• 전자공학회논문지
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• 제49권9호
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• pp.27-34
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• 2012

오늘날 ICT 네트워크에서 에너지 소모는 전체 에너지 소모의 10% 내외로 가까운 미래에 에너지가 현저하게 증가 할 것이다. 그러한 이유로 ICT 네트워크에서 에너지를 절약하려는 연구가 상당히 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서 네트워크 레벨에서 네트워크 품질을 보장하면서 에너지 절약이 가능한 방법을 검토한다. 네트워크를 구성하는 노드와 링크는 에너지 프로파일에 따라 에너지가 소모된다고 가정하였다. 특히 IP 네트워크에서, 다양한 에너지 프로파일 모델을 기본으로 하여 네트워크가 소모하는 에너지 모델을 정식화하고, IP 네트워크 품질을 만족하면서 에너지 절약이 가능한 energy-aware QoS 라우팅 방안을 제시하고 검토한다. 본 논문에서 시뮬레이션을 이용하여, 에너지 프로파일에 따라 IP 네트워크가 소모하는 에너지의 차이가 크며, 적절한 에너지 프로파일 모델을 개발한다면 에너지 절약이 가능함을 보여 준다. 또 IP 네트워크의 품질을 유지하면서 에너지 절약이 가능한 energy-aware QoS 라우팅 중 min_used_path(MP) heuristic을 이용한 방법이 네트워크의 노드 및 링크의 감소율이 다른 방법에 비해 우수하고, 에너지 절약 효과가 다른 방법에 비해 우수함을 분명히 한다. 따라서 결론적으로 본 논문에서는 energy-aware QoS 라우팅의 한 방법인 min_used_path(MP) heuristic을 적용하여 네트워크 품질 유지하면서 에너지를 절약 할 수 있음을 확인 하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.9-21
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• 2016

IP 네트워크에서 에너지 소모를 줄이기 위해 다양한 방법이 연구 되어 왔다. 본 논문에서는 다양한 에너지 프로파일을 갖는 IP 네트워크에서 2단계 라우팅 방식을 제시하고, 그 특성을 분석한다. 단계1의 라우팅 방식에서는 에너지 절약을 위해 기존 코스트 외에 에너지 코스트를 고려한 OSPF 라우팅이고, 단계2에서는 가능한 많은 코아 노드를 sleep 상태로 만든 후, sleep 노드로 영향을 받는 경로만 재 라우팅 하는 방식을 적용한다. 이때 단계2에서 에너지 절약 특성과 네트워크 레벨의 QoS 보장을 위한 방법으로, 재 라우팅 시 허용 가능한 증가 홉 수와 링크 및 노드의 이용률을 제한함으로써 에너지 효율 개선 및 네트워크 레벨의 지연 특성을 동시에 만족시킬 수 있다는 것을 확인한다. 또 sleep 모드로 둘 코아 노드를 선정하는 방법에 따라 에너지 절약 효율 및 지연 특성이 다르며, MP (minimum_path)에 기초하여 sleep 상태로 만들 코아 노드를 선정하는 방식이 우수함을 나타낸다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.258-264
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• 2010

Ad-hoc 네트워크를 구성하는 정보단말노드 의 가용전력은 노드의 크기나 무게 등의 제약에 따라 제한을 받게 되는데 이는 네트워크에서의 심각한 제약조건이 된다. 따라서 노드간의 전송경로를 구성할 때 효율적인 전력소비를 고려할 수 있도록 노드의 전력조건을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 멀티미디어 데이터 전송에 필요한 대역폭 요구조건을 만족하면서 소스노드로부터 목적노드까지의 전송에 필요로 하는 전력소비를 최소화 하는 QoS 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 라우팅 방식의 성능을 시뮬레이션으로 평가하여 노드의 전력소모를 줄이고 네트워크 수명 이 기존의 QoS 라우팅에 비교하여 개선되었음을 확인하였다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권8호
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• pp.121-136
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• 2023

Wireless Sensor Networks (WSNs) have many potential applications and unique challenges. Some problems of WSNs are: severe resources' constraints, low reliability and fault tolerant, low throughput, low scalability, low Quality of Service (QoS) and insecure operational environments. One significant solution against mentioned problems is hierarchical and clustering-based multipath routing. But, existent algorithms have many weaknesses such as: high overhead, security vulnerabilities, address-centric, low-scalability, permanent usage of optimal paths and severe resources' consumption. As a result, this paper is proposed an energy-aware, congestion-aware, location-based, data-centric, scalable, hierarchical and clustering-based multipath routing algorithm based on Numerical Taxonomy technique for homogenous WSNs. Finally, performance of the proposed algorithm has been compared with performance of LEACH routing algorithm; results of simulations and statistical-mathematical analysis are showing the proposed algorithm has been improved in terms of parameters like balanced resources' consumption such as energy and bandwidth, throughput, reliability and fault tolerant, accuracy, QoS such as average rate of packet delivery and WSNs' lifetime.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.76-87
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• 2014

