• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권5호
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• pp.181-190
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• 2024

FANET (Flying ad-hoc network) is a self-adjusting wireless network that enables easy to deploy flying nodes, inexpensive, flexible such as UAV in the absence of fixed network infrastructure they communicate amoung themselves. Past few decades FANET is only the emerging networks with it's huge range of next-generation applications.FANET is a sub-set of MANET's(Mobile Ad-hoc Network) and UAV networks are known as FANET.Routing enables the flying nodes to establish routes to radio access infrastructure specifically FANET and among themselves coordinate and collaborate.This paper presents a review on existing proposed communication architecture and routing protocols for FANETS.In addition open issues and challenges are summarized in tabular form with proposed solution.Our goal is to provide a general idea to the researchers about different topics to be addressed in future.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.127-132
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• 2018

무인비행체와 관련된 기술의 주요 이슈 중 하나는 충돌 회피이다. 특히, 다중 무인비행체 간의 충돌 회피는 무인비행체의 응용분야를 다수의 무인비행체가 제한된 공간에서 운영되는 민간 분야로 확장하기 위하여 매우 중요한 기술이다. 본 논문에서는 FANET(: Flying Ad Hoc Network)에 기반을 둔 충돌 회피 방안을 소개한다. 제안된 방식은 무선 데이터통신에서 사용되는 충돌회피 방식과 유사한 방법을 채택한다. 이 방식을 통하여 무인비행체들은 통상적인 사용자 정보를 주고받을 뿐만 아니라 충돌 회피를 위한 비행 정보도 공유한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.897-908
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• 2018

In this paper, we propose a security framework for a cluster drones network using the MAVLink (Micro Air Vehicle Link) application protocol based on FANET (Flying Ad-hoc Network), which is composed of ad-hoc networks with multiple drones for IoT services such as remote sensing or disaster monitoring. Here, the drones belonging to the cluster construct a FANET network acting as WTRP (Wireless Token Ring Protocol) MAC protocol. Under this network environment, we propose an efficient algorithm applying the Lightweight Encryption Algorithm (LEA) to the CTR (Counter) operation mode of WPA2 (WiFi Protected Access 2) to encrypt the transmitted data through the MAVLink application. And we study how to apply LEA based on CBC (Cipher Block Chaining) operation mode used in WPA2 for message security tag generation. In addition, a modified Diffie-Hellman key exchange method is approached to generate a new key used for encryption and security tag generation. The proposed method and similar methods are compared and analyzed in terms of efficiency.

• 융합보안논문지
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• 제22권4호
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• pp.25-34
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• 2022

본 논문은 군집 드론, 무인기 편대 운용 시 자율적인 통신망 구축을 위해 활용 가능한 FANET(Flying Ad-Hoc Network)에 적용할 비밀분산 기반의 신속한 노드 인증 기법을 제안한다. FANET 환경에서 운용되는 각 노드는 필드에 전개되기 이전에 지수 분산비밀(share), 지수 원본비밀(secret) 및 PUF CRP(Challenge-Response Pair) 테이블 중 일부분을 저장한다. 필드에 배치된 이후 네트워크 형성 초기 단계에서 각 노드는 ID, 지수 분산비밀과 자신의 PUF Response 및 의사난수가 결합되어 해시 된 값을 네트워크로 브로드캐스트한다. 개별 노드는 이웃 노드들로부터 전송받은 지수 분산비밀을 이용, 지수 원본비밀의 복원 연산을 수행한다. 지수 원본비밀이 복원되면 연산에 사용된 지수 분산비밀을 전송한 모든 노드에 대한 동시 인증이 완료된다. 잘못된 지수 분산비밀을 전송하여 인증과정에서 원본비밀 복원을 방해하는 노드는 원본비밀 복원 연산을 수행하기 이전에 PUF 값을 검증하여 탐지하고, 복원 연산에서 배제한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권9호
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• pp.81-90
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• 2020

군집 드론을 효율적으로 운영하기 위해서는 기존 통제방식이 개선되어야 하며, 드론들이 자율적으로 통신망을 구성할 수 있어야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 검토되고 있는 FANET(Flying Ad-Hoc Network)은 애드혹 네트워크 기술을 기반으로 하고 있어 다양한 보안취약점에 노출될 수 있다. 그러나 FANET 노드들의 제한적인 연산능력과 메모리, 급격하고 잦은 네트워크 토폴로지 변화 등으로 인해 애드혹 네트워크에 제안되었던 보안대책을 수정 없이 FANET에 그대로 적용하는것은 쉽지 않다. 이에 본 논문에서는 PUF 기술을 활용하여 기존 애드혹 네트워크와는 차별화된 특성을 가지는 FANET에 적용 가능한 경량화된 보안대책을 제안한다. 제시된 보안대책은 복제 불가능한 PUF에서 생성되는 고유한 값을 활용하여 FANET의 Reactive 라우팅 프로토콜인 AODV의 안전성을 높이며, 다양한 공격에 대한 내성을 가진다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.33-39
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• 2023

