• 제목/요약/키워드: Clustering scheme

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계층형 무선센서네트워크를 위한 분리된 이중화 라우팅 (Separated Dual-layering Routing Scheme (SDRS) for Hierarchical Wireless Sensor Networks)

  • 최해원;김경준;김현성
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.551-558
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    • 2009
  • 에너지 효율성 초점이 맞추어진 대부분의 클러스터링 기법에서 클러스터 내에서 단일의 클러스터를 채용함으로써 클러스터 헤드의 에너지 소비가 급격히 증가 할 수 있다. 최근, 이러한 단점을 개선하기 위해 데이터 병합 기능 헤드와 데이터 전송 기능 헤드로 구분하는 2-계층 클러스터 기법은 클러스터 내에서 클러스터 헤드의 에너지 소비를 분산시켰다. 그러나 이러한 구조는 한 클러스터 내에 존재하는 두 개 헤드 사이에 독립적인 영역구분이 없는 단지 논리적인 영역이므로 많은 메시지 충돌과 전송 지연이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 노드의 위치정보와 클러스터 반경을 이용해 한 클러스터에 속한 두 계층을 독립적으로 명확히 분할할 수 있는 분리된 2-계층 라우팅기법을 제시한다. 제안하는 스킴에서는 각 계층에 속하는 멤버노드 수에 대한 균등분포를 통해 부하의 분산을 보장한다. 제안한 기법은 기존의 DLS 기법보다 메시지 충돌문제를 50% 개선하였고, 네트워크의 수명도 DLS와 LEACH 등에 비해 약 10% 개선하였다.

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A Study on the Gustafson-Kessel Clustering Algorithm in Power System Fault Identification

  • Abdullah, Amalina;Banmongkol, Channarong;Hoonchareon, Naebboon;Hidaka, Kunihiko
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권5호
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    • pp.1798-1804
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    • 2017
  • This paper presents an approach of the Gustafson-Kessel (GK) clustering algorithm's performance in fault identification on power transmission lines. The clustering algorithm is incorporated in a scheme that uses hybrid intelligent technique to combine artificial neural network and a fuzzy inference system, known as adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS). The scheme is used to identify the type of fault that occurs on a power transmission line, either single line to ground, double line, double line to ground or three phase. The scheme is also capable an analyzing the fault location without information on line parameters. The range of error estimation is within 0.10 to 0.85 relative to five values of fault resistances. This paper also presents the performance of the GK clustering algorithm compared to fuzzy clustering means (FCM), which is particularly implemented in structuring a data. Results show that the GK algorithm may be implemented in fault identification on power system transmission and performs better than FCM.

A Clustering Scheme for Discovering Congested Routes on Road Networks

  • Li, He;Bok, Kyoung Soo;Lim, Jong Tae;Lee, Byoung Yup;Yoo, Jae Soo
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권4호
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    • pp.1836-1842
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    • 2015
  • On road networks, the clustering of moving objects is important for traffic monitoring and routes recommendation. The existing schemes find out density route by considering the number of vehicles in a road segment. Since they don’t consider the features of each road segment such as width, length, and directions in a road network, the results are not correct in some real road networks. To overcome such problems, we propose a clustering method for congested routes discovering from the trajectories of moving objects on road networks. The proposed scheme can be divided into three steps. First, it divides each road network into segments with different width, length, and directions. Second, the congested road segments are detected through analyzing the trajectories of moving objects on the road network. The saturation degree of each road segment and the average moving speed of vehicles in a road segment are computed to detect the congested road segments. Finally, we compute the final congested routes by using a clustering scheme. The experimental results showed that the proposed scheme can efficiently discover the congested routes in different directions of the roads.

