Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.23
no.4
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pp.453-461
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2019
In this paper, we focus on the study of multi-node rendezvous on one common channel among multiple channels before transmitting in CRAHNs (Cognitive Radio Ad-hoc Networks) for the efficient use of inefficient frequency resources. Most existing researches have dealt with the channel rendezvous between two nodes. But, it can be time-consuming to apply them to three or more nodes. In addition, it cab be impossible to communicate with each other. Therefore, in this paper, we propose a Multi-Node Sequence (MNSEQ), which allows three or more nodes to rendezvous on a single common channel in a short period of time. And, CSMA/CA was applied for data exchange after rendezvous. By performance evaluation through very extensive simulations, we have demonstrated that the proposed MNSEQ outperforms the existing scheme in terms of communication completion time and transmission efficiency.
In general cases, compared with glass electrode, FET type electrolyte sensors have many advantages. But the drift, memory effect and the poor reproducibility of the FET type electrolyte sensor cause the decrease of the reliability in the measurement system. To improve the reliability, an ion-measuring system using FET type electrolyte sensor array with 8 sensors has been developed. Developed system employed the electronic switchs to connect a signal detecting circuit with 8 sensor array and the system can measure ion concentration of 4 different type electrolyte($H^+$, $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$). The signal processing algorithm with insertion sorting method was adopted to enhance the reliability. We measured 3 different ion($H^+$, $Na^+$, $K^+$) to evaluate the performance of developed system. The results show that the designed signal processing algorithm can reduce the error range in comparison with a simple arithmetic mean and the developed system has a good reliability over the previous single channel sensor system.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.19
no.2
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pp.323-335
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2015
Mobile healthcare is a fusion of information technology and biotechnology and is a new type of health management service to keep people's health at anytime and anywhere without regard to time and space. The WBAN(Wireless Body Area Network) technology that collects bio signals and the data analysis and monitoring technology using mobile devices are essential for serving mobile healthcare. WBAN consisting of users with mobile devices meet another WBAN during movement, WBANs transmit data to the other media. Because of WBAN conflict, several nodes transmit data in same time slot so a collision will occur, resulting in the data transmission being failed and need more energy for re-transmission. In this thesis, we proposed a MAC protocol for WBAN with mobility to solve these problems. First, we proposed a superframe structure for WBAN. The proposed superframe consists of a TDMA(Time Division Muliple Access) based contention access phase with which a node can transmit data in its own time slot and a contention phase using CSMA/CA algorithm. Second, we proposed a network merging algorithm for conflicting WBAN based on the proposed MAC protocol. When a WBAN with mobility conflicts with other WBAN, data frame collision is reduced through network reestablishment. Simulations are performed using a Castalia based on the OMNeT++ network simulation framework to estimate the performance of the proposed superframe and algorithms. We estimated the performance of WBAN based on the proposed MAC protocol by comparing the performance of the WBAN based on IEEE 802.15.6. Performance evaluation results show that the packet transmission success rate and energy efficiency are improved by reducing the probability of collision using the proposed MAC protocol.
Purpose: Muons are characterized by a strong penetrating ability and can travel through thousands of meters of rock, making them ideal to image large volumes and substances typically impenetrable to, for example, electrons and photons. The feasibility of 3D image reconstruction and material identification based on a cosmic ray muons tomography (MT) system with triangular bar plastic scintillator detectors has been verified in this paper. Our prototype shows potential application value and the authors wish to apply this prototype system to 3D imaging. In addition, an MT experiment with the same detector system is also in progress. Methods: A simulation based on GEANT4 was developed to study cosmic ray muons' physical processes and motion trails. The yield and transportation of optical photons scintillated in each triangular bar of the detector system were reproduced. An image reconstruction algorithm and correction method based on muon scattering, which differs from the conventional PoCA algorithm, has been developed based on simulation data and verified by experimental data. Results: According to the simulation result, the detector system's position resolution is below 1 ~ mm in simulation and 2 mm in the experiment. A relatively legible 3D image of lead bricks in size of 20 cm × 5 cm × 10 cm used our inversion algorithm can be presented below 1× 104 effective events, which takes 16 h of acquisition time experimentally. Conclusion: The proposed method is a potential candidate to monitor the cosmic ray MT accurately. Monte Carlo simulations have been performed to discuss the application of the detector and the simulation results have indicated that the detector can be used in cosmic ray MT. The cosmic ray MT experiment is currently underway. Furthermore, the proposal also has the potential to scan the earth, buildings, and other structures of interest including for instance computerized imaging in an archaeological framework.
This paper introduces a new technique that reduces the search times and Improves the accuracy of motion estimation using high temporal and spatial correlation of motion vector. Instead of using the fixed first search Point of previously proposed search algorithms, the proposed method finds more accurate first search point as to compensating searching area using high temporal and spatial correlation of motion vector. Therefore, the main idea of proposed method is to find first search point to improve the performance of motion estimation and reduce the search times. The proposed method utilizes the direction of the same coordinate block of the previous frame compared with a block of the current frame to use temporal correlation and the direction of the adjacent blocks of the current frame to use spatial correlation. Based on these directions, we compute the first search point. We search the motion vector in the middle of computed first search point with two fixed search patterns. Using that idea, an efficient adaptive predicted direction search algorithm (APDSA) for block matching motion estimation is proposed. In the experimental results show that the PSNR values are improved up to the 3.6dB as depend on the Image sequences and advanced about 1.7dB on an average. The results of the comparison show that the performance of the proposed APDSA algorithm is better than those of other fast search algorithms whether the image sequence contains fast or slow motion, and is similar to the performance of the FS (Full Search) algorithm. Simulation results also show that the performance of the APDSA scheme gives better subjective picture quality than the other fast search algorithms and is closer to that of the FS algorithm.