최근 비행 애드-훅 네트워크(Flying Ad-hoc Network) 환경에서 강화학습을 이용한 통신 성능 개선과 이동성 모델 설계에 관한 연구가 진행되고 있다. 무인항공기(UAV)에서의 이동성 모델은 움직임을 예측하고 제어하기 위한 핵심요소로 주목받고 있다. 본 논문에서는 무인항공기가 운용되는 3차원 가상 환경을 구현하고, 무인항공기의 경로 최적화를 위해 푸리에 기저 함수 근사를 적용한 Q-learning과 DQN 두 가지 강화학습 알고리즘을 적용하여 모델을 설계 및 성능을 분석하였다. 실험 결과를 통해 3차원 가상 환경에서 DQN 모델이 Q-learning 모델 대비 최적의 경로 탐색에 적합한 것을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권6호
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• pp.2670-2685
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• 2020

Flying ad-hoc networks (FANETs) is a vibrant research area nowadays. This type of network ranges from various military and civilian applications. FANET is formed by micro and macro UAVs. Among many other problems, there are two main issues in FANET. Limited energy and high mobility of FANET nodes effect the flight time and routing directly. Clustering is a remedy to handle these types of problems. In this paper, an efficient clustering technique is proposed to handle routing and energy problems. Transmission range of FANET nodes is dynamically tuned accordingly as per their operational requirement. By optimizing the transmission range packet loss ratio (PLR) is minimized and link quality is improved which leads towards reduced energy consumption. To elect optimal cluster heads (CHs) based on their fitness we use k-means. Selection of optimal CHs reduce the routing overhead and improves energy consumption. Our proposed scheme outclasses the existing state-of-the-art techniques, ACO based CACONET and PSO based CLPSO, in terms of energy consumption and cluster building time.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권5호
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• pp.1316-1332
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• 2012

Formation flying is an important technology that enables high cost-effective organization of outer space aircrafts. The ad-hoc wireless network based on direct-sequence ultra-wideband (DS-UWB) techniques is seen as an effective means of establishing wireless communication links between aircrafts. In this paper, based on the theory of matched filter and error bits correction, a hybrid detection algorithm is proposed for realizing multiuser detection (MUD) when the DS-UWB technique is used in the ad-hoc wireless network. The matched filter is used to generate a candidate code set which may contain several error bits. The error bits are then recognized and corrected by an novel error-bit corrector, which consists of two steps: code mapping and clustering. In the former step, based on the modified optimum MUD decision function, a novel mapping function is presented that maps the output candidate codes into a feature space for differentiating the right and wrong codes. In the latter step, the codes are clustered into the right and wrong sets by using the K-means clustering approach. Additionally, in order to prevent some right codes being wrongly classified, a sign judgment method is proposed that reduces the bit error rate (BER) of the system. Compared with the traditional detection approaches, e.g., matched filter, minimum mean square error (MMSE) and decorrelation receiver (DEC), the proposed algorithm can considerably improve the BER performance of the system because of its high probability of recognizing wrong codes. Simulation results show that the proposed algorithm can almost achieve the BER performance of the optimum MUD (OMD). Furthermore, compared with OMD, the proposed algorithm has lower computational complexity, and its BER performance is less sensitive to the number of users.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.499-501
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• 2016

본 논문에서는 드론의 삼각 편대비행에서 정해진 삼각형 포메이션을 유지하고 서로간의 충돌을 사전에 방지할 수 있는 방법을 제안한다. 기존 연구에서는 카메라로 입력된 빛을 이용하거나 영상을 처리해야만 드론의 충돌을 제어할 수 있었다. 그러나 빛이 없고 어두운 지역에서 드론이 영상을 처리하고 서로의 위치를 확인하는 것은 어려울 뿐만 아니라 서로의 존재를 확인하지 못하여 충돌하게 될 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 ALPS(Ad hoc network Localized Positioning System) 알고리즘을 통해 구한 세 드론과의 거리와 상대좌표를 이용하여 서로 간의 충돌을 막아주는 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 드론의 포메이션 삼각형의 중심과 측정된 각각의 드론의 좌표와의 거리를 정해진 일정한 값으로 유지하도록 한다. 따라서 정해진 포메이션 형태가 흐트러질 경우에는, 각 드론과 중심좌표의 거리를 일정하게 유지하도록 드론의 위치를 재설정한다. 모의실험의 결과 제안된 알고리즘이 적용된 시스템을 사용할 경우, 드론의 충돌을 사전에 방지함으로서 충돌로 인한 고장이나 사고를 막을 수 있을 것이라 기대된다.

• 로봇학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.97-107
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• 2011

This paper describes efficient flight control algorithms for building a reconfigurable ad-hoc wireless sensor networks between nodes on the ground and airborne nodes mounted on autonomous vehicles to increase the operational range of an aerial robot or the communication connectivity. Two autonomous flight control algorithms based on adaptive gradient climbing approach are developed to steer the aerial vehicles to reach optimal locations for the maximum communication throughputs in the airborne sensor networks. The first autonomous vehicle control algorithm is presented for seeking the source of a scalar signal by directly using the extremum-seeking based forward surge control approach with no position information of the aerial vehicle. The second flight control algorithm is developed with the angular rate command by integrating an adaptive gradient climbing technique which uses an on-line gradient estimator to identify the derivative of a performance cost function. They incorporate the network performance into the feedback path to mitigate interference and noise. A communication propagation model is used to predict the link quality of the communication connectivity between distributed nodes. Simulation study is conducted to evaluate the effectiveness of the proposed reconfigurable airborne wireless networking control algorithms.