• 제목/요약/키워드: Energy Transmission

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Artificial Intelligence Inspired Intelligent Trust Based Routing Algorithm for IoT

  • Kajol Rana;Ajay Vikram Singh;P. Vijaya
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권11호
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    • pp.149-161
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    • 2023
  • Internet of Things (IoT) is a relatively new concept that has gained immense popularity in a short period of time due to its wide applicability in making human life more convenient and automated. As an illustration: the development of smart homes, smart cities, etc. However, it is also accompanied by a substantial number of risks and flaws. IoT makes use of low-powered devices, so secure, less time-consuming and energy-intensive transmission (routing) of messages due to the limited availability of energy is one of the many and most significant concerns for IoT developers. The following paper presents a trust-based routing scenario for the Internet of Things (IoT) that exploits the past transmission record from the cupcarbon simulator's log files. Artificial Neural Network is used to quantify knowledge of trust, calculate the value of trust, and share this information with other network devices. As a human behavioural pattern, trust provides a superior method for making routing decisions. If there is a tie in the trust values and no other path is available, the remaining battery power is used to break the tie and make a forwarding decision; this is also seen as a more efficient use of the available resources. The proposed algorithm is observed to have superior energy consumption and routing decisions compared to conventional routing algorithms, and it improves the communication pattern.

수중 센서 네트워크를 위한 채널 특성기반의 협력 통신 기법 (Cooperative Communication Scheme Based on channel Characteristic for Underwater Sensor Networks)

  • 지용주;최학희;이혜민;김동성
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권6호
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    • pp.21-28
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    • 2016
  • 본 논문은 수중 음파 센서 네트워크의 패킷 전송률을 높이고 에너지 소모량을 줄이기 위한 협력 전송 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 각 노드에서 가상 안테나 배열이라고 부르는 분산 안테나들이 같은 패킷들을 전송하고, 수신노드에서는 수신된 패킷들을 결합하여 패킷 손실률을 낮춘다. 따라서 높은 전송 손실, 전파 지연 및 주위 잡음과 같은 수중 채널의 고유 특성을 고려한 채널 특성 기반의 협력 전송 기법은 중계노드들을 통한 높은 다이버시티 이득을 제공하여 수중 음파 센서 네트워크의 신뢰성을 향상시킨다. 또한 송신노드에서 채널 상태, 거리 비용, 각 노드 당 남은 에너지를 고려하여 이웃노드들 중에서 목적지와 중계노드를 선택하는 알고리즘을 제안한다. 모의실험 결과는 OPNET Moduler를 통해 제안된 방법의 평균 에너지 소비, 패킷 전달 비율, 응답 시간 측면에서 비-협력 기법 및 SPF(Shortest Path First) 기법보다 향상된 성능을 보여준다.

A New Support Vector Machine Model Based on Improved Imperialist Competitive Algorithm for Fault Diagnosis of Oil-immersed Transformers

  • Zhang, Yiyi;Wei, Hua;Liao, Ruijin;Wang, Youyuan;Yang, Lijun;Yan, Chunyu
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권2호
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    • pp.830-839
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    • 2017
  • Support vector machine (SVM) is introduced as an effective fault diagnosis technique based on dissolved gases analysis (DGA) for oil-immersed transformers with maximum generalization ability; however, the applicability of the SVM is highly affected due to the difficulty of selecting the SVM parameters appropriately. Therefore, a novel approach combing SVM with improved imperialist competitive algorithm (IICA) for fault diagnosis of oil-immersed transformers was proposed in the paper. The improved ICA, which is proved to be an effective optimization approach, is employed to optimize the parameters of SVM. Cross validation and normalizations were applied in the training processes of SVM and the trained SVM model with the optimized parameters was established for fault diagnosis of oil-immersed transformers. Three classification benchmark sets were studied based on particle swarm optimization SVM (PSOSVM) and IICASVM with four multiple classification schemes to select the best scheme for transformer fault diagnosis. The results show that the proposed model can obtain higher diagnosis accuracy than other methods. The comparisons confirm that the proposed model is an effective approach for classification problems.

An Experimental and Numerical Study of Corona in a Cage with Sandy and Dusty Flow in High Altitude Area

  • Lv, Yukun;Ge, Zekun;Liu, Yunpeng;Zhu, Lei;Wei, Shaoke
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권4호
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    • pp.1726-1733
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    • 2015
  • In order to study the effect of the high-altitude and dusty weather in northwest of China on the corona characteristics of transmission lines, a corona caged based experimental system with sandy and dusty flow condition is numerically investigated and designed. This system overcomes the difficulties caused by harsh environment and offers easy usage for off-site tests. The design parameters are mainly determined by the characteristics of strong sandstorm in northwest region and test requirements. By the comparison of numerical simulation of the particle diffusion in four programs with rectangular or circular air-duct, a practical technology, which introduces swirl to control the particle diffusion length, is obtained. Accordingly, the structure of round air-duct with swirl elbow in inlet and outlet of high level segment is selected as final program. Systems of control and measurement are designed at the same time. Field tuning results show that the test system could ensure the range of sandy and dusty coverage. The wind speed, sandy and dusty concentration could be controlled and meet the requirements of accuracy. The experimental system has many features, such as simple structure, easy to be assembled, disassembled, transported and operated, small space occupied.

