• 한국통신학회논문지
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• 제34권11B호
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• pp.1200-1206
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• 2009

본 논문에서는 유비쿼터스 센서네트워크(USN, Ubiquitous Sensor Network) 환경을 위한 에너지 효율적 상황인 식 매체접근제어(MAC, Medium Access Control) 프로토콜을 제안한다. 제안한 CASMAC(Context Aware Sensor MAC)은 상황정보를 이용하여 에너지 효율적으로 동작한다. CASMAC의 동작원리는 사전에 예측 가능한 상황을 시나리오로 작성하여 설정한 상황정보를 서버에 저장하며, 특정 센서 노드에서 이벤트가 발생할 경우, 그 이후부터 3회의 샘플 데이터를 서버로 전송한다. 서버는 전송 받은 샘플 데이터를 기 설정된 상황정보에 따라 처리한다. 만약 샘플 데이터가 이벤트로 처리되면, 서버는 해당 노드로 지속적인 데이터 전송 요청 신호를 보내 데이터를 전송 받고, 데이터 전송을 더이상 원하지 않으면 데이터 전송 중지 요청 신호를 보낸다. 또한 이벤트가 아니라고 처리할 경우에는, 무응답을 통해 샘플 데이터를 무효 처리한다. CASMAC의 성능 분석을 위해, 에너지 소모 테이블을 작성하여 에너지 소모 모델을 도출하였고, 모의 실험을 수행하였다. 그 결과 SMAC 대비 약 5.7 퍼센트의 에너지 소모 감소를 통한 성능 개선 효과를 얻었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권2호
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• pp.149-157
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• 2008

제한된 배터리를 갖는 노드로 구성되는 무선 센서 네트워크에서는 에너지 효율적인 MAC 프로토콜의 연구가 활발히 진행되고 있으며 낮은 듀티 사이클 동작이 에너지 소모를 줄이는 효과적인 방법으로 널리 사용되고 있다. 낮은 듀티 사이클을 사용하는 MAC 프로토콜에서 불필요한 에너지 소모 및 지연을 줄이고 전송률을 향상시키기 위해 Short Preamble 기법이 제안되었지만 송신 노드간의 경쟁을 충분히 고려하지 않아 불공정한 경쟁의 문제가 발생할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Short Preamble에 우선순위 정보를 추가하여 수신 노드에서 적절히 송신 노드를 선택할 수 있는 Preamble Counting기법을 제안하였다. Preamble Counting을 사용함으로써 송신 노드간의 에너지 소모 및 패킷 전송률의 균형을 이룰 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.445-448
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• 2007

본 논문에서는 WSN(Wireless Sensor Networks)을 구성함에 있어 에너지 소비효율이 우수한 MAC 프로토콜을 제안하고자 한다. WSN은 매우 작은 크기의 단말에 무선통신모듈, MPU, 센싱모듈 등을 탑재하고 환경데이터를 측정하며 이를 자가망 구성을 통해 수신단으로 전송하는 기술을 말한다. 이러한 WSN에서 사용되는 단말은 에너지자원이 한정적인 단점이 있으며, 이를 극복하기 위한 효율적인 네트워크 운영이 최근 주요 이슈로 등장하고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 S-MAC을 개선하여 네트워크를 구성하는 단말들이 보다 효율적으로 에너지를 소모하도록 유도함으로써 네트워크 상태에 맞는 스케줄링과 데이터 전송이 이루어지게 하는 방법을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.580-581
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• 2018

에너지 하베스팅 무선센서네트워크에서 end-to-end delay를 줄이기 위해 멀티홉 라우팅기법을 적용한 매체접근제어 프로토콜 들이 연구되었다. 실제 환경에서는 소비되는 에너지 보다 충분히 많은 에너지 수집이 어려운 상황이 많이 발생하게 된다. 따라서 멀티홉 전송에서 전력이 고갈되지 않고 노드들이 안정적으로 데이터를 릴레이 할 수 있도록 하는 MAC프로토콜의 설계가 요구된다. 본 논문에서는 네트워크 수명을 증가시키기 우해 잔여전력과 에너지 수집율에 따라 릴레이노드를 선택할 수 있는 전력효율적인 MAC프로토콜을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 성능을 비교분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권1호
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• pp.123-140
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• 2011

In this paper, we propose an Energy Efficient Media Access Control (EE-MAC) protocol for wireless sensor networks. The proposed scheme is designed to save power consumption and guarantee quality-of-service for real-time traffic. EE-MAC uses the superframe structure which is bounded by the transmission of a beacon frame and can have an active and an inactive portion. The active period is divided into the contention free period (CFP) for real-time traffic transmission and the contention access period (CAP) for non-real-time traffic transmission. We propose the exclusively allocated backoff scheme which assigns a unique backoff time value to each real-time node based on bandwidth allocation and admission control. This scheme can avoid collision between real-time nodes by controlling distributed fashion and take effect a statistical time division multiple access. We also propose the algorithm to change the duty cycle adaptively according to channel utilization of media depending on network traffic load. This algorithm can prolong network lifetime by reducing the amount of energy wasted on idle listening.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권2호
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• pp.81-91
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• 2008

