• 한국통신학회논문지
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• 제40권6호
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• pp.1058-1069
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• 2015

무선 센서 네트워크에서 위치 기반 라우팅은 위치 정보를 이용하여 데이터 메시지를 전달하기에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 위치 기반 라우팅에서 대표적인 그리디 포워딩이 불가능할 경우, 페이스 라우팅이 복구 수단으로 쓰이고 있다. 페이스 라우팅은 교차된 연결들을 제거한 평면 그래프를 바탕으로 구성되며 이는 가장 가까운 이웃 노드들의 연결을 제외한 나머지 연결들은 모두 제거됨을 의미한다. 하지만 페이스 라우팅은 무선 반경을 고려하지 않아 한 홉 범위 안에서 멀리 갈 수 있는 링크들이 존재하더라도 평면 그래프의 규칙에 의해 짧은 링크들을 선택한다. 이것은 밀집된 지역에서 페이스 라우팅을 쓰일 경우 에너지 효율성을 저하시킨다. 본 논문에서는 평면 그래프에서 제거된 링크들을 찾고 이용할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 본 프로토콜은 작은 크기의 컨트롤 메시지와 함께 무선 반경에서 제거된 링크를 찾는다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 이전 페이스 라우팅 프로토콜보다 에너지 효율성이 높음을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권6호
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• pp.438-450
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• 2006

센서 네트워크에서는 센서노드들 사이에 다양한 형태의 장애물들이 존재할 수 있다. 이러한 장애물들로 인하여 라우팅 과정에서 해결해야 할 여러 가지 문제점들이 발생하게 된다. 즉, 장애물을 우회하는 과정에서 극복경로가 지나치게 길어질 수 있다. 따라서, 장애물이 많은 환경에서도 에너지 효율적으로 경로를 생성할 수 있는 라우팅 기법이 요구된다. 기존의 위치기반 라우팅 기법은 장애물 극복을 위해 전체 네트워크 그래프를 평면 그래프(planar graph)로 변환하는 과정을 필요로 한다. 이 과정에서 실제 네트워크 토폴로지가 왜곡됨으로 인해 여러 가지 문제점들이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 목적지 중심의 극 좌표계를 기반으로 센서의 위치를 결정하고, 플라나 과정 없이 장애물을 적응적으로 극복할 수 있는 방향기반의 라우팅 기법을 제안한다. 또한, 실험을 통하여 제안 방법이 장애물을 회피하는 과정에서 에너지 효율적인 경로를 생성함을 보인다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권2호
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• pp.116-121
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• 2017

무선 센서 네트워크에서 다중 경로는 저전력 센서의 특징으로 인해 에너지 효율적인 라우팅 방법들을 선호하였으며 라우팅 방법 중 이웃 노드들의 주변 정보를 통해 데이터를 전달하는 위치 기반 라우팅으로 다중 경로를 생성하였다. 하지만, 다중 경로가 라우팅 불가 지역에서 위치 기반 라우팅을 사용하면 경로들이 중복 사용되어 다중 경로의 디스조인트 특징을 유지하지 못한다. 이를 해결하기 위해, 다중 경로는 라우팅 불가 지역을 모델링하고 해당 지역을 우회하여 다중 경로의 디스조인트 특징을 보존하였다. 하지만 에너지 관점으로 보았을 때, 모델링과 같은 부가적인 작업은 노드의 에너지 소모를 증가시키며 센서 망의 수명을 단축시킨다. 본 논문에서는 라우팅 불가 지역에서 다중 경로의 디스조인트 특징을 보존하면서 에너지 효율적인 위치 기반 라우팅을 제안한다. 제안 방안은 노드의 에너지 소모를 줄이기 위해 모델링과 같은 부가적인 작업 없이 페이스 라우팅을 활용한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권6호
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• pp.428-437
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• 2006

최근 몇년간 무선 애드-흑 라우팅을 위한 많은 스킴들이 광범위하게 연구되었다. 위치기반 라우팅은 애드-혹 라우팅의 한 부류로써, 각 중계노드는 자신 및 목적지, 그리고 이웃노드들의 위치정보에 기반하여 독립적으로 다음-홉(next-hop) 노드를 선택한다. 이러한 위치기반 라우팅은 라우팅 상태 정보를 유지해야 하는 부담이 없기 때문에 대규모 애드-혹 망에 적합하다. 그러나, 위치기반 라우팅은 발신지와 목적지 사이에 빈공간(void)이 존재할 경우 매우 긴 우회 경로를 선택하는 문제를 안고 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 랜드마크를 이용하는 위치기반 라우팅 방안(GLR)을 제안한다. GLR은 랜드마크(landmark)라고 불리우는 중계노드를 재귀적으로 발견하고 랜드마크 사이를 연결하는 서브패스(sub-path)를 구성한다. 다양한 망 위상에서 행해진 시뮬레이션 결과를 통해서, 제안된 방안(GLR)이 위치기반 라우팅의 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권4호
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• pp.327-336
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• 2009

Geographic routing has been considered as an attractive approach in wireless sensor networks, since it routes data packets by using location information rather than global topology information. In geographic routing schemes, packets are usually sent along the boundary of a hole by face routing to detour the hole. As result, all data flows which need to detour the hole are concentrated on the boundary of the hole. This hole detour scheme results in much more energy consumption for nodes at the hole boundary, and the energy exhaustion of hole boundary nodes enlarges the holes. This is referred to as a hole diffusion problem. The perimeter mode may also lead to data collisions on the hole boundary nodes if multiple data flows need to bypass a hole simultaneously. In this paper, we propose a hole modeling and detour scheme for geographic routing in wire-less sensor networks. Our hole modeling and detour scheme can efficiently prevent hole diffusion, avoid the local minimum problem faced by geographic routing protocols, and reduce data collisions on the hole boundary nodes. Simulation results show that the proposed scheme is superior to the other protocols in terms of control overhead, average delivery delay and energy consumption.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.27-37
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• 2004

