• Journal of Communications and Networks
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• 제18권4호
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• pp.580-588
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• 2016

Energy efficiency is the main objective in the design of a wireless sensor network (WSN). In many applications, sensing data must be transmitted from sources to a sink in a timely manner. This paper describes an investigation of the trade-off between two objectives in WSN design: minimizing energy consumption and minimizing end-to-end delay. We first propose a new distributed clustering approach to determining the best clusterhead for each cluster by considering both energy consumption and end-to-end delay requirements. Next, we propose a new energy-cost function and a new end-to-end delay function for use in an inter-cluster routing algorithm. We present a multi-hop routing algorithm for use in disseminating sensing data from clusterheads to a sink at the minimum energy cost subject to an end-to-end delay constraint. The results of a simulation are consistent with our theoretical analysis results and show that our proposed performs much better than similar protocols in terms of energy consumption and end-to-end delay.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권7호
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• pp.1585-1609
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• 2013

Over recent years, enormous amounts of research in wireless sensor networks (WSNs) have been conducted, due to its multifarious applications such as in environmental monitoring, object tracking, disaster management, manufacturing, monitoring and control. In some of WSN applications dependent the energy-efficient and link reliability are demanded. Hence, this paper presents a routing protocol that considers these two criteria. We propose a new mechanism called Reliable Routing Scheme for Energy-Balanced (RRSEB) to reduce the packets dropped during the data communications. It is based on Swarm Intelligence (SI) using the Ant Colony Optimization (ACO) method. The RRSEB is a self-adaptive method to ensure the high routing reliability in WSNs, if the failures occur due to the movement of the sensor nodes or sensor node's energy depletion. This is done by introducing a new method to create alternative paths together with the data routing obtained during the path discovery stage. The goal of this operation is to update and offer new routing information in order to construct the multiple paths resulting in an increased reliability of the sensor network. From the simulation, we have seen that the proposed method shows better results in terms of packet delivery ratio and energy efficiency.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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• pp.330-333
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• 2004

Microsensor nodes is energy limited in sensor networks. If nodes had been stop in working, sensor network can't acquire sensing data in that area as well as routing path though the sensor can't be available. So, it's important to maximize the life of network in sensor network. In this paper, we look at communication protocol, which is modified by LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy). We extend LEACH's stochastic cluster-head selection algorithm by a Position-based Selection (PB-Leach). This method is that the sink divides the topology into several areas and cluster head is only one in an area. PB-Leach can prevent that the variance of the number of Cluster-Head is large and Cluster-Heads are concentrated in specific area. Simulation results show that PB-Leach performs better than leach by about 100 to $250\%.$

• 한국통신학회논문지
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• 제41권8호
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• pp.942-949
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• 2016

사물 인터넷 환경 중에서 통신기기들이 필드 안에 무작위의 패턴으로 배치되는 무선 센서네트워크는 효율적인 라우팅 프로토콜을 통한 에너지소모의 최적화가 중요하다. 노드간에 주고받는 데이터의 크기가 다양한 사물 인터넷 환경에서는 클러스터 헤드노드의 버퍼의 크기가 데이터손실율과 네트워크의 수명에 큰 영향을 준다. 유한한 버퍼 상황에서 데이터의 손싱율을 최소화 하기 위하여서는 각 클러스터에 균일한 숫자의 멤버가 할당되는 부하 균등화가 중요하다. 본 논문은 네트워크 구성 직후 싱크 노드와 센서 노드가 몇 차례의 메시지를 교환하고 이를 바탕으로 싱크 노드가 삼변 측량으로 센서 노드의 근사적 위치를 파악하고 클러스터를 구성함으로써, 클러스터 헤드의 수와 멤버수를 결정적(deterministic)으로 구현하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 데이터의 손실율과 네트워크의 평균 수명에 있어서 성능향상을 확인하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제5권4호
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• pp.237-242
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• 2009

The classical vehicle routing problem (VRP) can be extended by including customers who want to send goods to the depot. This type of VRP is called the vehicle routing problem with pickups and deliveries (VRPPD). This study proposes a novel way to solve VRPPD by introducing a two-phase heuristic routing algorithm which consists of a clustering phase and uses the geometrical center of a cluster and route establishment phase by applying a two-way search of each route after applying the TSP algorithm on each route. Experimental results show that the suggested algorithm can generate better initial solutions for more computer-intensive meta-heuristics than other existing methods such as the giant-tour-based partitioning method or the insertion-based method.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권4호
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• pp.741-762
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• 2011

