• 전자공학회논문지
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• 제53권3호
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• pp.163-169
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• 2016

클러스터 기반 라우팅 프로토콜로 대표적인 LEACH는 에너지 부하의 공평한 분배를 위해 매 라운드 미리 정해진 확률에 따라 랜덤하게 클러스터 헤드를 선출한다. 하지만 센서 노드가 갖는 현재 에너지 레벨은 고려대상이 아니기에 만일 잔존 에너지가 적은 센서 노드가 클러스터 헤드로 선출된다면 에너지 부하가 큰 헤드의 역할을 완수하지 못하고 사망할 수 있을 것이다. 결국 노드의 첫 사망시간이 매우 빨라져 WSN의 서비스 품질도 나빠질 것이다. 이러한 점에 착안하여 본 논문에서는 클러스터 헤드의 에너지 레벨과 기지국까지의 통신거리를 고려하여 클러스터 내부에 서브 클러스터 헤드를 선택하는 방법을 제안한다. 기존 LEACH에 제안하는 방법을 적용 시 클러스터 헤드의 에너지 부담이 줄어들어 노드의 첫 번째 사망시간이 증가하였고 더욱 증가된 데이터가 기지국에 도착하였으며 이로 인한 WSN의 서비스 품질도 개선되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.182-185
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• 2009

무선 센서 네트워크의 목적은 특정 지역에 뿌려져 있는 센서 노드를 통해서 센서 정보를 수집하는 것이다. 지역 내 센서 노드는 환경 값을 측정, 수집, 처리하여 싱크 노드로 전송된다. 이러한 과정은 센서네트워크를 구성하는 센서 노드의 제한된 능력 때문에 센서 노드의 저전력 동작 기법을 고려해야 한다. 인접한 센서 노드는 유사한 데이터를 가지기 때문에, 로컬 클러스터를 형성하고 클러스터 헤드로 데이터 가공 처리하는 클러스터링 기법이 저전력 동작 기법에 효과적이다. 또한 제한된 전송 범위에 따라 다중 홉 방식의 클러스터 형성 기법요구 된다. 클러스터 형성 시 클러스터 내 멤버 노드의 개수는 균형적인 클러스터 형성에 영향을 주기 때문에 클러스터를 균등하게 분할하는 방법이 필요하다. 이에 본 논문은 클러스터 헤드의 재선정을 통해 불균형하게 형성된 클러스터를 균등한 클러스터로 형성할 수 있는 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.313-315
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• 2005

본 논문은 이동 애드혹 네트워크에서 이동 에이전트를 이용하여 동적으로 클러스터링을 구성하는 기법에 관한 것이다. 기존에 제안된 이동 애드혹 네트워크에서의 클러스터링 기법은 클러스터의 크기가 고정되어 있기 때문에 네트워크의 상태나 노드들의 이동성에 따라 클러스터 재구성의 오버헤드가 발생하였다. 본 제안 기법에서는 네트워크의 상태에 따라 클러스터 크기의 최대 임계치와 최소 임계치를 설정하고 이에 따라 이동 에이전트를 이용하여 클러스터를 병합 흑은 분할하면서 클러스터의 크기를 임계치 내에서 일정하게 유지시킴으로써, 클러스터 재구성의 오버헤드라 클러스터 내부의 경로 탐색의 오버헤드를 줄일 수 있다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권5호
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• pp.403-410
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• 2007

효율적인 센서 네트워크 통신이 가능하기 위해서는 보안을 제공하는 라우팅 메커니즘이 필수적이다. 본 연구에서는 안전한 데이터 통신이 가능하도록 하기위해 센서 네트워크 필드를 육각형의 클러스터로 사전에 나누고 가우시안 분포에 따라 각 클러스터에 노드를 배치한 다음 각 클러스터의 클러스터헤드와 게이트웨이 노드를 통해 센서 노드가 감지한 정보를 클러스터헤드론 통해 모아서 보안 정보와 함께 베이스 스테이션에 전달하는 메커니즘을 제안한다. 제안 메커니즘은 전체적인 오버헤드를 효과적으로 줄이면서 효율성을 보장할 뿐 아니라 다양한 라우팅 공격에 대한 저항성을 갖는다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권3호
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• pp.277-284
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• 2007

무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)에서 라우팅 방식은 에너지 효율 측면에서 데이터의 전송량을 줄일 수 있는 클러스터링 방식이 사용된다. 하지만 클러스터링 방식은 클러스터 헤드 노드의 에너지 소모가 많은 문제점이 있다. 클러스터 헤드 노드의 에너지 소모가 많은 문제를 보완하기 위한 방식으로 클러스터 헤드 노드의 재 선출을 통해 에너지 소모를 분산하는 동적 클러스터링(dynamic clustering) 방식이 사용되고 있다. 그러나 동적 클러스터링 방식의 경우 클러스터 헤드 노드를 재선출할 때마다 클러스터 구조가 바뀌게 되며, 이로 인한 에너지 소모가 발생한다. 즉 지금까지 연구된 동적 클러스터링 방식은 많은 에너지를 소모하는 클러스터 헤드 노드 선출 및 클러스터 형성의 셋업(set-up) 과정이 반복적으로 일어나는 문제점이 있다. 따라서 본 논문은 반복적인 셋업의 에너지 소모 문제를 해결하기 위해 클러스터는 고정하고, 클러스터 내의 클러스터 헤드 노드를 Round-Robin으로 선출하는 RRCH(Round-Robin Cluster Header)방식을 제안하였다. RRCH방식은 한번 구성된 클러스터 내에서 각 센서 노드(sensor node)의 지속적이고 균형적인 에너지 소모를 이루어, LEACH방식처럼 셋업 과정이 반복적으로 일어나지 않게 하는 에너지 효율적인 방식이다. 이 제안의 타당성을 모의실험을 통해 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.551-558
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• 2009

