KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제4권1호
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pp.5-24
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2010
Data fusion is an attractive technology because it allows various trade-offs related to performance metrics, e.g., energy, latency, accuracy, fault-tolerance and security in wireless sensor networks (WSNs). Under a complicated environment, each sensor node must be equipped with more than one type of sensor module to monitor multi-targets, so that the complexity for the fusion process is increased due to the existence of various physical attributes. In this paper, we first investigate the process and performance of multi-attribute fusion in data gathering of WSNs, and then propose a self-adaptive threshold method to balance the different change rates of each attributive data. Furthermore, we present a method to measure the energy-conservation efficiency of multi-attribute fusion. Based on our proposed methods, we design a novel energy equilibrium routing method for WSNs, viz., multi-attribute fusion tree (MAFT). Simulation results demonstrate that MAFT achieves very good performance in terms of the network lifetime.
Kim, Yong Min;LEE, WooSuk;Kwon, Oh Seok;Jung, Kyedong;Lee, Jong-Yong
International Journal of Advanced Culture Technology
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제4권2호
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pp.19-26
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2016
The most important factor in the wireless sensor network is the use of effective energy and increase in lifetime of the individual nodes in order to operate the wireless network more efficiently. For this purpose, various routing protocols have been developed. The LEACH such a protocol, well known among typical cluster routing protocols. However, when a cluster head is selected, the energy consumption may not be equal because it does not take into account the energy of the nodes. In this paper, we seek to improve the cluster head selection method according to residual energy of each sensor node. This method then adaptively applies the LEACH algorithm and the cluster head section algorithm with consideration of node energy in accordance with the energy of the whole sensor field. Through the simulation, it was found that this proposed algorithm was effective.
본 논문에서는 이동 애드혹 네트워크(MANET)에서의 상황인식 기반 계층적 클러스터링 기법인 CACH (Context-aware Adaptive Clustering Hierarchy)를 제안한다. CACH는 적응적 라우팅 기법과 비적응적 라우팅 기법을 융합한 하이브리드 라우팅 방식의 분산 클러스터링 기법을 기반으로 하고 있으며, 제안된 CACH는 동적인 토폴로지에서 노드의 이동성을 고려한 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜의 성능을 제공하게 된다. 또한 제안된 토폴로지 변경에 대해 상황인식을 기반으로 하여 적응적으로 토폴로지의 계층구조를 결정하는 새로운 기법의 모델을 제시하였고, 이로부터 네트워크에서 전송 에너지를 고려한 노드의 밀도에 따라 계층적 깊이를 결정하는 최적 다중 흡수를 결정하는 결과를 보여주었다.
센서노드의 이동성 허용은 센서 네트워크의 효율적인 설계 및 시스템 성능 향상에 기여할 수 있다. 하지만, MAC 프로토콜 및 라우팅 프로토콜에 많은 기능적 변화가 필요하다. 특히, 노드 이동성을 고려한 에너지 효율적인 전송 메커니즘에 대한 연구가 매우 중요하다. 본 논문은 모바일 센서 네트워크 환경에서 센서노드가 싱크노드를 향하여 데이터를 전달할 때 인접 노드들의 거리 정보에 따라 다음 노드를 결정하고, 이를 토대로 거리에 따른 전송 출력을 적절히 제어하는 메커니즘을 제안한다. 시뮬레이션 방법을 통한 성능분석 결과, 본 논문에서 제안한 메커니즘이 평균 에너지 소모량, 네트워크 수명 등의 성능 지표에 대해 기존 최단 홉 라우팅 방식보다 에너지 효율을 향상시킨 것으로 분석되었다.
이동 애드혹 네트워크(MANET)는 기반 네트워크 없이 구성되어 원격지의 환경에 대한 정확한 모니터링 또는 제어를 가능하게 한다. 이러한 MANET에서는 정적인 네트워크에 비해 토폴로지가 자주 변하므로 이동성을 고려한 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜이 요구된다. 이를 위해 본 논문에서는, 상황인식 기반의 적응적이며 계층적 클러스터링 기법인 CACH(Context-aware Adaptive Clustering Hierarchy)를 제안한다. CACH는 적응적 라우팅 기법과 비적응적 라우팅 기법을 융합한 하이브리드 라우팅 방식을 분산 클러스터링 기반으로 구성하였다. CACH는 또한 토폴로지 변경에 대해 상황인식을 기반으로 하여 적응적으로 토폴로지의 계층구조를 수정하는 새로운 기법을 이용하여, 네트워크의 수명을 연장하고 지연시간을 줄일 수 있다.
