• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.151-157
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• 2010

MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 분야의 급격한 발전은 저비용의 정보 처리 센싱 능력을 갖춘 센서의 발전에 박차를 가했다. 이러한 기술의 흐름은 강력하고 높은 확장성을 가지는 WSNs(Wireless Sensor Networks)을 위하여 더 많은 센서 간 연결을 위한 연구가 진행되고 있는 실정이다. WSNs의 자원부족, Ad-hoc 배치방법, 보다 광대해지는 규모는 센서 간 통신에서 안전성을 보다 중요한 문제로 인식하게 하고 있다. 센서 네트워크의 주요 고려사항은 에너지 효율이기 때문에, 보안 기술은 통신에서의 보안 특징과 그것을 수행하기 위해 계산해야하는 오버헤드 간 균형을 맞춰야한다. 본 논문에서는 새로운 보안 인식 다중경로 위치기반 라우팅 프로토콜을 개발하기 위하여 위치정보와 전송확률을 결합한다. 네트워크 시뮬레이터(ns-2)를 실행한 결과 보다 나은 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권11호
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• pp.2577-2596
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• 2013

In this paper, we present an Energy-Aware Self-Stabilizing Distributed Clustering protocol based on message-passing model for Ad Hoc networks. The latter does not require any initialization. Starting from an arbitrary configuration, the network converges to a stable state in a finite time. Our contribution is twofold. We firstly give the formal proof that the stabilization is reached after at most n+2 transitions and requires at most $n{\times}log(2n+{\kappa}+3)$ memory space, where n is the number of network nodes and ${\kappa}$ represents the maximum hops number in the clusters. Furthermore, using the OMNeT++ simulator, we perform an evaluation of our approach. Secondly, we propose an adaptation of our solution in the context of Wireless Sensor Networks (WSNs) with energy constraint. We notably show that our protocol can be easily used for constructing clusters according to multiple criteria in the election of cluster-heads, such as nodes' identity, residual energy or degree. We give a comparison under the different election metrics by evaluating their communication cost and energy consumption. Simulation results show that in terms of number of exchanged messages and energy consumption, it is better to use the Highest-ID metric for electing CHs.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권4호
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• pp.40-46
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• 2011

최근 저전력 경량 운영체계 및 다양한 기능을 수행하는 베터리 기반 소형 노드들의 발전 덕분에 센서네트워크(WSNs)는 많은 응용 가능성을 보고 주고 있다. 센서네트워크 환경에서는 종단 센서 노드에서 수집한 데이터를 싱크 노드까지 적절하게 전송하기위하여 계층 2 및 계층 3 사이 혼성 매체 제어 알고리즘을 개발하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 표준을 기반으로 UC Berkely에서 제공한 TinyOS 환경에서 동작하는 MAC 계층과 NWK 계층을 혼합한 Cross-layer 기반의 우선 순위 기법을 제안하고자 한다. 제안한 비콘 구간 우선순위 경로 설정(BPR) 기법은 센싱 데이터 전송 시 비콘 구간을 이용한 Wibeem protocol을 이용하였고, 데이터 전송 시 제시한 평가 항목 범위에서 기존의 비컨 전송 방식과 비교하여 상대적으로 우수한 성능을 보여 주고 있다. 평가 항목은 패킷 처리량, 전송률, 지연시간 및 에너지 소비 값이다. TOSSIM 환경에서 모의실험 결과는 제안한 BPR을 이용할 경우 기존 AODV방식과 비교하여 개선된 성능을 보고 주고 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.470-473
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• 2007

Wireless Sensor Networks (WSNs) have merged to become one of the most promising applications of wireless ad hoc networks. A defer timer has been used in some of existing network protocols to solve a set of problems in WSNs. We first investigate the use of a defer timer to fully take the advantage of it in WSNs. We demonstrate that by properly setting up the defer timers, many difficult issues in sensor networks, such as power limitation, the broadcast storm problem, and the construction of the virtual backbone, can be easily tackled with only the help of simple localized information at each node. In this paper, we present the power of a defer timer in the design of dominating set construction protocol for broadcasting. The ns 2 computer simulations are carried out for performance study.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4B호
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• pp.184-191
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• 2008

한국전자통신연구원에서 개발한 NanoQplus는 센서 네트워크 운용을 위한 임베디드 운영체제로, 프로그래머에게 친숙한 다중 쓰레드 프로그래밍 환경을 제공하지만 잘 알려진 TinyOS와 같은 운영체제와 비교해볼 때 네트워크 프로토콜 스택이 빈약하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Internet Engineering Task Force (IETF)에서 표준화 중인 Dynamic MANET On-demand (DYMO) 라우팅 프로토콜을 NanoQplus에 적용해본다. DYMO 프로토콜은 본래 이동 애드혹 네트워크에 적합하도록 제안된 라우팅 프로토콜이며, 이동 애드혹 네트워크는 무선 센서 네트워크에 비해 자원의 제약에서 자유로우므로, 기본 DYMO 프로토콜을 아무런 수정 없이 무선 센서 네트워크에 적용하기는 힘들다. 게다가 매체 접근 제어 계층과 네트워크 계층 사이에 존재하는 중복되는 데이터를 줄이기 위해 두 계층 프로토콜간의 결합도도 고려할 필요가 있다. 따라서 우리는 DYMO 기본 명세를 수정하여 NanoQplus에 적합토록 수정하였다. 실제 센서 노드에서의 실험 결과를 통해 NanoQplus에 기반을 둔 DYMO 프로토콜이 무선센서 네트워크 시나리오에서 효율적으로 동작함을 알 수 있었다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.48-62
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• 2006

