GR-tree and query aggregation techniques have been proposed for spatial query processing in conventional spatial query processing for wireless sensor networks. Although these spatial query processing techniques consider spatial query optimization, time query optimization is not taken into consideration. The index reorganization cost and communication cost for the parent sensor nodes increase the energy consumption that is required to ensure the most efficient operation in the wireless sensor node. This paper proposes itinerary-based R-tree (IR-tree) for more efficient spatial-temporal query processing in wireless sensor networks. This paper analyzes the performance of previous studies and IR-tree, which are the conventional spatial query processing techniques, with regard to the accuracy, energy consumption, and query processing time of the query results using the wireless sensor data with Uniform, Gauss, and Skew distributions. This paper proves the superiority of the proposed IR-tree-based space-time indexing.
물질적으로 존재하는 모든 실체는 질료인과 형상인을 갖춘 개별 물체로 실재하면서 어떤 기능을 할 \ 수도 있고,동력인과 기능인을 갖춘 비물체적 양상으로 실재하면서 기능망(functional network)으로서 형상을 가질 수도 있다.기능망은 신경망,신경기능망,심리기능망 등 차원을 다르게 하면서 상하로 연관된 계층으 이루고 있으며 심리기능망 안에서도 비언어적 기능망,언어적 기능망이 구별되어 차원적 언어기능을 가능하게 하는 것으로 볼수 있다.이러한 기능망의 실재성은 신경과학과 인공지능학의 발전에 따라 확인, 수정,보완될 수 있을 것이다.
This paper proposes an energy efficient adaptive relay station ON/OFF scheme with different frequency reuse factors (FRFs) to enhance the system throughput and reduce the transmission energy consumption for the transparent mode of 2-hop cellular relay networks (CRNs) based on orthogonal frequency division multiple access and time division duplex. In the proposed scheme, the base station turns on or off the relay stations (RSs) when they are overutilized and undertuilized based on the traffic density of the cell coverage, respectively. Through the simulation results, we show that the proposed scheme outperforms the conventional CRN in terms of the energy consumption with the same system throughput. Further, in order to increase the system throughput with low energy consumption, the best way is FRF 1 when the number of operating RSs is up to 4 and FRF 2 otherwise.
무선 네트워크에서 수율(throughput) 최대화와 에너지 소모 최소화는 상충되는 두 목표이다. 탄력적 트래픽(elastic traffic)을 수신할 때에 사용자의 QoS(Quality-of-Service)는 수율에 의해 결정되므로 이를 최대화하는 것이 중요하다. 뿐만 아니라, 제한된 에너지로 동작하는 단말의 수명을 늘리기 위해서는 에너지 소모를 최소화해야 한다. 본 논문은 수율과 에너지 절약을 동시에 고려하는 에너지 효율적인 휴면 기법을 제안한다. 제안된 기법은 탄력적 트래픽을 수신할 때 수율과 에너지 절약 사이에서 적절히 동작하도록 설계되었다. 다양한 모의실험을 통해 기존 방식과 제안한 기법들의 성능을 비교하였는데, 가중 총 전송시간과 이 때 소모되는 에너지의 곱에 반비례하는 효용 측면에서 제안된 기법이 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.
센서 네트워크에서 기본적으로 고려되어야 하는 것은 센서 노드의 에너지 소모 문제이다. 이를 해결하기 위해 많은 연구들이 진행되어 왔지만 에너지 소모 문제와 더불어 트레이드오프 관계를 갖는 지연 문제도 간과할 수 없는 부분이다. 본 논문은 생체시스템을 모방하여 무선 센서망에서 에너지의 소모와 지연시간을 줄이기 위한 BISA(Bio-inspired Scheduling Algorithm)를 제안한다. BISA는 에너지 효율성이 높은 라우팅 경로를 탐색하고 다중채널을 이용하여 데이터 전송의 경로를 다중화하여 데이터 전송을 위한 에너지 소모와 지연시간을 최소화한다. 모의실험을 통해 제안한 방식이 효율적으로 에너지를 소모함과 동시에 요구지연시간을 보장함을 확인한다.
