본 논문에서는 실내 환경에서 발생 할 수 있는 각종 냄새를 구분하고 농도를 검출하여 냄새 발생지로의 탐색과 이에 관련된 정보를 전송하는 지능 로봇을 구현 하였다. 온도변화에 따라 구동 되는 반도체식 가스센서를 이용하여 에탄올, 암모니아 및 이들의 혼합가스를 신경망 알고리즘을 통해 구분하고, 퍼지 추론방식으로 농도 측정이 가능한 후각 기능을 구현 하여 탑재함과 동시에 비전 시스템을 이용하여 장애물 회피 이동이 가능하게 하였다. 또한 로봇은 센서 네트워크 내에서 동작하며 유해 가스 및 냄새 관련 정보와 이에 따른 경고 메시지를 멀티홉 방식으로 네트워크 내 다른 노드로 전송한다. 비전 시스템과 후각 센서를 이용한 알고리즘으로 냄새의 종류 구분 및 농도 측정, 발생지 탐색이 가능 하였고 센서 네트워크 내 동작으로 이러한 정보전송이 가능한 로봇을 제시 하였다. 실제 실험을 통하여 냄새 인식 및 농도검출, 그리고 냄새 발생지로의 탐색 알고리즘 및 정보전송 성능의 효용성을 입증 하였다.
무선 네트워크 환경은 채널의 페이딩 현상 및 채널 잡음으로 인해 다량의 패킷 손실 및 전송 지연의 변동이 유발되며 이는 스트리밍 미디어의 급격한 화질 열화를 발생시킨다. 이러한 채널 변동이 심한 무선 네트워크 환경에서 성공적으로 미디어를 전송하기 위해서는 유동적이고 네트워크에 적응적인 전송 기법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 무선 채널의 변동에 적응적이고 패킷 손실을 최소화하는 패킷 단위 interleaved FEC와 delay-constrained ARQ로 이루어진 응용계층 레벨에서의 네트워크적응형 전송오류 제어 기법을 제안한다. 또한 제안 기법을 포함한 각종 전송오류 제어 (혼합) 기법들을 검증하기 위해 시뮬레이션 툴을 개발하였다. 이를 통해 전송 계층에서의 전송오류 제어 성능을 확인하고, 전송되는 영상에 대한 객관적인 품질 평가를 진행한다. 진행된 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 전송오류 제어 기법이 전송 계층에서의 전송오류 제어 성능을 향상시키며, 나아가서 전송되는 영상의 품질을 개선함을 확인한다.
인프라구조 도움을 받는 최 인근 다중 홉 라우팅 및 순수 최 인근 다중 홉 라우팅은 다수 개의 무선 노드와 중계기가 균일하게 분포되며 패킷이 특정 확률로 삭제되는 거대한 패킷 소거 네트워크에서 최적의 용량 스케일링을 취득하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 보다 실제적인 시나리오로써 무선 노드가 랜덤하게 분포하는 인프라구조 도움을 받는 소거 네트워크에서의 용량 스케일링 법칙을 보인다. 소거 확률을 모델링하기 위해 지수적 감쇠 모델을 사용한다. 혼합 랜덤 소거 네트워크에서 고용량 취득을 위해 침투 이론을 사용한 고속도로 기반 다중 홉 라우팅을 제안하고, 대응되는 용량 스케일링을 분석한다. 주요 결과로써, 제안한 침투 고속도로 기반 라우팅 기술은 혼합 균일 소거 네트워크에서 최 인근 다중 홉을 사용한 경우와 동일한 용량 스케일링 취득이 가능함을 보인다. 즉, 노드가 랜덤하게 분포하는 상황에서도 성능 손실은 발생하지 않음을 확인한다.
본 논문에서는 무선망에서의 유연성 있는 핸드오버 기법을 제안한다. 제안하는 핸드오버 기법은 가상연결 재 라우팅 기법과 가상연결 확장 기법의 장점들을 이용한 혼합방식이다. 기존의 혼합방식이 망의 구조에 의해 어느 한 기법이 결정되었던 것에 비해 제안하는 방식에서는 서비스의 특성에 따라 그 기법이 결정된다. 또한 가상연결 재 라우팅 기법 적용 시 멀티캐스팅 기법을 활용한 자원예약 방식을 통해 서비스의 끊김 현상과 핸드오버 지연을 최소화할 수 있는 방안을 제시한다. 본 논문에서는 성능분석을 위해 핸드오버를 위해 필요한 시그널링 메시지 수를 분석하고 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션 결과는 기존 핸드오버 기법들에 비해 제안하는 기법이 핸드오버 지연 및 서비스 품질보장 측면에서 보다 우수한 성능을 가짐을 보인다.
