• 제목/요약/키워드: Energy Efficient Design Techniques

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u-City IT 인프라구축의 효율적인 추진을 위한 요구사항 분석 및 대응방안 연구 (Analysis of needs and providing coping strategies for efficient promotion of the u-City IT Infra Construction)

  • 김정욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.2276-2283
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    • 2010
  • 본 연구는 u-City IT 인프라구축의 효율적인 추진을 위하여 만들어진 가이드라인에 대한 공무원들의 요구사항을 분석하고 이에 대한 대응방안을 제시하였다. 연구방법은 혼합방법론(mixed method) 중 설명설계(explanatory design)를 사용하였다. 연구결과 응답자들은 구축절차에 따른 각종 법/제도와 이해하기 쉬운 기술관련 내용 뿐만 아니라 각종 참조모델 제시 등을 새로운 가이드라인에 요구하였다. 본 연구는 해당 연구결과에 근거한 정책적 함의를 제시하였다.

무선 센서 네트워크에서 효율적인 에너지 관리를 위한 분산형 클러스터링 알고리즘 설계 (Design of Dispersed Clustering Algorithm for Efficient Energy Management in Wireless Sensor Network)

  • 전민호;강철규;오창헌
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.839-842
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    • 2011
  • 최근 무선 센서노드의 에너지 제약을 해결하기 위해 에너지 하비스팅 기반 무선 센서 네트워크에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 에너지 하비스팅 기반 무선 센서 네트워크는 태양열, 풍력, 지력 에너지 등의 환경 에너지를 센서 노드의 전력으로 사용하여 노드의 생존 시간을 향상시키는 기술이다. 이러한 에너지 하비스팅 환경에서 기존의 에너지가 제약된 환경을 배경으로 개발된 라우팅 프로토콜을 사용할 경우, 하비스팅 장치로부터 축적되는 에너지가 경로 설정 시 반영되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 분산되지 않은 경로들은 네트워크의 수명을 단축하게 된다. 따라서 본 논문에서는 각 노드간의 경로를 분산시키는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이터를 통해 제안하는 알고리즘을 사용했을 경우 노드의 경로가 다양하게 반영되는 것을 보여주었다.

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An Energy Efficient Interference-aware Routing Protocol for Underwater WSNs

  • Khan, Anwar;Javaid, Nadeem;Ali, Ihsan;Anisi, Mohammad Hossein;Rahman, Atiq Ur;Bhatti, Naeem;Zia, Muhammad;Mahmood, Hasan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권10호
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    • pp.4844-4864
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    • 2017
  • Interference-aware routing protocol design for underwater wireless sensor networks (UWSNs) is one of the key strategies in reducing packet loss in the highly hostile underwater environment. The reduced interference causes efficient utilization of the limited battery power of the sensor nodes that, in consequence, prolongs the entire network lifetime. In this paper, we propose an energy-efficient interference-aware routing (EEIAR) protocol for UWSNs. A sender node selects the best relay node in its neighborhood with the lowest depth and the least number of neighbors. Combination of the two routing metrics ensures that data packets are forwarded along the least interference paths to reach the final destination. The proposed work is unique in that it does not require the full dimensional localization information of sensor nodes and the network total depth is segmented to identify source, relay and neighbor nodes. Simulation results reveal better performance of the scheme than the counterparts DBR and EEDBR techniques in terms of energy efficiency, packet delivery ratio and end-to-end delay.

자동미분을 이용한 뼈대구조의 다단계 다목적 최적설계 (Multi-Level and Multi-Objective Optimization of Framed Structures Using Automatic Differentiation)

  • Cho, Hyo-Nam;Min, Dae-Hong;Lee, Kwang-Min;Kim, Hoan-Kee
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2000년도 봄 학술발표회논문집
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    • pp.177-186
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    • 2000
  • An improved multi-level(IML) optimization algorithm using automatic differentiation (AD) for multi-objective optimum design of framed structures is proposed in this paper. In order to optimize the steel frames under seismic load, two main objective functions need to be considered for minimizing the structural weight and maximizing the strain energy. For the efficiency of the proposed algorithm, multi-level optimization techniques using decomposition method that separately utilizes both system-level and element-level optimizations and an artificial constraint deletion technique are incorporated in the algorithm. And also to save the numerical efforts, an efficient reanalysis technique through approximated structural responses such as moments, frequencies, and strain energy with respect to intermediate variables is proposed in the paper. Sensitivity analysis of dynamic structural response is executed by AD that is a powerful technique for computing complex or implicit derivatives accurately and efficiently with minimal human effort. The efficiency and robustness of the IML algorithm, compared with a plain multi-level (PML) algorithm, is successfully demonstrated in the numerical examples.