에너지 효율성 초점이 맞추어진 대부분의 클러스터링 기법에서 클러스터 내에서 단일의 클러스터를 채용함으로써 클러스터 헤드의 에너지 소비가 급격히 증가 할 수 있다. 최근, 이러한 단점을 개선하기 위해 데이터 병합 기능 헤드와 데이터 전송 기능 헤드로 구분하는 2-계층 클러스터 기법은 클러스터 내에서 클러스터 헤드의 에너지 소비를 분산시켰다. 그러나 이러한 구조는 한 클러스터 내에 존재하는 두 개 헤드 사이에 독립적인 영역구분이 없는 단지 논리적인 영역이므로 많은 메시지 충돌과 전송 지연이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 노드의 위치정보와 클러스터 반경을 이용해 한 클러스터에 속한 두 계층을 독립적으로 명확히 분할할 수 있는 분리된 2-계층 라우팅기법을 제시한다. 제안하는 스킴에서는 각 계층에 속하는 멤버노드 수에 대한 균등분포를 통해 부하의 분산을 보장한다. 제안한 기법은 기존의 DLS 기법보다 메시지 충돌문제를 50% 개선하였고, 네트워크의 수명도 DLS와 LEACH 등에 비해 약 10% 개선하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2099-2100
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• 2006

제한된 전력의 노드들로 구성된 무선 센서 네트워크에서 효율적인 정보 수집이 이루어지기 위해서는 전체 네트워크의 Life Time을 늘리는 게 중요하다. 각각의 센서 노드들이 멀리 떨어져 있는 BS(Base Station)으로 직접 데이터를 전송하면 전력소비가 매우 크고 비효율 적이다. 그리하여 네트워크의 life time을 늘리기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그중에 클러스터링 기법은 가장 널리 연구되는 기법 중에 하나이다. 대표적인 클러스터링 기법 LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)[1]는 전체 노드 수의 5%클 클러스터 헤드로 결정하여 나머지 노드들로부터 데이터를 수집하여 BS로 전송함으로써 에너지를 효율적으로 사용하는 알고리즘이다. 그러나 클러스터 헤드를 결정하는데 있어서 잔여 에너지를 고려하지 않고 순환적으로 결정하는 문제점을 가지고 있다. 그래서 본 논문에서는 SVM(Supprt Vector Machine)을 이용하여 FND(First Node Dic)가 발생했을 때 각 노드들의 에너지 잔량 정도를 따져서 영역을 나눈 후, 에너지가 더 많은 영역에서 클러스터 헤드를 선정하는 방법을 제안한다. 잔량 에너지가 많은 노드를 클러스터 헤드로 결정함으로써 전체 네트워크의 life time을 늘릴 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.4991-4996
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기법은 클러스터를 형성하여 데이터를 통합한 후 한 번에 전송해서 에너지를 효율적으로 사용하는 기법이다. 클러스터 그룹 모델은 클러스터링에 기반을 두지만 이전의 기법과 달리 클러스터 헤드에 집중된 에너지 과부하를 클러스터 그룹 헤드와 클러스터 헤드로 분산시켜서 전체 에너지 소모량을 줄인다. 본 논문에서는 이러한 클러스터 그룹 모델에서 에너지 소모 모델의 임계값에 따라 최적의 클러스터 그룹 수와 클러스터 수를 구하고 이를 이용하여 센서 네트워크 전체 에너지 소모량을 최소화하고 네트워크 수명을 최대화한다. 실험을 통하여 제안된 클러스터 그룹 모델이 이전의 클러스터링 기법보다 네트워크 에너지 효율이 향상되었음을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (3)
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• pp.19-21
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• 2004

센서 네트워크에서 에너지 효율성을 향상시키기 위한 방안 중 하나는 계층적 클러스터링 기법이다. 이 기법은 센서 노드가 이웃 노드와 통신할 필요 없이 오직 클러스터 헤드 노드와 통신하게 함으로써 에너지 소비량을 줄이게 된다. 하지만 이러한 클러스터링 기법은 클러스터 반경 크기에 따라 성능이 크게 좌우된다. 본 논문에서는 클러스터 헤드 노드의 잔류 에너지양에 따라 동적으로 클러스터 반경 크기를 조절함으로써 에너지 소비를 최적화시킬 수 있는 기법을 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2358-2364
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• 2010

최근 무선 센서 네트워크에서는 센서 노드의 에너지 소모뿐만 아니라 센서 노드에서 수집된 데이터의 무결성을 보장하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 연구에서는 센서 노드로부터 데이터를 병합하는 클러스터 헤드의 오버헤드 및 데이터의 무결성을 보장하지 못하고 있다. 이 논문에서는 센서 노드로부터 전달된 데이터를 클러스터 헤드가 병합할 때 클러스터 헤드의 오버헤드를 줄이고 병합된 데이터의 무결성을 보장하기 위한 다중 경로 해쉬체인 기법을 제안한다. 제안된 기법은 데이터 병합시 클러스터 헤드의 데이터 무결성을 보장하기 위해서 주경로와 보조경로로 나누어 다중 해쉬 체인을 형성한다. 주경로 이외에 사용되는 보조 경로는 센서 노드의 인증 시 클러스터 헤드의 오버헤드를 최소화하면서 센서 노드의 무결성을 지원한다.