기존의 ad hoc 네트워크 라우팅 프로토콜들은 노드의 동적인 특성으로 인하여 확장성에 제약을 받는다. 클러스터 기반 라우팅 프로토콜은 노드들을 클러스터로 분할하고 그들간에 계층적인 라우팅을 수행한다. 이러한 계층적인 특징은 ad hoc 네트워크 라우팅 프로토콜의 확장성을 보장한다. 그러나 기존의 k-hop클러스터 기반 라우팅 프로토콜은 헤더의 제어 부하 등과 같은 문제점온 갖는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 ad hoc 네트워크에 대해 위임 기능을 이용한 새로운 k-hop(k>3) 클러스터 기반 라우팅 구조를 제안한다. 이 구조는 멤버들을 효율적으로 관리하기 위해 트리 토폴로지를 사용한다. 헤더는 모든 멤버들에 대한 라우팅 테이블을 관리하지 않고, 멤버들 중에서 자신과 이웃하는 노드들에 대한 라우팅 테이블과 나머지 노드들에 대한 멤버 리스트만을 관리하고, 더 낮은 레벨에 있는 노드들은 중간 노드가 관리한다. 제안된 메커니즘은 클러스터 헤더의 제어 부하를 다소 줄일 수 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.47-55
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• 2015

기존 동적 라우팅은 최소 링크 비용을 기준으로 최적의 라우팅 경로를 설정하고 이에 따라 유입 혹은 유출 되는 플로우를 단말로 전송한다. 하지만 이 경우에는 보안 기능을 담당하는 미들 박스를 우회하게 되고 이에 따라 해당 네트워크는 보안 위협을 직면하게 되는 문제가 발생한다. 따라서 최적의 라우팅 경로 설정 시 각 플로우의 서비스 유형을 고려하여 해당 플로우를 보안 미들 박스를 거쳐 단말로 전송하기 위한 라우팅 방안인 동적 서비스 체이닝이 필요하다. 본 논문에서는 SDN의 동적 플로우 트래픽 제어 기능과 보안 서비스 기능을 동시에 고려한 동적 라우팅 방안에 대해 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권4호
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• pp.1223-1247
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• 2012

The need for securing Wireless Sensor Networks (WSNs) is essential especially in mission critical fields such as military and medical applications. Security techniques that are used to secure any network depend on the security requirements that should be achieved to protect the network from different types of attacks. Furthermore, the characteristics of wireless networks should be taken into consideration when applying security techniques to these networks. In this paper, energy efficient Security Model for Tree-based Routing protocols (SMTR) is proposed. In SMTR, different attacks that could face any tree-based routing protocol in WSNs are studied to design a security reference model that achieves authentication and data integrity using either Message Authentication Code (MAC) or Digital Signature (DS) techniques. The SMTR communication and processing costs are mathematically analyzed. Moreover, SMTR evaluation is performed by firstly, evaluating several MAC and DS techniques by applying them to tree-based routing protocol and assess their efficiency in terms of their power requirements. Secondly, the results of this assessment are utilized to evaluate SMTR phases in terms of energy saving, packet delivery success ratio and network life time.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2231-2252
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• 2012

With the prevalence of diverse services-oriented applications, such as IPTV systems and on-line games, the current underlying communication networks face more and more challenges on the aspects of flexibility and adaptability. Therefore, an effective and efficient multicast routing mechanism, which can fulfill different requirements of different personalized services, is critical and significant. In this paper, we first define the neighbor gradient, which is calculated based on the weighted sum of attributes such as residual link capacity, normalized hop count, etc. Then two distributed multicast routing algorithms which are neighbor Gradient-based Multicast Routing for Static multicast membership (GMR-S) and neighbor Gradient-based Multicast Routing for Dynamic multicast membership (GMR-D), are proposed. GMR-S is suitable for static membership situation, while GMR-D can be used for the dynamic membership network environment. Experimental results demonstrate the effectiveness and efficiency of our proposed methods.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권10호
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• pp.3834-3857
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• 2021

The design of cluster-based routing protocols is necessary for Wireless Sensor Networks (WSN). But, due to the lack of features, the traditional methods face issues, especially on unbalanced energy consumption of routing protocol. This work focuses on enhancing the security and energy efficiency of the system by proposing Energy Efficient Based Secure Routing Protocol (EESRP) which integrates trust management, optimization algorithm and key management. Initially, the locations of the deployed nodes are calculated along with their trust values. Here, packet transfer is maintained securely by compiling a Digital Signature Algorithm (DSA) and Elliptic Curve Cryptography (ECC) approach. Finally, trust, key, location and energy parameters are incorporated in Particle Swarm Optimization (PSO) and meta-heuristic based Harmony Search (HS) method to find the secure shortest path. Our results show that the energy consumption of the proposed approach is 1.06mJ during the transmission mode, and 8.69 mJ during the receive mode which is lower than the existing approaches. The average throughput and the average PDR for the attacks are also high with 72 and 62.5 respectively. The significance of the research is its ability to improve the performance metrics of existing work by combining the advantages of different approaches. After simulating the model, the results have been validated with conventional methods with respect to the number of live nodes, energy efficiency, network lifetime, packet loss rate, scalability, and energy consumption of routing protocol.