최근 분산 컴퓨팅과 임베디드 시스템을 위한 응용 영역이 급성장하고 무선 통신 기술과 컴퓨터 하드웨어의 발전으로 매우 작은 크기의 센서 노드로 이루어진 센서 네트워크를 구성하는 것이 가능해졌다. 하지만 센서 네트워크의 특징 때문에 기존 라우팅 프로토콜을 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 센서 네트워크의 특징을 고려하여 에너지 효율적으로 동작할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 먼저 센서 노드가 관찰한 데이터를 싱크로 전송할 때 센서 노드의 에너지의 상태를 고려한 라우팅 프로토콜을 제안한다. 둘째, 센서 노드의 상대 위치를 측정하여 인접 노드를 휴지 상태로 전환시켜 에너지 소모를 줄이는 기법을 제안한다. 센서 노드의 에너지 상태와 위치정보를 주기적으로 재설정하여 센서 네트워크의 서비스 시간을 향상시킨다. 제안하는 기법은 트리기반 라우팅 프로토콜에 비해 경로 유지 시간이 2배 이상 향상되고, 평균 에너지 소모율이 약 30% 줄어든다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권1호
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• pp.57-71
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• 2009

Networking together hundreds or thousands of cheap sensor nodes allows users to accurately monitor a remote environment by intelligently combining the data from the individual nodes. As sensor nodes are typically battery operated, it is important to efficiently use the limited energy of the nodes to extend the lifetime of the wireless sensor network (WSN). One of the fundamental issues in WSNs is the coverage problem. In this paper, the border coverage problem in WSNs is rigorously analyzed. Most existing results related to the coverage problem in wireless sensor networks focused on planar networks; however, three dimensional (3D) modeling of the sensor network would reflect more accurately real-life situations. Unlike previous works in this area, we provide distributed algorithms that allow the selection and activation of an optimal border cover for both 2D and 3D regions of interest. We also provide self-healing algorithms as an optimization to our border coverage algorithms which allow the sensor network to adaptively reconfigure and repair itself in order to improve its own performance. Border coverage is crucial for optimizing sensor placement for intrusion detection and a number of other practical applications.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.75-88
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• 2011

센서네트워크 환경에서 멀티캐스트는 베이스스테이션이 다수의 센서노드에게 명령 또는 쿼리를 전송할 때 사용된다. 멜티캐스트 메시지를 효율적으로 안전하게 전송하기 위하여 그룹키를 이용한 암호화 통신이 요구되며, 포획당한 노드로 인한 그룹키 노출에 강건한 그룹키 갱신기법이 필요하다. 이를 위하여 애드 혹 네트워크 환경에서 안전한 그룹키 갱신 기법이 오랫동안 연구되었다. 하지만 기존에 연구된 기법들은 센서네트워크에 적합하게 설계되지 않았으며, 안전한 그룹키 갱신하기 위한 효과적인 방법이 제안되지 못하였다. 따라서 본 논문에서는 그룹에 속한 센서노드만 새로운 그룹키 생성할 수 있는 방법을 통해서 기존의 기법에 비해 높은 안전성을 가지는 멀티캐스트 그룹키 갱신 기법을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8A호
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• pp.618-624
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• 2009

무선 센서 네트워크(WSNs)로부터 유비쿼터스 센서 네트워크(USNs)으로 향한 진화를 위해서는 보다 많은 데이터-트래픽 전송량, 많은 수의 사용자 지원, 강화된 내부연산 능력, 그리고 보다 긴 수명에 대한 요구가 강해지고 있다. 그리하여 효율적으로 통신 시간을 동등하게 제어하는 기술과 적은 소비 전력이 USN 미디엄 엑세스 제어(MAC) 프로토콜에 있어서 가장 중요한 디자인 목표가 되어 몇 가지의 다중시간분할방식(TDM) MAC 프로토콜들이 제시 되었다. 하지만 존재하는 프로토콜들의 장점과 단점을 분석하는 것은 쉽지 않기 때문에 보다 발전된 MAC 프로토콜을 만드는 것은 도전적인 과제이다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 기존의 에드혹 망 다중시간분할방식 프로토콜들의 복잡도를 유도하였고 비교 분석한 결과를 제시한다. 프로토콜의 복잡도는 전력 소비량과 직접적인 관계를 갖기 때문에 에드혹 망의 MAC 프로토콜의 효율성을 평가하는 데에 많은 연관성을 가진다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.422-429
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• 2013

Advances in wireless sensor network (WSN) technology have enabled small and low-cost sensors with the capability of sensing various types of physical and environmental conditions, data processing, and wireless communication. In the WSN, the sensor nodes have a limited transmission range and their processing and storage capabilities as well as their energy resources are limited. A triple umpiring system has already been proved for its better performance in WSNs. The clustering technique is effective in prolonging the lifetime of the WSN. In this study, we have modified the ad-hoc on demand distance vector routing by incorporating signal-to-noise ratio (SNR) based dynamic clustering. The proposed scheme, which is an efficient and secure routing protocol for wireless sensor networks through SNR-based dynamic clustering (ESRPSDC) mechanisms, can partition the nodes into clusters and select the cluster head (CH) among the nodes based on the energy, and non CH nodes join with a specific CH based on the SNR values. Error recovery has been implemented during the inter-cluster routing in order to avoid end-to-end error recovery. Security has been achieved by isolating the malicious nodes using sink-based routing pattern analysis. Extensive investigation studies using a global mobile simulator have shown that this hybrid ESRP significantly improves the energy efficiency and packet reception rate as compared with the SNR unaware routing algorithms such as the low energy aware adaptive clustering hierarchy and power efficient gathering in sensor information systems.