• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.101-111
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• 2011

본 논문에서는 밀집된 무선센서네트워크에서 노드의 밀집도를 고려하고 에너지 효율적으로 동작하는 클러스터 기반의 새로운 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 인접노드의 밀집도가 높으면 발생하는 에너지 낭비 요인들을 줄이기 위해 클러스터 헤더가 인접 노드의 밀집도를 고려하도록 디자인 되었다. 클러스터 헤더가 인접노드의 밀집도를 파악하고 밀집도가 높을 경우 2개 이상의 티어로 분리하여 동작하도록 ACK 메시지를 수정하였다. 그리하여 같은 티어에 있는 노드들간의 통신을 하도록 구현하여 에너지 낭비요소를 줄이고 네트워크의 수명을 연장하였다. 본 논문에서는 NS-2 네트워크 시뮬레이터를 사용하여 기존의 MAC 프로토콜인 S-MAC과 비교하였으며, 패킷전송률, 처리량, 에너지 소모 부분에서 S-MAC보다 우수함을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권9C호
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• pp.573-580
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• 2011

무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 무선측위는 센서 네트워크의 응용을 위한 필수적이고 핵심적인 기술로 집중을 받고 있다. 하지만 무선 센서 네트워크의 환경이 3차원으로 이루어져 있는 반면에 대부분의 무선측위 기법은 2차원으로 구현되어 있어 새로운 기법이 요구되고 있는 상황이다. 이에 본 논문에서는 3차원 공간에서 동작하는 무선 센서 네트워크를 위한 저복잡도 무선측위 메커니즘을 제안한다. 기본 개념은 2개의 앵커 노드를 한쌍으로 탑재한 비행체를 이용하는 것으로, 이 앵커 노드들은 그들의 현재 위치를 담고있는 비컨 신호를 주기적으로 전파하며 임의 노드들은 앵커 노드들의 통신 범위에 들어가자마자 이 비컨 신호를 수신한다. 제안된 기법은 3차원 무선측위의 복잡도를 줄이기 위하여 3차원 문제를 2차원의 계산으로 변형하여 임의 노드의 위치를 추정한다. 모의실험 결과를 통해 무선 센서 네트워크에서 제안된 기법이 3차원 무선측위에 효과적임을 확인하였다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제9권2호
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• pp.83-97
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• 2015

IEEE 802.15.4 is a global standard designed for emerging applications in low-rate wireless personal area networks (LR-WPANs). The standard provides beneficial features, such as a beacon-enabled mode and guaranteed time slots for realtime data delivery. However, how to optimally operate those features is still an open issue. For the optimal operation of the features, this paper proposes a holistic optimization method that jointly optimizes three cross-related problems: cluster-tree construction, nodes' power configuration, and duty-cycle scheduling. Our holistic optimization method provides a solution for those problems so that all the real-time packets can be delivered within their deadlines in the most energy-efficient way. Our simulation study shows that compared to existing methods, our holistic optimization can guarantee the on-time delivery of all real-time packets while significantly saving energy, consequently, significantly increasing the lifetime of the network. Furthermore, we show that our holistic optimization can be extended to take advantage of the spatial reuse of a radio frequency resource among long distance nodes and, hence, significantly increase the entire network capacity.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권3B호
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• pp.123-134
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• 2008

본 논문에서는 센서 노드의 에너지 소모의 효율성을 증대시키는 무선 센서 네트워크에 대한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 각 센서 노드는 멀티 홉 센서 필드에서 최초의 플러딩 과정을 통해 싱크 노드로의 최소 홉수를 나타내는 플러딩 레벨 값을 얻는다. 이 값은 싱크 노드로의 연결을 보장하고 클러스터를 구성하는 동안 사용되며 라우팅 과정에서 효과적으로 사용되어 에너지 효율성을 증가시킨다. 이 알고리즘은 분석과 많은 실험을 통해 성능평가가 이루어진다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.281-286
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• 2009

The proposed technique uses cyclic frame structure, where three periods such as beacon period (BP), mesh contention access period (MCAP) and slotted period (SP) are in a data frame. This paper studies on a mechanism to allow communication nodes (6lowpan) in a PAN with different logical channel for global healthcare applications monitoring technology. The proposed super framework structure system has installed 6lowpan sensor nodes to communicate with each other. The basic idea is to time share logical channels to perform 6lowpan sensor node. The concept of 6lowpan sensor node and various biomedical sensors fixed on the patient BAN (Body Area Network) for monitoring health condition. In PAN (hospital area), has fixed gateways that received biomedical data from 6lowpan (patient). Each 6lowpan sensor node (patient) has IP-addresses that would be directly connected to the internet. With the help of IP-address service provider can recognize or analyze patient data from all over the globe by the internet service provider, with specific equipments i.e. cell phone, PDA, note book. The NS-2.33 result shows the performance of data transmission delay and data delivery ratio in the case of hop count in a PAN (Personal Area Networks).