In this paper, we present a virtual laboratory platform (VLP) baptized Mercury allowing students to make practical work (PW) on different aspects of mobile wireless sensor networks (WSNs). Our choice of WSNs is motivated mainly by the use of real experiments needed in most courses about WSNs. These experiments require an expensive investment and a lot of nodes in the classroom. To illustrate our study, we propose a course related to energy efficient and safe weighted clustering algorithm. This algorithm which is coupled with suitable routing protocols, aims to maintain stable clustering structure, to prevent most routing attacks on sensor networks, to guaranty energy saving in order to extend the lifespan of the network. It also offers a better performance in terms of the number of re-affiliations. The platform presented here aims at showing the feasibility, the flexibility and the reduced cost of such a realization. We demonstrate the performance of the proposed algorithms that contribute to the familiarization of the learners in the field of WSNs.
무선 센서 네트워크 기술은 다양한 e-비즈니스 환경을 가능케 하는 차세대 기반 기술이다. 무선 센서 네트워크가 갖춰야 할 중요한 특징 중 하나는 에너지 효율성이다. 무선 센서 네트워크의 대표적인 국제표준인 IEEE 802.15.4는 에너지 효율을 위해 비컨 가능 모드를 제공하고 있다. 그러나 메쉬 토폴로지 같은 멀티 홉 네트워크에서 비컨 가능 모드를 이용하면 비컨끼리 충돌하여 센서 노드가 동기화하지 못할 수도 있다. 동기화하지 못한 노드는 통신에 참여할 수 없으므로 네트워크 내의 다른 노드에도 영향을 미친다. 본 논문에서는 메쉬 토폴로지를 이용하는 무선 센서 네트워크에서도 비컨 가능 모드를 이용하여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 비컨 스케줄링 기법을 제안한다. 이 기법을 이용하여 노드들이 비활성 구간에는 전원을 꺼서 에너지를 절약할 수 있게 하고, 비컨간의 충돌을 방지할 수 있다. 제안하는 기법의 성능평가를 위해 QualNet 시뮬레이터를 사용하여 구현하였으며, 센서 네트워크의 대표적인 응용인 모니터링 상황을 가정하여 실험하였다. 실험을 통해 제안하는 기법을 이용하여 메쉬 토폴로지를 이용하는 네트워크에서도 에너지를 효율적으로 사용할 수 있음을 증명하였다.
In this paper, we consider a group mobility model to formulate a clustering mechanism called Dual Coalescent Energy-Efficient Algorithm (DCEE) which is scalable, distributed and energy-efficient for wireless mesh network. The differences of the network nodes will be distinguished to exploit heterogeneity of the network. Furthermore, a topology control, that is, adjusting the transmission range to further reduce power consumption will be integrated with the cluster formation to improve network lifetime and connectivity. Along with network lifetime and power consumption, clusterhead changes will be measured as a performance metric to evaluate the. effectiveness and robustness of the algorithm.
본 논문에서는 정적 무선 센서 네트워크상의 클러스터링 기법인 EECS(Energy Efficient Clustering Scheme)의 노드와 Base Station간의 거리를 고려한 head 선출 과정에 노드의 이동성 및 미래 위치 예측을 융합하여 확장한 새로운 동적환경상의 클러스터링 기법 EECS-M(Energy Efficient Clustering Scheme in Mobile wireless sensor networks)을 제안한다. 실험을 통하여 EECS-M이 동적 환경상의 LEACH-M, WCA 및 정적 환경상의 EECS, LEACH 클러스터링 알고리즘들에 비해 life time 및 life time 대비 네트워크의 잔여 에너지 측면에서 성능향상을 가진다는 것을 보인다.
무선 메쉬 네트워크나 무선 센서 네트워크와 같은 다중-홉(Multi-hop) 무선 네트워크에서는 노드들이 배터리를 이용하여 작동하는 경우가 많기 때문에 에너지 효율적인 라우팅이 중요한 문제이다. 지금까지 가장 에너지 효율적인 경로를 찾는 여러 기법들이 제안되었지만 이런 방식은 찾아낸 경로만을 사용함으로써 그 경로 상의 노드들의 에너지가 집중적으로 소모되어 네트워크의 전체적인 수명(lifetime)을 최대화하지 못한다는 단점을 가진다. 또한 이런 단점에 착안하여 네트워크의 수명을 최대화하기 위해 여러개의 경로들을 변경해가며 사용하는 기법들 역시 제안되었지만 경로 설정 및 변경 시에 발생하는 오버헤드가 크다는 한계를 가지고 있다. 본 논문은 선형 프로그래밍(Linear Programming)을 이용하여 네트워크의 수명을 최대화시키는 다중 최적 라우팅을 구하고 그 결과에 단일 최적 라우팅을 구하는 근사 알고리즘(approximation algorithm)을 적용하는 방식을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방식의 성능을 기존의 다른 기법들의 성능과 비교한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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