• 대한산업공학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.94-100
• /
• 2010

The reliable multicast MAC (Medium Access Control) protocol is needed to guarantee the recipients' nonerroneous reception of the multicast data frames, which can be transmitted by the AP (Access Point) in infrastructure mode IEEE 802.11 wireless LANs. Enhancing the BMMM (Batch Mode Multicast MAC) protocol, in the literature, the connectivity-based reliable multicast MAC protocol was proposed to reduce the RAK (Request for ACKnowledgement) frame transmissions and enhance the multicast MAC performance. However, the number of necessary RAK frame transmissions increases as the number of multicast recipients increases. To alleviate the problem of the larger number of RAK frame transmissions with the larger number of multicast recipients, we propose the clustering algorithm for partitioning the recipients into a small number of clusters, so that the recipients are connected each other within the same clusters. Numerical examples are presented to show the reliable multicast MAC performance improvement by the clustering algorithm.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제29권7호
• /
• pp.62-70
• /
• 2015

The energy of a sensor in a Wireless Sensor Network (WSN) puts a limit on the lifetime of the network. To prolong the lifetime, a clustering plan is used. Clustering technology gets its energy efficiency through reducing the number of communication occurrences between the sensors and the base station (BS). In the distributed clustering protocol, LEACH-like (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy - like), the number of sensor's cluster head (CH) roles is different depending on the sensor's residual energy, which prolongs the time at which half of nodes die (HNA) and network lifetime. The position of the CH in each cluster tends to be at the center of the side close to BS, which forces cluster members to consume more energy to send data to the CH. In this paper, a protocol, pseudo-LEACH, is proposed, in which a cluster with a CH placed at the center of the cluster is formed. The scheme used allows the network to consume less energy. As a result, the timing of the HNA is extended and the stable network period increases at about 10% as shown by the simulation using MATLAB.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제10권2호
• /
• pp.221-227
• /
• 2008

The proposed zone-based self-organized clustering broadcasts neighbor information to only a zone with the same ID. Besides, the zone-based self-organized clustering with unique IDs can communicate securely even if the state transition of nodes in zone-based self-organized clustering is threatened by corrupted nodes. For this security, the Byzantine agreement protocol with proactive asynchronous verifiable secret sharing (AVSS) is considered. As a result of simulation, an efficiency and a security of the proposed clustering are better than those of a traditional clustering. Therefore, this paper describes a new and extended self-organized clustering that securely seeks to minimize the interference in mobile ad hoc networks (MANETs).

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제13권1호
• /
• pp.43-49
• /
• 2011

In this paper, a new medium access control (MAC) protocol entitled three-phase multiple access with continual contention resolution (TPMA-CCR) is proposed for wireless multi-hop ad hoc networks. This work is motivated by the previously known three-phase multiple access (TPMA) scheme of Hou and Tsai [2] which is the suitable MAC protocol for clustering multi-hop ad hoc networks owing to its beneficial attributes such as easy collision detectible, anonymous acknowledgment (ACK), and simple signaling format for the broadcast-natured networks. The new TPMA-CCR is designed to let all contending nodes participate in contentions for a medium access more aggressively than the original TPMA and with continual resolving procedures as well. Through the systematical performance analysis of the suggested protocol, it is also shown that the maximum throughput of the new protocol is not only superior to the original TPMA, but also improves on the conventional slotted carrier sense multiple access (CSMA) under certain circumstances. Thus, in terms of performance, TPMA-CCR can provide an attractive alternative to other contention-based MAC protocols for multi-hop ad hoc networks.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.2370-2375
• /
• 2014

무선 센서 네트워크는 넓은 지역을 위한 분산 센싱 시스템을 구현하는 데에 큰 잠재성을 가지고 있다. 각 센서의 배터리 교환이 대체로 어렵다고 생각되기 때문에, 무선 센서 네트워크의 수명 향상은 매우 중요한 연구 주제이다. 클러스터링 방식은 각 각의 센서 노드가 패킷을 원거리의 싱크 노드에게 보낼 필요 없이, 가까운 거리의 클러스터 헤드에게 보내면 되므로 에너지 효율적이다. 이 논문에서 우리는 잔여수명을 기반으로 클러스터 헤드를 선정하는 무선 센서네트워크를 위한 클러스터링 통신 프로토콜을 제안한다. 우리가 제안한 알고리즘을 평가하기 위해, 대표적인 무선 센서네트워크 클러스터링 알고리즘 중의 하나인 LEACH와 그 성능을 비교한다. 실험 결과는 우리의 알고리즘이 LEACH보다 트래픽 양 측면에서 20% ~ 30%, 그리고 확장성 특면에서 30% ~ 40% 만큼 노드들의 평균 수명을 향상 시킨다는 것을 보여 준다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제16권4호
• /
• pp.421-429
• /
• 2014