Dynamic Clustering Based on Location in Wireless Sensor Networks with Skew Distribution

  • Kim, Kyung-Jun;Kim, Jung-Gyu
    • 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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    • 한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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    • pp.27-30
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    • 2005
  • Because of unreplenishable power resources, reducing node energy consumption to extend network lifetime is an important requirement in wireless sensor networks. In addition both path length and path cost are important metrics affecting sensor lifetime. We propose a dynamic clustering scheme based on location in wireless sensor networks. Our scheme can localize the effects of route failures, reduce control traffic overhead, and thus enhance the reachability to the destination. We have evaluated the performance of our clustering scheme through a simulation and analysis. We provide simulation results showing a good performance in terms of approximation ratios.

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Clustering Scheme for (m,k)-Firm Streams in Wireless Sensor Networks

  • Kim, Ki-Il
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제14권2호
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    • pp.84-88
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    • 2016
  • As good example of potential application-specific requirement, (m,k)-firm real-time streams have been recently introduced to deliver multimedia data efficiently in wireless sensor networks. In addition to stream model, communication protocols to meet specific (m,k)-firm real-time streams have been newly developed or extended from existing protocols. However, since the existing schemes for an (m,k)-firm stream have been proposed under typical flat architecture, the scalability problem remains unsolved when the number of real-time flows increases in the networks. To solve this problem, in this paper, we propose a new clustering scheme for an (m,k)-firm stream. The two different clustering algorithms are performed according to either the (m,k)-firm requirement or the deadline. Simulation results are presented to demonstrate the suitability of the proposed scheme under hierarchical architecture by showing that its performance is acceptable irrespective of the increase in the number of flows.

Augmented Rotation-Based Transformation for Privacy-Preserving Data Clustering

  • Hong, Do-Won;Mohaisen, Abedelaziz
    • ETRI Journal
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    • 제32권3호
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    • pp.351-361
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    • 2010
  • Multiple rotation-based transformation (MRBT) was introduced recently for mitigating the apriori-knowledge independent component analysis (AK-ICA) attack on rotation-based transformation (RBT), which is used for privacy-preserving data clustering. MRBT is shown to mitigate the AK-ICA attack but at the expense of data utility by not enabling conventional clustering. In this paper, we extend the MRBT scheme and introduce an augmented rotation-based transformation (ARBT) scheme that utilizes linearity of transformation and that both mitigates the AK-ICA attack and enables conventional clustering on data subsets transformed using the MRBT. In order to demonstrate the computational feasibility aspect of ARBT along with RBT and MRBT, we develop a toolkit and use it to empirically compare the different schemes of privacy-preserving data clustering based on data transformation in terms of their overhead and privacy.

응용 계층 정보 기반의 에너지 효율적인 센서 네트워크 클러스터링 기법 (An Energy-Efficient Clustering Scheme based on Application Layer Data in Wireless Sensor Networks)

  • 김승목;임종현;김승훈
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.997-1005
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    • 2009
  • 본 논문에서는 계층간 설계 방식에 근거하여 에너지 효율적인 센서 네트워크 클러스터링 기법을 제안한다. 제안된 기법은 무선 센서 네트워크의 응용 환경 특성에 적합하도록 동작한다. 본 논문에서는 응용계층 정보를 이용하여 이벤트가 발생할 경우 이벤트가 발생한 지역의 센서 노드들로 구성된 클러스터와 그 이외 지역의 클러스터들로 구성하는 클러스터링 기법을 제안하였다. 제안된 클러스터링 기법에서는 여러 클러스터를 경유하여 다중 경로로 이벤트를 전달하는데 따른 에너지 소모를 절감할 수 있다. 또한 이벤트와 무관한 클러스터에서 에너지를 절약하기 위하여 각 노드 당 한 개의 슬롯만을 할당하는 TDMA 스케줄링 기법을 제안하였다. 제안하는 클러스터링 기법은 전체 네트워크의 수명을 증가시킬 수 있으며 이벤트의 발생 주기, 지속 시간, 범위에 따른 시뮬레이션을 통하여 에너지 효율성 관점에서 우수함을 입증하였다.