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)는 사람이 직접 접근하기 불가능한 군사지역이나 자연 환경의 감시, 혹은 안전감시를 위한 목적으로 각 상황의 특성에 맞는 다양한 정보를 수집하는데 많이 이용되고 있다. 지금까지 제시된 프로토콜 중 LEACH 프로토콜은 에너지의 균등한 소모를 특징으로 많이 쓰이고 있다. 하지만 거리에 따른 에너지 소모의 증가로 원거리 노드의 에너지 소모 문제가 대두되었는데, 지금까지 여러 가지 해결방안들이 제시되었는데 대부분 중앙 시스템 방식이다. 본 논문에서는 LEACH 프로토콜을 사용한 무선 센서 네트워크를 모델로 하여, 네트워크 규모가 커질수록 1-hop 전송방식에서 발생할 수 있는 원거리 센서 노드의 에너지 불균형 문제를 해결하였다. 또한, 중앙 시스템 방식이 아닌 센서 노드 자체에서 클러스터링 문제를 해결할 수 있는 분산 시스템 방식의 라이프타임 향상 알고리즘을 제안하였다.
In recent years, the wireless mesh network (WMN) has been an emerging technology to provide Internet access to fixed and mobile wireless devices. The main goal of this paper is the design and simulation of a new MAC protocol based on the multi-path routing information for wireless mesh networks. The information about multiple paths discovered in the network layer is exploited by the MAC layer in order to forward a frame over the best hop out of multiple hop choices. The performance of our approach is compared with conventional 802.11 MAC through the simulation. The results show that our scheme exhibits a significantly better performance rather than conventional 802.11 MAC protocol in terms of packet overhead, end-to-end throughput and delay.
Miliotis Konstantinos V.;Papadimitriou Georgios I.;Pomportsis Andreas S.
Journal of Communications and Networks
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제7권4호
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pp.499-508
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2005
In this paper, we address the problem of efficient routing and wavelength assignment (RWA) in multi-fiber wavelength division multiplexing (WDM) networks without wavelength translation, under dynamic traffic. We couple Dijkstra's shortest path algorithm with a suitable weight function which chooses optical paths based both on wavelength availability and multi-fiber segments. We compare our approach with other RWA schemes both for regular and irregular WDM multi-fiber network topologies in terms of blocking probability and overall link utilization.
In this paper, we propose a simple algorithm to adaptively adjust the value of dupthresh, the duplicate acknowledgement threshold that triggers the transmission control protocol (TCP) fast retransmission algorithm, to improve the TCP performance in a network environment with persistent packet reordering. Our algorithm uses an exponentially weighted moving average (EWMA) and the mean deviation of the lengths of the reordering events reported by a TCP receiver with the duplicate selective acknowledgement (DSACK) extension to estimate the value of dupthresh. We also apply an adaptive upper bound on dupthresh to avoid the retransmission timeout events. In addition, our algorithm includes a mechanism to exponentially reduce dupthresh when the retransmission timer expires. With these mechanisms, our algorithm is capable of converging to and staying at a near-optimal interval of dupthresh. The simulation results show that our algorithm improves the protocol performance significantly with minimal overheads, achieving a greater throughput and fewer false fast retransmissions.
매쉬 구조를 갖는 다중 프로세서에서의 오류를 허용하는 라우팅 기법은 구현에 있어 간결함을 제공하는 환경으로, 다수의 오류를 허용하기 위해 직사각형 모양의 오류 블록으로 구성하여 라우팅을 수행한다. 이 경우, 블록 내부의 정상적인 노드 역시 오류 노드로 간주되어 전체 노드의 사용율을 저하시키는데, 오류 블록을 몇 개의 확장된 매쉬로 나누고 DAG(Directed Acyclic Graph)에 적용하여 메시지 전송의 최단 거리를 구하는 RIFP(Routing for Irregular Faulty Pattern)기법으로 이를 해결하였다. 그러나, 이 기법은 노드간에 주고받는 메시지가 거치는 hop의 수가 오히려 증가되는 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 증가되는 hop의 수를 억제하기 위해 목적 노드와 이웃 노드들로부터 오류블록 경계 부분까지 직선 경로를 찾는 SCP(Short-Cut Path)를 적용한 RIFP를 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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