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동특성 민감도 해석을 이용한 전단형 철골구조물의 다목적 다단계 최적설계 (Multi-Objective and Multi-Level Optimization for Steel Frames Using Sensitivity Analysis of Dynamic Properties)

  • Cho, Hyo-Nam;Chung, Jee-Seung;Min, Dae-Hong;Kim, Hyun-Woo
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.333-342
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    • 1999
  • An improved optimization algorithm for multi-objective and multi-level (MO/ML) optimum design of steel frames is proposed in this paper. In order to optimize the steel frames under seismic load, two main objective functions need to be considered for minimizing the structural weight and maximizing the strain energy. For the efficiency of the proposed method, well known multi-level optimization techniques using decomposition method that separately utilizes both system-level and element-level optimizations and an artificial constraint deletion technique are incorporated in the algorithm. And also dynamic analysis is executed to evaluate the implicit function of structural strain energy at each iteration step. To save the numerical efforts, an efficient reanalysis technique through sensitivity analysis of dynamic properties is unposed in the paper. The efficiency and robustness of the improved MOML algorithm, compared with a plain MOML algorithm, is successfully demonstrated in the numerical examples.

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국내하수처리장 자외선소독조 운영실태 및 기술동향 (WTP UV Disinfection System)

  • 이진영;김영태;이태제
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.126-132
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    • 2005
  • UV disinfection system allows the disinfection of municipal and industrial water and wastewater without the use of expensive chlorination and dechlorination techniques, labor intensive equipments In traditional ultraviolet systems the UV lamps are seperated from water by quartz sleeves. quartz is one of. the few materials that is virtually transparent to UV light, the UV lamp is placed inside the Quartz sleeve. UV light from the lamp is passed through the quartz and into the water, thereby providing disinfection. In fluoropolymer tube-used non-contact UV systems, the water flows through fluoropolymer plastic tubes. banks of UV lamps surround these tubes such that each tube gets exposed to ultra violet light from all sides. in non-contact design the lamps operates at almost constant temperature. this design is extremly efficient in the utilization of UV energy and superior to conventional contact- systems.

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전압-주파수-구역을 고려한 에너지 최적화 네트워크-온-칩 설계 방법론 (Voltage-Frequency-Island Aware Energy Optimization Methodology for Network-on-Chip Design)

  • 김우중;권순태;신동군;한태희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권8호
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    • pp.22-30
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    • 2009
  • 네트워크 온 칩 (Network-on-Chip, NoC) 기술은 기존 시스템-온-칩(System-on-Chip, SoC) 설계에서 IP 블록 수 증가와 이에 수반된 상호 연결 네트워크 복잡화 및 데이터 대역폭 제한 등의 문제점을 해결하기 위한 새로운 설계 패러다임이다. 더불어 동작 주파수 증가에 따른 급격한 전력 소모 클럭 신호의 분배와 동기화 문제 역시 중요한 이슈이며, 이에 대한 대안으로 광역적으로는 비동기, 국부적으로는 동기식 (Globally Asynchronous Locally Synchronous, GALS) 인 시스템 설계 방법론이 저전력 기술과 결합되어 에너지 소모를 줄이고 모듈적인 설계를 위해서 고려되어 왔다 GALS 방식의 설계 스타일은 정밀한 시스템 수준 전력 관리를 적용하기 위해 최근 소개되고 있는 전압 주파수 구역 (Voltage-Frequency-Island, VFI) 의 개념과 매우 잘 어울린다. 본 논문에서는 VFI를 적용한 NoC 시스템에서 최적의 전압선택을 통해 에너지 소모를 최소화하는 효율적인 알고리즘을 제시한다. 최적의 코어(또는 처리 소자) 전압과 VFI를 찾기 위해 통신량을 고려한 코어 그래프 분할, 통신-경쟁 시간을 고려한 타일 매핑, 전력 변화량을 고려한 코어의 동적 전압 조절 그리고 효율적인 VFI 병합 및 VFI 동적 전압 재 조절을 포함한다. 본 논문에서 제안한 설계 방법론은 기존 연구결과 대비 평균적으로 10.3%의 에너지 효율 향상이 있다는 것을 실험 결과를 통해 보여준다.