Recently, multicast routing protocols become increasingly important aspect in Mobile Ad hoc Networks (MANETs), as they effectively manage group communications. Meanwhile, multimedia and real-time applications are becoming essential need for users of MANET. Thus it is necessary to design efficient and effective Quality of Service (QoS) multicast routing strategies. In this paper, we address the scalability problem of multicast routing protocols to support QoS over MANETs. In particular, we introduce a Position-Based QoS Multicast Routing Protocol (PBQMRP). Basically, the protocol based on dividing the network area into virtual hexagonal cells. Then, the location information is exploited to perform efficient and scalable route discovery. In comparison with other existing QoS multicast routing protocols, PBQMRP incurs less control packets by eliminating network flooding behavior. Through simulation, the efficiency and scalability of PBQMRP are evaluated and compared with the well-known On-Demand Multicast Routing Protocol (ODMRP). Simulation results justify that our protocol has better performance, less control overhead and higher scalability.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.33-40
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• 2017

In this paper, we propose a sink-location management and data-routing scheme to effectively support the mobile sink in solar-powered WSN. Battery-based wireless sensor networks (WSNs) have a limited lifetime due to their limited energy, but solar energy-based WSNs can be supplied with energy periodically and can operate forever. On the other hand, introduction of mobile sink in WSNs can solve some energy unbalance problem between sink-neighboring nodes and outer nodes which is one of the major challenges in WSNs. However, there is a problem that additional energy should be consumed to notify each sensor node of the location of the randomly moving mobile sink. In the proposed scheme, one of the nodes that harvests enough energy in each cluster are selected as the cluster head, and the location information of the mobile sink is shared only among the cluster heads, thereby reducing the location management overhead. In addition, the overhead for setting the routing path can be removed by transferring data in the opposite direction to the path where the sink-position information is transferred among the heads. Lastly, the access node is introduced to transmit data to the sink more reliably when the sink moves frequently.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.608-614
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• 2009

무선 센서 네트워크에서는 노드들이 제한적인 에너지를 가지고 있기 때문에 효율적인 에너지 사용이 요구된다. 클러스터링 방식은 클러스터를 형성하고 클러스터 멤버 노드들이 전송한 데이터를 클러스터 헤드가 병합하여 싱크 노드로 전송하는 방식을 사용한다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 클러스터 헤드를 효율적인 선정하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 노드 자신의 과거 헤드 경험의 세분화와 전송할 데이터의 존재 여부, 전송할 데이터를 보유하고 있는 이웃 노드들의 정보를 이용하여 헤드를 선정 함으로 네트워크 전체의 수명을 증가시킨다. 시뮬레이션을 통하여 기존의 방식인 LEACH, HEED 알고리즘에 비해 밸런싱 있는 에너지를 소모하고, 더 나은 네트워크 수명을 보장함을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.616-618
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• 2003

최근 급속하게 성장하고 있는 무선 이동 통신 분야중의 한 분야가 Ad hoc 네트워크 분야일 것이다. Ad hoc 네트워크는 기존의 고정된 네트워크의 한계를 뛰어 넘는 네트워크이다. 본 연구에서는 Ad hoc 네트워크의 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜에서의 인증에 대한 프로토콜을 멀티 계층으로 설계하였다. CBRP(Cluster Based Routing Protocol)의 라우팅 프로토콜에서는 클러스터간의 인증을 위하여 CH(Cluster Head)간의 인증을 통하여 인증을 하게 된다. CH간의 신뢰성을 위하여 MCH(Main Cluster Head)를 두어 CH간의 신뢰성을 보장함으로써 상호 클러스터간의 인증을 위한 프로토콜을 설계하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.576-579
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• 2011

무선센서네트워크는 여러 분야에 사용되고 있으며 그 특성상 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 설계되어야 한다. 무선 센서들은 한 번 설치되면 다시 교환할 수 없으며 제한된 배터리를 활용하여 운영된다. 따라서 네트워크 수명을 늘리기 위해서는 이러한 센서들의 효율적 활용이 필수적이다. BCDCP 에서는 CH(클러스터 헤드)가 BS(베이스스테이션)에 모든 데이터를 전송한다. BCDCP는 적은 규모의 네트워크에서는 잘 동작하지만 큰 규모에서는 무선 통신을 위한 에너지 소모가 많아 적절하지가 았다. TBRP 는 큰 규모의 네트워크에서는 잘 동작하지만 다중 홉 전송에 따는 에너지 고갈 현상이 빨리 발생한다. 본 논문에서는 균형화된 에너지 소모를 통해 네트워크 수명을 늘리기 위한 기법인 CETRP 를 제안하였다. CETRP 는 클러스터 헤드를 트리구조로 선정하여 에너지 효율을 극대화하였으며 다른 기법과 성능을 비교하였다.