한국산 석면의 산 용해도 평가 연구 (Assessment of Acid Solubility Test on Korean Asbestos by Transmission Electron Microscope Equipped with Energy Dispersive X-ray Spectrometer)

  • 정용현;한정희
    • 한국산업보건학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.146-151
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    • 2014
  • Objectives: Chrysotile is mineralogically distinct from amphiboles, displaying a notably different chemical structure. The thin sheets that form chrysotile fiber lead to the ability of the lung/macrophage system to decompose the chrysotile fibers. This study was performed in order to compare the physicochemical characteristics of Korean asbestos with those of Canadian amphiboles. Materials: An acid solubility test for each test substance was done to compare pH 4.5 and pH 1.2 distilled water. Asbestos fibers which had been placed in acid solutions for five days, five weeks and weeks were analyzed with a transmission electron microscope equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer (TEM-EDS). Results: The composition element (Mg) of Korean chrysotile, Korean anthophyllite and Canadian amosite significantly decreased from 5 days and also decreased significantly after 5 weeks and 10 weeks. Only the composition (Mg) of Canadian crocidolite did not change under any conditions. From 5 days, the Mg of Korean chrysotile, Korean anthophyllite and Canadian amosite were significantly lower than before the acid treatment, but there were no changes over time or by the pH of the acid solutions. Particularly after 10 weeks, the composition (Mg) of Korean chrysotile in the pH 1.2 acid solution showed a rapid reduction of 15.86%. Conclusions: Korean chrysotile was very weak in an acid environment, beginning to show significant changes after 5 days. The Mg component rapidly decreased after 10 weeks in the pH 1.2 acid solution.

해저면의 에너지 감쇠를 고려한 불투과 잠제의 파랑특성해석 (Analysis on the Wave Characteristics of Submerged Breakwater Considering Energy Dissipation of Seabed)

  • 김남형;양순보;박민수;김상진
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.131-136
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    • 2004
  • 본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 투과 저면위의 불투과성 잠제에 의한 투과율을 수치해석 하였다 해석기법으로는 유체와 투과성 영역을 동시에 해석할 수 있는 파압함수를 사용하였으며, 이론적으로 간단히 하기 위해, 투과성영역내의 파랑의 운동은 선형소산계수와 부가질량계수를 도입하여 정식화하였다. 투과 해저면 위를 진행하는 파랑은 진폭이 감쇠하면서 진행하는 것을 알 수 있었다. 그리고 투과율은 전체적으로 불투과 저면에 비해 투과 저면에서 작아지는 것을 알 수 있었으며, 잠제의 폭과 높이의 변화에 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

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대형 센서네트워크에서 멀티홉 전송을 이용한 데이터 수집 프로토콜 (A Data Gathering Protocol for Multihop Transmission for Large Sensor Networks)

  • 박장수;안병철
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제37권1호
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    • pp.50-56
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    • 2010
  • 이 논문은 대규모 무선 센서 네트워크의 전체 운영 시간을 늘이기 위해 모바일 싱크를 이용한 효율적인 데이터 수집 방법을 제안한다. 클러스터링을 통해 센서 네트워크를 나눈 다음 모바일 싱크가 각 클러스터를 방문하여 데이터를 수집한다. 모바일 싱크와 클러스터 헤드 사이의 메시지 전달을 통해 에너지 소비 효율은 높이며 모바일 싱크의 단점인 데이터 수집 시간을 최소화할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 네트워크 확장성을 위해 센서 네트워크 구조는 클러스터내에서 싱글 홉 전송보다는 멀티홉 전송을 지원해야 한다. 멀티홉 전송시 발생하는 중간 노드의 과도한 에너지 소비를 개선하기 위해 주행 경로와 연계된 데이터 병합 과정을 제안한다. 실험결과는 제안 모델이 기존 방법들보다 에너지 소비 및 데이터 수집 시간 측면에서 효율적임을 보여준다.