• 스마트미디어저널
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• 제9권4호
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• pp.170-175
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• 2020

스마트 기기의 발달과 더불어 무선 센서 네트워크의 대용량 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 최적의 채널 선택이 매우 중요한 요인이 된다. 이러한 센서 노드가 사용할 채널이 고정된다면 주파수 부족의 발생과 다양한 환경에서 센서 노드들을 지원하는데 제약이 야기될 수 있다. 본 논문에서는 채널 설정 링크들의 간섭으로 인한 성능 저하를 줄이고 네트워크의 사용 가능한 채널을 찾기 위한 효율적인 채널 검색 방법을 제안하고자 한다. 컴퓨터 모의실험 결과, 제안한 알고리즘은 간섭 링크 수가 증가할수록 효율적인 채널을 설정할 수 있고 간섭으로 인한 비컨 패킷 수신 대기 시간을 줄일 수 있음을 보여준다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.787-790
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• 2015

최근 M2M (Machine to Machine) 통신이 가능한 MTC (machine-type-communication) 기기들의 개발이 활발해지고 있다. MTC 기기들은 가전제품의 형태로 저전력, 저비용, 단거리 무선으로 가정용 무선 네트워크로 통신을 한다. 이를 위해 IEEE 802.15.4/zigbee 기반으로 MTC 기기들을 클러스터-트리 토폴로지 형태로 무선 홈 네트워크를 구성하고, 이 네트워크는 하나의 PAN (Personal Area Network) 코디네이터와 1개 이상의 라우터, 그리고 종단 노드들로 구성된다. 무선 홈 네트워크를 구성하는 MTC 기기들의 증가에 따라 기기들 간에 채널 할당을 위한 경쟁으로 발생하는 충돌에 의한 전송지연과 패킷 전송 실패, 데이터 손실이 일어난다. 그 결과로 네트워크 전체의 성능 저하 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 무선 홈 네트워크 상태를 고려한 채널을 할당받는 비콘 프레임 기반 그룹화 알고리즘을 제안한다. 해당 알고리즘은 무선 홈 네트워크 구성 시 IEEE 802.15.4/Zigbee에 정의되어 있는 데이터 전송 간 노드들의 필요한 점유 기간을 알려주는 beacon frame과 가전제품의 특성을 고려한 채널 할당 방법이다. 제안된 비콘 프레임 그룹화 알고리즘은 전송 지연과 패킷 손실을 감소시키고 처리량은 향상시킨다. 그러므로 IEEE 802.15.4/Zigbee 표준보다 제안된 알고리즘이 효율적이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.187-192
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• 2017

무선 센서 네트워크에서 전송 지연 및 에너지 소모의 문제들을 해결하는 것이 전체 네트워크의 수명을 연장하고 효율적인 데이터 패킷 전송을 위해 해결해야할 문제들이다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 다양한 MAC 프로토콜들이 제안되었다. 본 논문에서 제한하는 방식은 센서 노드의 잔여 에너지에 기반하여 노드의 wake-up 주기를 조절함으로 불필요한 idle listening을 줄여 에너지 소모를 줄인다. 제안된 제어 메커니즘은 수신자 기반의 MAC 프로토콜 중의 하나인 RI-MAC 프로토콜의 단점을 보안하여 수정하였다. 제안된 제어 메커니즘에서 수신 노드는 주기적으로 wake up하고 노드 자신의 에너지 상태에 따라서 비콘 신호를 전송한다. 뿐 만 아니라 수신 노드는 데이터 트래픽에 따라서 wake up 주기를 조절한다. 성능분석을 통하여 제안한 MAC 프로토콜이 RI-MAC 프로토콜에 비해 에너지 소모에 대하여 더 효율적임을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권12호
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• pp.5785-5804
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• 2019

The information of localization is a fundamental requirement in wireless sensor network (WSN). The method of distance vector-hop (DV-Hop), a range-free localization algorithm, can locate the ordinary nodes by utilizing the connectivity and multi-hop transmission. However, the error of the estimated distance between the beacon nodes and ordinary nodes is too large. In order to enhance the positioning precision of DV-Hop, fast triangle flip bat algorithm, which is based on curve strategy and rank transformation (FTBA-TCR) is proposed. The rank is introduced to directly select individuals in the population of each generation, which arranges all individuals according to their merits and a threshold is set to get the better solution. To test the algorithm performance, the CEC2013 test suite is used to check out the algorithm's performance. Meanwhile, there are four other algorithms are compared with the proposed algorithm. The results show that our algorithm is greater than other algorithms. And this algorithm is used to enhance the performance of DV-Hop algorithm. The results show that the proposed algorithm receives the lower average localization error and the best performance by comparing with the other algorithms.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.1-13
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• 2014

In IEEE 802.11p/1609-based vehicular networks, vehicles are allowed to exchange safety and control messages only within time periods, called control channel (CCH) interval, which are scheduled periodically. Currently, the length of the CCH interval is set to the fixed value (i.e. 50ms). However, the fixed-length intervals cannot be effective for dynamically changing traffic load. Hence, some protocols have been recently proposed to support variable-length CCH intervals in order to improve channel utilization. In existing protocols, the CCH interval is subdivided into safety and non-safety intervals, and the length of each interval is dynamically adjusted to accommodate the estimated traffic load. However, they do not consider the presence of hidden nodes. Consequently, messages transmitted in each interval are likely to overlap with simultaneous transmissions (i.e. interference) from hidden nodes. Particularly, life-critical safety messages which are exchanged within the safety interval can be unreliably delivered due to such interference, which deteriorates QoS of safety applications such as cooperative collision warning. In this paper, we therefore propose a new interference-aware Dynamic Safety Interval (DSI) protocol. DSI calculates the number of vehicles sharing the channel with the consideration of hidden nodes. The safety interval is derived based on the measured number of vehicles. From simulation study using the ns-2, we verified that DSI outperforms the existing protocols in terms of various metrics such as broadcast delivery ration, collision probability and safety message delay.