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대규모 스마트폰 센싱을 위한 문서 클러스터링 기법 (Document Clustering Scheme for Large-scale Smart Phone Sensing)

  • 민홍;허준영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.253-258
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    • 2014
  • 스마트폰에 탑재된 센서들을 사용하여 사회 조직에서 발생하는 다양한 현상들을 모니터링하는 스마트폰 센싱 분야에서 대규모 데이터 처리 및 품질 향상과 수집된 정보를 공유하기 위해 시멘틱 데이터를 관리하는 것은 중요한 이슈 중에 하나이다. 본 논문에서는 이러한 대규모 시멘틱 데이터 관리 구조에서 서버의 부하를 줄이기 위한 문서 클러스터링 기법을 제안한다. 제안된 클러스터링 기법은 헤드 노드와 멤버노드를 갖는 하이브리드 백엔드 구조에서 서버단의 부하 감소를 위해 유사한 메타데이터를 갖는 노드들로 클러스터를 구성한다. 시뮬레이션을 통해 제안 기법이 기존의 거리기반 클러스터링 기법에 비해 서버부하를 줄일 수 있다는 것을 검증 하였다.

트리기반 색인구조의 분할 방법을 이용한 센서네트워크의 에너지 효율적인 클러스터 생성 방법 (Energy Efficient Clustering Scheme in Sensor Networks using Splitting Algorithm of Tree-based Indexing Structures)

  • 김현덕;유보선;최원익
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제13권10호
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    • pp.1534-1546
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    • 2010
  • 센서 네트워크에서는 에너지 소비를 줄이기 위해 다양한 계층적 클러스터링 방법이 제안되었다. 그러나 대부분의 연구에서 나타나는 문제점은 노드의 실제 배치를 생각하지 않고 일방적인 그리드 형태의 구조 또는 무작위 적인 클러스터 구조를 구성하는 것이다. 이렇게 구성된 클러스터는 클러스터의 크기와 포함된 노드의 수가 불균형하기 때문에 큰 에너지 효율을 보이기 힘들다. 그래서 본 논문에서는 실제 노드들이 배치가 된 후 R-Tree의 노드 분할 및 병합 알고리즘에 착안하여 보다 더 효율적인 클러스터를 구성할 수 있는 방법인 CSM(Clustering using Split & Merge algorithm)을 제안한다. 다양한 실험결과 CSM은 기존 방법보다 에너지 효율적인 클러스터링을 생성함으로써 최대 1.6배의 에너지 효율을 보였다.

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 클러스터링 기반 효율적인 서비스 디스커버리 기법 (Efficient Service Discovery Scheme based on Clustering for Ubiquitous Computing Environments)

  • 강은영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.123-128
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    • 2009
  • 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는 네트워크상의 서비스를 자동으로 발견하고 서비스는 자신의 능력을 광고할 수 있는 서비스 디스커버리(service discovery)가 중요하다. 본 논문에서는 클러스터링 기반 서비스 디스커버리 기법과 P2P 캐슁 기법을 혼합하여 효율적인 서비스 디스커버리 기법을 제안한다. 제안한 기법은 노드 ID를 기반으로 클러스터링 하고 이를 이용하여 서비스를 검색한다. 또한 서비스 검색을 빠르게 하기 위하여 P2P 캐쉬를 기반으로 이웃 노드의 정보를 사용하여 서비스 검색 성능을 향상시킨다. 제안된 기법은 노드의 부하를 가중 시키며 병목 현상을 일으키는 중앙 서버를 사용하지 않고 많은 쿼리를 생성하는 플러딩 방식을 사용하지 않는다. 시뮬레이션을 통하여 서비스 디스커버리를 이용하는 주고받는 메시지수를 줄이고 평균 탐색 거리를 줄임으로서 전체 네트워크 로드와 응답 시간이 성능 향상 면에서 우수함을 보인다.

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