오늘날 ICT 네트워크에서 에너지 소모는 전체 에너지 소모의 10% 내외로, 가까운 미래에 에너지가 현저하게 증가 할 것으로 예측되고 있다. 본 논문에서는 네트워크 품질을 보장하면서 에너지 절감이 가능한 방법을 검토한다. IP 네트워크에서 처리하는 총 트래픽 량이 일정 값 이하가 될 때, 네트워크 내의 특정 링크를 sleep 상태로 하여, 링크 양단의 NIC(Network Interface Card)에서 소모되는 에너지를 절감시키는 방안이다. 본 논문에서는 sleep 상태로 둘 링크를 최대한 도출하고, 이로 인한 노드의 경로(SPT: Shortest Path Tree)변경이 최소화되도록 한다. 우선 target 링크를 선정하고, 선정된 target 링크가 sleep 상태로 두는 것이 가능한지를 위임/수탁 라우터 기반의 heuristic 라우팅 방안에 의해 결정하는 방법을 제안한다. 위임/수탁 라우터 기반의 heuristic 라우팅 방안에서, 시뮬레이션을 통해 min_used traffic 및 min_path의 입력 유형의 특성을 평가한다. Min_used traffic 입력을 이용한 heuristic 방식이 min_path 입력 방식에 비해 링크 절약 효율은 대체적으로 5% 정도 우수하지만, 각 노드의 SPT의 길이는 반대로 평균 약 0.2홉 정도 증가하고 있다. 그러나 이 두 방식은 random 입력 방식에 비해 링크 절약 효율과 SPT 경로 감소 면에서 상당히 우수하다. 또한 본 알고리즘 수행 중 링크 freezing 방법에 따라 링크 절약 효율이 최대 80% 정도 향상되므로 에너지 절감 효과가 크다. 따라서 본 논문에서 위임/수탁 라우터 기반의 heuristic 라우팅 방안을 적용하여 네트워크 품질 유지하면서 에너지를 절약 할 수 있음을 확인 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.23-29
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• 2011

무선 센서 네트워크는 응용에 따라 실시간 전송, 전송 보장 등의 QoS 요구 사항들을 필요로 한다. 동시에 무선 센서 네트워크의 에너지 제약을 감안한 에너지 효율성도 만족 시켜줘야 한다. 본 논문에서는 이러한 요구 사항들을 만족 시켜줄 수 있는 무선 센서 네트워크를 위한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 주변 노드의 정보만을 바탕으로 싱크 노드까지의 에너지 비용, 지연 시간, 신뢰성을 추정한다. 이 추정을 기반으로 경로를 선택하는 확률을 계산한다. 노드에서 패킷을 전송할 때 계산된 확률에 의해 다음 노드를 선택한다. 선택 확률은 싱크까지의 경로에 소모되는 에너지 비용과 반비례하도록 계산되기 때문에 에너지 비용이 적은 경로일수록 더 자주 선택된다. 실시간 전송을 위해서 제안 알고리즘은 패킷이 제 시간에 싱크까지 갈 수 있는 경로들 중에 선택된다. 신뢰성 있는 전송을 위해서는 노드가 패킷의 소스일 경우 추가 패킷을 다른 경로로 보내도록 할 수 있다. 실험 결과를 통해 제안 알고리즘이 에너지 효율성을 고려하면서 실시간 전송 및 신뢰성 전송을 향상 시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권7호
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• pp.1296-1306
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• 2015

오늘날 IP 네트워크에서 소모되는 에너지를 줄이기 위해 여러 곳에서 다양한 방법으로 연구되어 왔다. 본 논문은 다양한 에너지 프로파일을 갖는 IP 네트워크에서 에너지를 감소시키는 한 방법을 제안하고, 그 특성을 자세히 분석한다. 에너지 프로파일 기반 OSPF 라우팅 방식을 제안하면서, 경로 설정 시 기존 OSPF 방식의 metric과 네트워크 소자의 에너지 소모량에 가중치를 부여하여, 최대 에너지 절약 효과를 얻기 위해 다양한 경우에 대해서 분석한다. 그 결과 본 논문의 제안 방식은 IP 네트워크의 각 소자에 랜덤한 에너지 프로파일을 적용하면, 입력 라우터의 평균 입력 부하가 0.5일 때 기존의 운영 방식에 비해 67% 정도 에너지를 절약 할 수 있음을 확인한다. 그리고 본 방식의 알고리즘은 최소 에너지 소모가 되도록 라우팅하기 때문에 기존 라우팅 방식에 비해 경로의 홉 수가 다소 증가하고 있지만, 평균 홉 수 증가는 1.4홉 이내로 제한되고 있다. 그리고 본 방식이 실제 IP 네트워크 적용될 때, 에너지 절약 효과가 우수함을 나타낸다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.611-625
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• 2018

최근 무선 통신 기술의 혁신적인 발전에 따라 에너지 하베스팅을 통해 네트워크 수명을 영구적으로 연장하기 위한 네트워크 자원 최적화, QoS 보장 전송 기법, 에너지 지능적 라우팅 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 잘 알려진 바와 같이 다중-홉 RF 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서는 수확되는 에너지양의 불확실성 때문에 종단간 네트워크 전송 지연 시간을 보장하기 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 다중 홉 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서 종단간 지연 시간을 최소화하기 위하여 상호채널 간섭(co-channel interference)으로 인한 지연, 에너지 하베스팅 시간으로 인한 지연 그리고 중계 노드에서의 큐잉 지연을 종합적으로 고려한 간섭 인지 기반의 에너지 효율적인 라우팅 메트릭과 프로토콜을 제안한다. 제안된 기법은 부하 불균형을 유발하는 패킷 혼잡을 회피하고 에너지 고갈로 인한 노드의 대기 시간을 줄이며 링크 간의 간섭으로 지연시간이 증가되지 않도록 함으로써 종단간 처리량을 최대화한다. 마지막으로 ns-3 시뮬레이터를 이용하여 처리율, 종단간 지연시간, 에너지 소비량 등의 측면에서 제안된 기법의 성능을 측정하여 기존에 제안된 기법보다 성능이 우수함을 증명한다.