무선 센서 네트워크에서 수신구간 분산 배치를 통한 전송지연 감소 방안 (A Solution for Reducing Transmission Latency through Distributed Duty Cycling in Wireless Sensor Networks)

  • 김준석;권영구
    • 한국ITS학회:학술대회논문집
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    • 한국ITS학회 2007년도 제6회 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.225-229
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    • 2007
  • 최근에 무선 센서 네트워크는 여러 분야에서 다양하게 활용되고 있으며 간단한 환경 모니터링 시스템에서부터 기계, 구조물, 교량, 비행기와 같은 모션 모니터링과 군사, 텔레매틱스와 같은 정보량이 많고 복잡한 시스템에 적용이 시도되고 있다. 따라서 간단한 역할만 수행하면서 저 전력으로 오랜 시간 동안 운용을 목표로 해온 무선 센서 네트워크는 어려운 작업을 수행하도록 요구되고 있다. 일반적으로 무선 센서 네트워크의 MAC 프로토콜들은 주기적으로 sleep / wake를 반복하여 필요한 에너지 소비를 줄이며 이를 Duty Cycling이라고 한다. 하지만 이러한 Duty Cycling은 sleep 구간 동안에 전송할 수 없어서 홉(Hop)이 늘어날수록 전송지연이 증가하는 단점이 있다. 이러한 전송지연은 비행기 날개, 군사, 텔레매틱스 등의 복잡한 시스템이나 교통사고위험 감지 경고 시스템과 같이 빠른 데이터 처리가 필요한 시스템에서 큰 문제점이 될 수 있다. 본 논문에서는 수신 구간을 분산 배치 알고리즘(Distributed Duty Cycling, DDC)을 통하여 무선 센서 네트워크 MAC(Media Access Control) 프로토콜에서 발생하는 전송지연을 크게 줄이는 기법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 CC2420DBK를 이용한 필드 테스트를 통해서 검증되었으며 실험 결과를 통해서 DDC 알고리즘을 통해서 전송지연을 크게 줄이고 에너지 소비 또한 감소한다는 것을 확인 할 수 있다.

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Energy Efficiency Analysis and Optimization of Multiantenna Heterogeneous Cellular Networks Modeled by Matérn Hard-core Point Process

  • Chen, Yonghong;Yang, Jie;Cao, Xuehong;Zhang, Shibing
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권8호
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    • pp.3366-3383
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    • 2020
  • The Poisson point process (PPP) is widely used in wireless network modeling and performance analysis because it can provide tractable results for heterogeneous cellular networks (HetNets) analysis. However, it cannot accurately reflect the spatial distribution characteristics of the actual base stations (BSs). Considering the fact that the distribution of macro base stations (MBSs) is exclusive, the deployment of MBSs is modeled by the Matérn hard-core point process (MHCPP), and the deployment of pico base stations (PBSs) is modeled by PPP. This paper studies the performance of multiantenna HetNets and improves the energy efficiency (EE) of HetNets by optimizing the transmit power of PBSs. We use a simple approximate method to study the signal-to-interference ratio (SIR) distribution in two-tier MHCPP-PPP HetNets and derive the coverage probability, average data rate and EE of HetNets. Then, an optimization algorithm is proposed to improve the EE of HetNets. Finally, three transmission technologies are simulated and analyzed. The results show that multiantenna transmission has better system performance than single antenna transmission and that selecting the appropriate transmit power for a PBS can effectively improve the EE of the system. In addition, two-tier MHCPP-PPP HetNets have higher EE than two-tier PPP-PPP HetNets.

무선 바이오센서 네트워크에서 에너지 효율을 고려한 해충 감지 시스템을 구축하기 위한 프로토콜 (An Energy-Efficient Protocol For Detecting Injurious Insect in Wireless Bio Sensor Networks)

  • 유대현;이주상;안병구;김남수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.29-34
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    • 2008
  • 본 논문에서는 무선 바이오센서 네트워크를 이용하여 에너지 효율을 고려한 홈 네트워크 해충 감지 시스템 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜의 기본 아이디어 및 특징은 다음과 같다. 첫째, 소스와 목적지 사이의 경로를 설정하기 위한 에너지 효율과 안정성 기반의 시분할적인 트리 구조 경로 설정방법. 둘째, 멀티홉을 이용한 방향성이 있는 Data Gathering 구조이다. 설정된 트리구조의 경로위로 패킷 데이터를 전송 할 때 전력 절약 및 경로의 lifetime을 효과적으로 지원하기 위해서 선택적 플러딩을 사용한다. 이로 인해 각 노드의 전력을 절약하고 전송 지연(transmission delay)를 줄임으로써 전체 네트워크의 lifeime이 향상되고 홈 네트워크상의 효율성이 향상된다. 제안된 프로토콜의 성능평가는 OPNET(Optimized Network Engineering Tool)을 사용하여 이루어진다.

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