Draz, Umar;Ali, Tariq;Zafar, Nazir Ahmad;Alwadie, Abdullah Saeed;Irfan, Muhammad;Yasin, Sana;Ali, Amjad;Khattak, Muazzam A. Khan
ETRI Journal
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제43권3호
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pp.414-426
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2021
In the task of data routing in Internet of Things enabled volatile underwater environments, providing better transmission and maximizing network communication performance are always challenging. Many network issues such as void holes and network isolation occur because of long routing distances between nodes. Void holes usually occur around the sink because nodes die early due to the high energy consumed to forward packets sent and received from other nodes. These void holes are a major challenge for I-UWSANs and cause high end-to-end delay, data packet loss, and energy consumption. They also affect the data delivery ratio. Hence, this paper presents an energy efficient watchman based flooding algorithm to address void holes. First, the proposed technique is formally verified by the Z-Eves toolbox to ensure its validity and correctness. Second, simulation is used to evaluate the energy consumption, packet loss, packet delivery ratio, and throughput of the network. The results are compared with well-known algorithms like energy-aware scalable reliable and void-hole mitigation routing and angle based flooding. The extensive results show that the proposed algorithm performs better than the benchmark techniques.
Geographic wireless sensor networks use position information for Greedy routing. Greedy routing works well in dense network where as in sparse network it may fail and require the use of recovery algorithms. Recovery algorithms help the packet to get out of the communication void. However, these algorithms are generally costlier for resource constrained position based wireless sensor type networks. In the present work, we propose a Void Avoidance Algorithm (VAA); a novel idea based on virtual distance upgrading that allows wireless sensor nodes to remove all stuck nodes by transforming the routing graph and forward packet using greedy routing only without recovery algorithm. In VAA, the stuck node upgrades distance unless it finds next hop node which is closer to the destination than itself. VAA guarantees the packet delivery if there is a topologically valid path exists. NS-2 is used to evaluate the performance and correctness of VAA and compared the performance with GPSR. Simulation results show that our proposed algorithm achieves higher delivery ratio, lower energy consumption and efficient path.
위치 기반의 라우팅 기법을 사용하는 센서 네트워크에서는 구현이 간단한 그리디(greedy) 라우팅이 흔히 사용된다. 그리디 라우팅은 센서 노드의 밀도가 높은 곳에는 잘 동작하지만 그렇지 않은 곳에서는 라우팅이 실패할 가능성이 크다. 그리디 라우팅 실패 시에는 패킷을 보이드(void)로부터 빠져나오게 하는 별도의 회복(recovery) 알고리즘이 필요하고 이러한 추가적인 알고리즘은 패킷의 송수신 양과 센서의 에너지 소비량을 증가시키는 문제를 발생시킨다. 여기서 언급한 보이드란 전송할 패킷을 가진 노드가 자신보다 목적지 노드에 더 가까운 이웃 노드를 찾지 못하여 그리디 포워딩으로 더 이상 패킷을 전송하지 못하는 지역을 의미한다. 따라서 본 논문은 보이드로 인한 라우팅 문제점들을 개선하기 위해 VODUA(Virtually Ordered Distance Upgrade Algorithm)라는 효율적인 라우팅 알고리즘을 제안한다. VODUA에서는 연결 정보를 나타내는 라우팅 그래프를 노드끼리 서로 교환하고, 패킷 전송이 불가능한 노드인 stuck 노드가 발생하면 거리 비용(DC)을 사용하여 네트워크 내의 stuck 노드를 제거한다. 본 논문에서는 거리 비용을 증가시켜 stuck 노드의 패킷이 보이드를 회피하여 원하는 목적지 노드까지 성공적으로 전송할 수 있도록 하는 새로운 방식의 라우팅 알고리즘을 설명한다. 또한 회복 알고리즘과 같은 추가적인 알고리즘 없이도 패킷이 전송 가능 한 경로를 가질 수 있도록 설계하여 기존의 라우팅 기법보다 더 빠르고 적은 에너지 소모를 통해 라우팅한다. 그리고 VODUA에서는 각각의 노드들이 네트워크 전체가 아닌 한 홉(hop) 이내에서 라우팅하고 토폴로지 상태정보를 사용하지 않기 때문에 노드의 실패(failure)나 토폴로지 변화에 적응이 빠르다. 시뮬레이션 결과는 VODUA가 짧은 전송 지연 시간을 통하여 신속하게 패킷을 전송할 수 있음을 보인다. 또한 GPSR과 DUA에 대해 더 적은 홉 수를 가지는 경로로 패킷이 전송 가능함을 보인다.
Khasawneh, Ahmad;Bin Abd Latiff, Muhammad Shafie;Chizari, Hassan;Tariq, MoeenUddin;Bamatraf, Abdullah
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권2호
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pp.504-527
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2015
Underwater wireless sensor networks (UWSNs) are similar to the terrestrial sensor networks. Nevertheless, there are different characteristics among them such as low battery power, limited bandwidth and high variable propagation delay. One of the common major problems in UWSNs is determining an efficient and reliable routing between the source node and the destination node. Therefore, researchers tend to design efficient protocols with consideration of the different characteristics of underwater communication. Furthermore, many routing protocols have been proposed and these protocols may be classified as location-based and location-free routing protocols. Pressure-based routing protocols are a subcategory of the location-free routing protocols. This paper focuses on reviewing the pressure-based routing protocols that may further be classified into non-void avoidance protocols and void avoidance protocols. Moreover, non-void avoidance protocols have been classified into single factor based and multi factor based routing protocols. Finally, this paper provides a comparison between these protocols based on their features, performance and simulation parameters and the paper concludes with some future works on which further study can be conducted.