When Handoff occurs at wireless network, existing AP search chooses one of various APs according to signal strength information. However, IEEE 802.11 uses Medium Access method with CSMA/CA that competes to obtain a channel by sharing medium. Therefore, network performance is heavily affected by the number of nodes and network congestion aside from signal strength. This scheme presented an additional AP selection indicator and a new handoff algorithm to realize handoff guaranteeing the network performance of mobile node in a process selecting new AP. This indicator is includes a handoff cost function reflecting the network information of mobile node, and the mobile node made handoff guaranteeing the network performance using network information possible by using this. also we classified the nodes into high-speed node and low-speed node. Then, when Handoff occurs, high-speed node was made itself choose AP by signal strength information. We also made the low-speed node choose its AP by using AP network information which is applied area. Hence, we demonstrate through simulation that gets an improvement in performance, even in the wireless network which many users concurrently access to, and it has considerable effects on aspects of resources and network management by distribution of users.
In this paper, a frame transmission method to make IEEE 802.15.4 nodes run at a new channel and its characteristics are studied when they experience difficulties in transmission of frames due to WiFi traffic. The researches on evaluating the interference from WiFi traffic, searching for a new channel with little interference or not, and changing the operating channel are analyzed. In an wireless channel overlapped with IEEE 802.11 network, the transmission delay of IEEE 802.15.4 frames, the collision of frames in sending IEEE 802.15.4 frames without applying CSMA-CA algorithm, and the operation of IEEE 802.11 nodes are explained. A transmission method of frames including frame-formated code blocks in order to use the rest part of collided IEEE 802.15.4 frame is proposed. In the experiments of the proposed method, it is observed that frame-formated code blocks are synchronized and received by receivers in case of collision, and then the collided positions in IEEE 802.15.4 frame and the characteristics of frame reception rate are analyzed. The experimental results show that the performance of the proposed method is improved in comparison to an existing method when we measure the time taken to send a channel change command and get the response in order to avoid the interference from WiFi traffic.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.54
no.2
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pp.16-27
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2017
IEEE 802.15.6 standard, a Wireless Body Area Network, aims to transfer not only medical data but also non-medical data, such as physical activity, streaming, multimedia game, living information, and entertainment. Services which transfer those data have very various data rates, intervals and frequencies of continuous access to a medium. Therefore, an efficient anti-collision operations and medium assigning operation have to be carried out when multiple nodes with different data rates are accessing shared medium. IEEE 802.15.6 standard for CSMA/CA medium access control method distributes access to the shared medium, transmits a control packet to avoid collision and checks status of the channel. This method is energy inefficient and causes overhead. These disadvantages conflict with the low power, low cost calculation requirement of wireless body area network, shall minimize such overhead for efficient wireless body area network operations. Therefore, in this paper, we propose a medium access scheduling scheme, which adjusts the time interval for accessing to the shared transmission medium according to the amount of data for generating respective sensor node, and a priority control algorithm, which temporarily adjusts the priority of the sensor node that causes transmission concession due to the data priority until next successful transmission to ensure fairness.
Many pedestrian or fire evacuation models have been studied last decades for modeling evacuation behaviors or analysing building structures under emergency situations. However, currently developed models do not consider the differences of visibility of pedestrians by obstacles such as furniture, wall, etc. The visibility of pedestrians is considered one of the important factors that affect the evacuation behavior, leading to making simulation results more realistic. In order to incorporate pedestrian's visibility into evacuation simulation, we should be able to give different walking speeds according to differences of visibility. We improved the existing floor field model based on cellular automata in order to implement the visibility. Using the space syntax theory, we showed how we split the indoor spaces depending on the different visibilities created by different levels of structural depths. Then, we improved the algorithm such that pedestrians have different speeds instead of simultaneous movement to other cells. Also, in order for developing a real time simulation system integrated w ith indoor sensors later, we present a process to build a 3D simulator using a spatial DBMS. The proposed algorithm is tested using a campus building.
Through the simultaneous localization and map building (SLAM) technique, a robot can create maps about its unknown environment while it continuously localizes its position. Grid maps and feature maps have been widely used for SLAM together with application of probability methods and POMDP (partially observed Markov decision process). But this approach based on grid maps suffers from enormous computational burden. Topological maps, however, have drawn more attention these days because they are compact, provide natural interfaces, and are easily applicable to path planning in comparison with grid maps. Some topological SLAM techniques like GVG (generalized Voronoi diagram) were introduced, but it enables the robot to decide only whether the current position is part of GVG branch or not in the GVG algorithm. In this paper, therefore, to overcome these problems, we present a method for updating a global topological map from the local topological maps. These local topological maps are created through a labeled Voronoi diagram algorithm from the local grid map built based on the sensor information at the current robot position. And the nodes of a local topological map can be utilized as the features of the environment because it is robust in light of visibility problem. The geometric information of the feature is applied to the extended Kalman filter and the SLAM in the indoor environment is accomplished. A series of simulations have been conducted using a two-wheeled mobile robot equipped with a laser scanner. It is shown that the proposed scheme can be applied relatively well.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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