현재 무선 환경통신에서 점차 고갈되어가는 주파수를 효율적으로 사용하기 위해서 새로운 접근 방법이 개발되었다. Cognitive Radio는 디바이스가 동작하는 환경의 정보에 근거하여 자신의 송수신 방법을 바꿀 수 있는 장비를 말한다. 현재 무선 모바일 디바이스를 대상으로 하는 무선통신표준들은 절전모드에 대해서 다루고 있으며, 대부분 전력절감을 위하여 데이터 송신과 수신에 대한 전원을 차단하는 방법을 이용한다. 하지만 Cognitive Radio 환경에서는 모든 디바이스들이 채널을 검색하기 위해서 Quiet Period를 두고 있으며, 기존의 에너지 절감 방법으로는 Cognitive Radio 환경에 응용하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 Cognitive Radio 환경에서 무선 모바일 디바이스를 위한 에너지 효율적인 MAC 프로토콜을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 일반적으로 사용되는 에너지관리 방법과 제안한 방법을 비교하여 성능이 향상되었음을 확인한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권5호
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• pp.510-517
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• 2010

In this paper, an adaptive MAC protocol (variable load adaptive (VLA)-MAC) is proposed for wireless sensor networks. This protocol can achieve high energy efficiency and provide low latency under variable-traffic-load conditions. In the case of VLA-MAC, traffic load is measured online and used for adaptive adjustment. Sensor nodes transmit packets in bursts under high load conditions to alleviate packet accumulation and reduce latency. This also removes unnecessary listen action and decreases energy consumption in low load conditions. Simulation results show that the energy efficiency, latency, and throughput achieved by VLA-MAC are higher than those achieved by some traditional approaches.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권4호
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• pp.326-336
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• 2008

무선 센서 네트워크의 연구는 이벤트 기반과 주기적 모니터링 기반이라는 두 가지 응용의 형태에 맞추어 진행되었다. 두 가지 응용의 핵심적인 요구 사항은 다르지만 안정적인 운용을 위해 공통적으로 낮은 전송 지연의 요구가 존재한다. 하지만 기존의 무선 센서 네트워크의 프로토콜은 에너지 효율성을 중심으로 연구가 진행되었기 때문에 전송 지연에 대한 고려가 부족하였다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 MAC 프로토콜인 RA-MAC(RTS Aggregation-Media Access Control) 프로토콜을 제안하였다. RA-MAC 프로토콜은 새로운 채널 접근 기법 및 RTS Aggregation 기법에 의해 에너지 효율성과 낮은 전송 지연을 이룰 수 있고 수신 노드의 전송 스케줄링에 의해 이벤트 기반과 주기적 모니터링 기반 응용의 요구 사항을 동시에 만족시킬 수 있다. 실험을 통해 RA-MAC 프로토콜은 기존에 제안된 에너지 효율적인 MAC 프로토콜과 비슷한 에너지 효율을 보이면서 좀 더 낮은 전송 지연을 이루고 전송률을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.41-42
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• 2007

DMAC is an energy efficiency and low latency protocol designed for data gathering tree structures. However, it causes the funneling effect which is many-to-one traffic patterns in tree structures, consequently, results in packet collisions, losses, and energy consumptions in low depth nodes. In this paper, we present an energy efficient MAC protocol with fairness-based scheduling to avoid the funneling effect of DMAC protocol. By using traffic information from children nodes, our protocol dynamically adjusts duty cycles of last-depth nodes to mitigate overloaded packets in the vicinity of the sink node. Therefore, we expect our protocol to save more energy and achieve better packet delivery ratio, compared to DMAC protocol.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.229-237
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• 2005

무선 센서 네트워크 연구의 중요한 이슈 중의 하나는 에너지의 호율적인 사용을 통해 네트워크를 구성하는 노드들의 생존시간(life time)을 연장하는 것이다. 이미 발표된 기존의 LEEM 프로토콜은 노드의 활성화 주기 이하의 전송 시간을 갖는 작은 패킷과 활성화 주기에 두 배 이상의 전송 시간을 갖는 큰 패킷을 전송할 때 예약된 노드는 불필요한 활성화 시간이 발생하게 된다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크환경에서 패킷의 크기에 따라 다음 홉의 예약 시점을 조절하여 예약된 노드의 불필요한 활성화 시간을 줄여 에너지 효율을 보다 더 높일 수 있는 예약기법을 이용한 에너지-효율 MAC(EEMR)프로토콜을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법의 성능을 평가하였다. 본 논문의 모의실험 결과를 통해 EEMR 프로토콜을 사용함으로서 기존의 LEEM 프로토콜 보다 에너지 효율이 약15% 이상 증가함을 확인하였다.