The influence of the first coating layer on the properties of the second coating layer is reported. For various model coating composition, ratios of first and second coating weights are used to generate coating layers. The void volume, pore size distribution and light scatter coefficient of the coatings are measured. In some cases, the fine material from the second layer seems to penetrate the first layer to reduce the void fraction of the total system. Rapid setting coating, for example thin layers on porous first layer tends to generate porous coating layers.
본 연구에서는 PCB에 진공인쇄 방식이 적용된 스크린 인쇄방법을 이용하여 Pattern 및 Hole충전의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술을 적용하였다. 새로운 dry process 기술인 직접회로 인쇄 기술은 일반적으로 사용되고 있는 wet process 중 도금, 에칭, 박리 등의 공정을 줄일 수 있어 제조원가, 공정 리드타임 감소, 폐기물 감소로 환경 친화적 공정이라고 할 수 있다. 직접회로 인쇄는 진공도 100 Pa, 인쇄압력 0.45 MPa, 인쇄 속도 30 mm/sec, 인쇄각도 85도, 스크린 마스크와 기판 사이의 Gap 2 mm에서 인쇄될 때 가장 좋은 결과를 보였다. 직접회로 인쇄에 사용된 인쇄기는 일반 PCB공정에서 사용되는 동일한 형태에 진공조건을 유지시킬 수 있도록 개선하여 사용하였다.
한국의 헌법재판소와 미국의 연방대법원 모두 불명확한 법률로 인한 표현의 자유가 위축되는 것을 방지하기 위해 명확성 원칙을 위헌심사 기준으로 채택했다. 위헌심사 기준으로서 요구되는 명확성의 정도가 최고수준의 명확성이 아닌 "최소한의 명확성"이라는 점과 그러한 판단을 법관의 "제한적 해석"에 맡긴다는 점도 공통점이다. 헌법재판소는 법관의 보충적 해석을 통해 보다 명확하게 불법과 합법의 경계를 구분하게 했고, 미국 연방대법원도 법원이 한정해석(narrow construction)의 방법으로 법률적 의미와 범위를 명확하게 함으로써 위헌의 소지를 줄일 수 있다고 판결했다. 그런데 판례 비교 결과, 연방대법원은 표현의 자유를 침해하는 법적 규제에 대해서는 보다 높은 수준의 명확성을 요구한 반면, 헌법재판소는 오히려 명확성 판단기준을 완화하는 경우가 발견되었다. 연방대법원은 수정헌법1조를 침해할 여지가 있는 법조항은 "세밀하게 설정된, 합리적이고, 명확한 기준(narrowly drawn, reasonable and definite standards)"이 제시되어야 한다고 거듭 강조한 데 비해, 헌법재판소는 불명확한 법률조항으로 인해 표현의 자유 침해여지가 있다는 점을 인정하면서도, 그러한 규제를 통해 얻는 국가 사회적 이익이 더 크다는 이유로, 혹은 "부단히 변화하는 다양한 생활관계를 제대로 규율할" 필요가 있다는 이유로 명확성 원칙을 희석시키는 경향을 보이기도 했다.
본 논문에서는 무선 ad hoc 네트워크를 위한 위치정보 기반 에너지 고려 라우팅 프로토콜을 제안한다. 기존의 Greedy Perimeter Stateless Routing(GPSR)에서는 특정 노드에 트래픽이 부과되어 그 노드의 배터리 소모가 커지는 문제와 void 상황에 대하 문제점이 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 본 논문에서 제안한 Power Aware Greedy Perimeter Stateless Routing(PAGPSR) 프로토콜은 목적지까지 경로 설정 시 에너지 정보와 위치기반 정보를 기반으로 경로를 설정하여 기존 GPSR에서의 문제점을 해결하였다. 본 논문은 다음 홉을 설정할 때에 두 가지 사항 즉, 에너지 잔량과 목적지까지의 거리를 고려하여 다음 홉을 설정하게 되고 void 상황에 직면하였을 때에 제안하는 Limited-Flooding 방식을 택하여 다음 홉을 설정한다. 제안한 프로토콜의 성능을 평가하기 위하여 본 논문에서는 ns-2를 사용하였으며, 성능 분석을 통해 GPSR과 비교하여 네트워크 수명이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
Measurements of bubble size and distribution in the surface layer of the sea, wind speed, and variation of ocean environments were made continually over a four-day period in an experiment conducted in the South Sea of Korea during 17-20 September 2007. Theoretical background of bubble population model indicates that bubble population is a function of the depth, range and wind speed and bubble effects on sound speed shows that sound speed varies with frequency. Observational evidence exhibited that the middle size bubble population fit the model very well, however, smaller ones can not follow the model probably due to their short lifetime. Meanwhile, there is also a hysteresis effect of void fraction. Observational evidence also indicates that strong changes in sound speed are produced by the presence of swarms of micro bubbles especially from 7 kHz to 50 kHz, and calculation results are consistent with the measured data in the high frequency band, but inconsistent in the low frequency band. Based on the measurements of the sound speed and high frequency transmission configuration in the bubble layer, we present an estimation of underwater acoustic channel capacity in the bubble layer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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