에서 다양한 어플리케이션을 지원하기 위해 반드시 개선되어야 할 사항이다. 본 논문에서는 S-MAC의 listen/sleep 주기를 그대로 사용하여 에너지를 절약하면서도, 큰 오버헤드를 발생시키지 않고 데이터 전송시의 지연 시간을 최소화하는 기법에 대해 논의한다. 또한 시뮬레이션을 통해 기존의 S-MAC 및 Adaptive S-MAC 프로토콜과 지연시간 및 에너지 소비량을 비교하여, 제안된 기법이 지연시간을 감소시키면서도 기존 MAC 프로토콜들과 비슷한 에너지 소비량을 갖는다는 것을 증명하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.216-220
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• 2008

센서 노드와 싱크 노드로 구성된 센서 네트워크는 모든 센서 노드들이 한정된 에너지를 가지고 운용되기 때문에 네트워크를 오랫동안 유지하여 가용성을 높이기 위한 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 대부분의 기존 연구들은 싱크 노드의 이동을 고려하지 않았기 때문에 사람이나 자동차 등에 의해 싱크가 이동성을 가지는 환경에는 부적합하다. 본 논문에서는 그리드 기반의 센서 네트워크에서 이동 싱크와 소스 노드간의 경로 설정에서 요구되는 통신부하(제어 패킷의 수 및 전송 범위)를 줄여 센서 네트워크의 에너지 소모를 줄이고, 경로 설정의 신뢰성을 확보하기 위한 방안을 제안한다. 제안 기법은 다수의 싱크 노드가 존재하는 환경은 물론 큰 규모의 센서 네트워크에서도 성능의 저하가 없어 확장성이 뛰어나며, 기존의 그리드와 클러스터 기반의 프로토콜과 비교하여 약 70% 수준으로 에너지 소모를 줄일 수 있어 센서 네트워크의 생명주기를 늘리고 가용성을 높일 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.571-576
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• 2013

인터넷 기술의 발전과 사용범위 및 영역이 지속적으로 확장되고 있지만 아직도 네트워크 연결성을 제공할 수 없는 원격지역과 상황들이 상당히 존재한다. Pocket Switched Network(PSN)은 모바일 송수신 장치를 휴대한 사람이 제공하는 이동성을 활용하여 인터넷을 사용할 수 없는 지역에서도 데이터 전송을 가능케 하는 네트워크로서 PSN에서는 노드의 이동성, 링크 고장, 배터리 방전 등의 문제점을 고려하여 데이터 전송을 위한 네트워크 연결성을 계속적으로 유지해 주는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 현재까지 제안된 주요 PSN 라우팅 기법들을 살펴보고 이것들의 성능을 분석하기 위해 네트워크 노드 수를 증가시키면서 전송 확률, 오버헤드 비율, 평균 전송지연, 평균 잔여에너지양의 변화를 실험을 통해 비교한다. 또한, 실험 결과를 통해 데이터 전송을 최대화하면서 에너지 소비는 최소화하여 네트워크 수명을 연장할 수 있는 기법을 제시한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권9호
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• pp.1-7
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• 2008

무선 센서 네트워크의 각 센서 노드는 배터리 기반의 제한된 에너지로 동작하기 때문에 무선 센서 네트워크에서의 효율적인 에너지 사용에 많은 연구가 이루어지고 있다. 무선 센서 네트워크와 같이 많은 수의 센서 노드가 조밀하게 분포되어 긴밀한 협업을 통해 정보를 모으고 전달하는 유기적인 시스템에서는 가능한 많은 노드들이 생존하는 것이 망의 수명에 더욱 중요한 요인이 된다. 본 논문에서는 에너지 효율이 중요한 요소 가운데 하나인 센서 네트워크에서 효율적인 라우팅을 위한 기존의 연구들을 고찰하고, 개선된 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 클러스터 구성을 위해 싱크에서 노드의 흠 수에 따라 플러딩을 통해 각 노드에게 클러스터 ID를 부여하며, 부여된 클러스터 ID를 기반으로 계층적 데이터를 전송하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘에 대해서는 NS-2 시뮬레이션을 기반으로 로드의 수명과 데이터 량, 오버헤드에 대한 성능 분석을 수행하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권3호
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• pp.179-186
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• 2011

무선 메쉬 네트워크 기술은 유선과 비슷한 전송속도를 갖는 무선 네트워크망을 구축하는 기술을 의미하며, 기존 유선 네트워크와 비교해서 네트워크 구축에 보다 향상된 유연성을 제공한다. 또한 노드의 이동성이 적고 에너지 영향에도 제약이 적게 따른다는 특징을 갖고 있다. 그러나 다중 경로 설정 및 선택 시에 발생할 수 있는 시스템 오버헤드와 같은 고려되어야 하는 사항들이 많아지게 된다. 따라서 이러한 네트워크 특성과 경로 설정 기술이 반영될 수 있는 네트워크의 설계 및 최적화에 주목하게 된다. 본 논문에서는 다중 경로 설정에 효과적으로 대응하기 위해 유전 알고리즘의 적합성 평가 함수에 링크의 성능과 로드를 고려한 노드의 트래픽 상황과 데이터 손실률 그리고 대역폭 및 링크의 홉수를 이용한 노드의 서비스 평가 값을 적용함으로써 무선 메쉬 네트워크 라우팅의 경로 설정에 대한 해결 방법을 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.568-571
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• 2011

센서네트워크에서 가장 기본적이고 중요한 기능 중 하나는 주변정보를 수집하고 수집한 정보를 취합하는 것이다. 하지만 정보 취합 과정에서 특정 경로를 자주 이용하게 되면, 해당 경로상의 노드들에게 에너지 소비가 집중되어 네트워크가 일찍 단절 될 수 있다. 따라서 다양한 라우팅 경로를 갖고, 모든 노드의 부하를 균등하게 분산하여 네트워크 라이프타임을 늘리는 것이 중요하다. 그간, 여러 논문에서 리니어프로그래밍을 통해 각 노드의 부하를 균등하게 분산하기 위한 연구들이 활발히 이루어 졌다. 하지만 기존 연구들에서는 무선환경에서의 충돌, 감쇄 등으로 인한 전송 실패와 재전송에 드는 에너지측면을 제대로 반영하지 못하였다. 본 논문에서는 이러한 무선 네트워크 환경에서, 노드 간 링크퀄리티를 반영하여 재전송에 드는 비용까지 고려된, 정교한 부하 균등 분산 기법을 소개한다. 링크퀄리티를 고려하였을 때, 그렇지 않았을 때에 비해 에너지 측면과 전송 지연 측면에서 최대 100%를 상회하는 성능향상 결과를 보인다.