무선 센서 네트워크를 위한 효율적인 클러스터링 기법 (An Efficient Clustering Mechanism for WSN)

  • 이진우;모하매드 바니아타;홍지만
    • 스마트미디어저널
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    • 제6권4호
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    • pp.24-31
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    • 2017
  • 무선 센서 네트워크에서는 원격의 열악한 환경에 센서 노드들이 배치된다. 이러한 네트워크에서 센서 노드의 전원이 모두 소모되면, 사람의 생명을 구할 수도 있는 센서 네트워크의 품질 및 성능 저하와 함께 센서 노드들은 쓸모가 없게 된다. 따라서 에너지 소비 개선 및 센서 네트워크의 수명 연장에 관련된 수 많은 클러스터링 프로토콜들이 제안되었으나 대부분의 기존 연구들의 기법들은 클러스터 헤드의 오버헤드 상당히 크다. 센서 노드의 전력 제한과 클러스터 헤드의 오버헤드 문제 때문에 각 노드의 에너지 소비를 최소화하며 네트워크 수명을 최대화하는 라우팅 프로토콜을 설계하는 것은 중요하다. 따라서 본 논문에서는 클러스터 헤드의 부담을 줄여주며 에너지 소비를 최소화하는 라우팅 알고리즘과 네트워크 수명을 최대화할 수 있는 알고리즘을 적용한 효율적인 클러스터링 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 클러스터링 기법이 에너지 균형을 향상시켰으며, 유사한 역할을 하는 기법들과 비교하였을 때 네트워크 수명이 연장됨을 보여준다.

무선 홈 네트워크 환경에서 Go-back-N ARQ 프로토콜을 적용한 에너지 효율적인 시스템의 성능에 대한 연구 (A Study on the Performance of Energy-efficient System with Go-back-N ARQ Protocol in Wireless Home Network Environment)

  • 노재성
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 전통적인 무선 통신 시스템에서 주된 전력의 소모는 송신 전력이다. 따라서 최근에는 에너지가 제한된 무선 네트워크에 대한 많은 연구가 집중되고 있다. 예를 들어, 다중입력 다중출력 구조나 다중 안테나 통신 기술은 무선 시스템 및 네트워크에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 무선 네트워크에서 Go-back-N ARQ 기법을 적용한 MISO 시스템의 비트 오율과 처리율 성능을 분석하였고 MISO 기반의 무선 네트워크에서 에너지 소모를 SISO 기반의 무선 네트워크와 비교하였다. 얻어진 결과를 통하여 스마트한 시스템 디자인으로 이루어진 무선 네트워크에서 Go-back-N ARQ 기법을 적용한 MISO 시스템의 적용가능성을 보여준다.

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계약망 프로토콜과 DEVS 모델링을 통한 센서네트워크 보안 모델의 설계 (Design of Sensor Network Security Model using Contract Net Protocol and DEVS Modeling)

  • 허수만;서희석
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.41-49
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    • 2008
  • Sensor networks are often deployed in unattended environments, thus leaving these networks vulnerable to false data injection attacks in which an adversary injects forged reports into the network through compromised nodes. Such attacks by compromised sensors can cause not only false alarms but also the depletion of the finite amount of energy in a battery powered network. In order to reduce damage from these attacks, several security solutions have been proposed. Researchers have also proposed some techniques to increase the energy-efficiency of such security solutions. In this paper, we propose a CH(Cluster Header) selection algorithm to choose low power delivery method in sensor networks. The CNP(Contract Net Protocol), which is an approach to solve distribution problems, is applied to choose CHs for event sensing. As a result of employing CNP, the proposed method can prevent dropping of sensing reports with an insufficient number of message authentication codes during the forwarding process, and is efficient in terms of energy saving.