We consider the problem of scheduling communications in wireless sensor networks (WSNs) to ensure battery preservation through the use of the sleeping mode of sensors.We propose a communication protocol for 1-hop WSNs and extend it to multi-hop WSNs through the use of a 1-hop clustering algorithm.We propose to schedule communications in each cluster in a virtual communication ring so as to avoid collisions. Since clusters are cliques, only one sensor can speak or listen in a cluster at a time, and all sensors need to speak in each of their clusters at least once to realize the communication protocol. We model this situation as a mathematical program.

• 융합보안논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.43-50
• /
• 2014

최근 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)에서 센서노드의 에너지 소모를 균등화 하고 효율성을 향상시켜 전제 네트워크의 수명을 최대화하기 위한 다양한 계층적 라우팅 프로토콜들이 제안되고 있다. 특히, 멀티-홉 기법이 향상된 에너지 효율성과 실제 적용 가능한 모델로 많은 각광을 받고 있다. 멀티-홉 기법에서는 센서 노드사이 거리에 따라 전송 에너지를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다고 가정한다. 이 논문에서는 대표적인 클러스터 알고리즘인 LEACH에 대하여 분석하고 이 알고리즘의 단점을 보완하고 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 지역-중앙 클러스터 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안한 클러스터 라우팅 알고리즘과 LEACH의 성능을 시뮬레이션을 통해 성능을 평가하고 분석하고 NS-2 시뮬레이션을 이용하여 성능 결과를 제시한다.

• 융합보안논문지
• /
• 제15권3_1호
• /
• pp.75-82
• /
• 2015

최근 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)에서 센서노드의 에너지 소모 균등성과 효율성을 향상시켜 전제 네트워크의 수명을 최대화하기 위한 다양한 계층적 라우팅 프로토콜들이 제안되고 있다. 특히, 멀티홉기법이 향상된 에너지 효율성과 실제 적용 가능한 모델로 큰 각광받고 있다. 멀티-홉 기법에서는 센서 노드사이 거리에 따라 발송 에너지 능동조절 가능하다고 가정한다. 그러나 무선센서의 물리적 특성을 고려해보면 멀티-홉 기법의 이 가정은 현재 기술로 실제 실현하기 어렵다. 이 논문에서는 센서노드의 전파범위를 기반으로 에너지 효율성을 향상시킨 저 전력 클러스터링 기법을 제안한다. 제안기법은 에너지 효율적이고 기존기법보다 실제 무선센서네트워크에 적용하기 용이하다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제8권8호
• /
• pp.1108-1118
• /
• 2005

Ad Hoc 네트워크는 무선접속을 사용하는 이동 노드들이 중앙관리 없이 구성되는 네트워크이다. Ad Hoc 네트워크의 노드는 제한된 전원을 가지며, 따라서 효율적으로 에너지를 사용하는 라우팅 방식에 대한 연구가 필요하다. 기존의 석유 에너지 기반 라우팅은 특정 노드의 과도한 에너지 소모에 따른 노드들간의 공정성, 네트워크 전체의 과도한 에너지 소비 등의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 기존의 문제점을 개선할 수 있는 Clustering Based Energy-Aware Routing (CBEAR) 방식을 제안하였다. 성능분석 결과 제안된 방식은 노드의 생존성을 유지하면서 노드들간의 공정성과 네트워크 전체의 에너지 효율성을 개선함을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제13권5호
• /
• pp.2469-2490
• /
• 2019

A low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) protocol is a low-power adaptive cluster routing protocol which was proposed by MIT's Chandrakasan for sensor networks. In the LEACH protocol, the selection mode of cluster-head nodes is a random selection of cycles, which may result in uneven distribution of nodal energy and reduce the lifetime of the entire network. Hence, we propose a new selection method to enhance the lifetime of network, in this selection function, the energy consumed between nodes in the clusters and the power consumed by the transfer between the cluster head and the base station are considered at the same time. Meanwhile, the improved FTBA algorithm integrating the curve strategy is proposed to enhance local and global search capabilities. Then we combine the improved BA with LEACH, and use the intelligent algorithm to select the cluster head. Experiment results show that the improved BA has stronger optimization ability than other optimization algorithms, which the method we proposed (FTBA-TC-LEACH) is superior than the LEACH and LEACH with standard BA (SBA-LEACH). The FTBA-TC-LEACH can obviously reduce network energy consumption and enhance the lifetime of wireless sensor networks (WSNs).