본 논문에서는 3세대 이동통신망이 Mobile IP를 지원하기 위한 통합망 구조를 제시하고, 통 합망에서 DiffServ에 의한 종단간 QoS를 제공할 경우 망을 구성하는 각 요소가 가져야 할 QoS 제어기능 및 메카니즘을 제안한다. 이를 위해 현재 IMT-2000의 QoS 제광 구조를 살펴보고, 통합망의 필요성 및 구조를 제시한 다음, DiffServ 클래스와 무선채널과의 매핑관계 및 종단간 QoS 제공 메카니즘을 제안한다. 또한 CDMA 이동인터넷망에서 QoS지원을 위한 무선접속 링크레벨의 성능을 분석한다. 데이터 트래픽의 경우 SREJ ARQ방식과 Type-1 Hybrid ARQ방식을 비교 분석하고, 음성 트래픽의 경우 BCH 코딩을 사용하여 데이터 트래픽 부하변화에 따른 음성 패킷의 에러율을 분석한다 분석 결과 구현상의 복잡도는 높으나 QoS를 만족시키는 적응적 ARQ와 적응적 FEC 코딩을 이용하는 방식이 보다 효율적임을 알 수 있다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권8호
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pp.2140-2156
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2023
The Wireless Sensor Network (WSN), is constructed out of teeny-tiny sensor nodes that are very low-cost, have a low impact on the environment in terms of the amount of power they consume, and are able to successfully transmit data to the base station. The primary challenges that are presented by WSN are those that are posed by the distance between nodes, the amount of energy that is consumed, and the delay in time. The sensor node's source of power supply is a battery, and this particular battery is not capable of being recharged. In this scenario, the amount of energy that is consumed rises in direct proportion to the distance that separates the nodes. Here, we present a Hybrid Firefly Glow-Worm Swarm Optimization (HF-GSO) guided routing strategy for preserving WSNs' low power footprint. An efficient fitness function based on firefly optimization is used to select the Cluster Head (CH) in this procedure. It aids in minimising power consumption and the occurrence of dead sensor nodes. After a cluster head (CH) has been chosen, the Glow-Worm Swarm Optimization (GSO) algorithm is used to figure out the best path for sending data to the sink node. Power consumption, throughput, packet delivery ratio, and network lifetime are just some of the metrics measured and compared between the proposed method and methods that are conceptually similar to those already in use. Simulation results showed that the proposed method significantly reduced energy consumption compared to the state-of-the-art methods, while simultaneously increasing the number of functioning sensor nodes by 2.4%. Proposed method produces superior outcomes compared to alternative optimization-based methods.
무선 애드-혹 네트워크와 유선 네트워크를 연동하는 하이브리드 애드-혹 네트워크에서 효율적인 서비스 검색 기법은 중요하다. 본 논문에서는 무선 애드-혹 네트워크를 인터넷으로 확장한 하이브리드 애드-혹 네트워크를 위해 중복을 허용하는 다중 경로 소스 라우팅 프로토콜을 사용하는 효율적인 크로스-레이어 서비스 검색 기법을 제안한다. 이 기법은 다중 경로 소스 라우팅 프로토콜의 장점뿐만 아니라 크로스-레이어 서비스 검색 기법의 장점을 동시에 갖는 기법이다. 서비스와 경로 검색이 동시에 이루어지는 크로스-레이어 서비스 검색 기법이 서비스 검색 후 해당 경로를 다시 검색하여 서비스를 제공받는 기존 기법보다 적은 오버헤드를 가진다는 것은 직관적으로 이해할 수 있으므로, 본 시뮬레이션을 통해서는 이 기법이 각 노드에서 다중 라우팅 경로를 유지함으로써 경로 단절시 보다 빠른 라우팅 복구가 가능하며, 다중 경로의 수를 제한하고 링크/노드 중복을 허용하는 다중 경로를 유지하도록 함으로써 라우팅 오버헤드를 줄일 수 있음으로 보인다.
본 논문에서는 무선 메쉬 네트워크의 특성에 맞게 수정한 라우팅 프로토콜인 MA-CBRP를 제안한다. MA-CBRP는 애드 혹 네트워크의 여러 계층적 라우팅 프로토콜 중에서도 CBRP 프로토콜 구조를 기반으로 하는 프로토콜이다. MA-CBRP에서, 메쉬 라우터는 CBRP의 Hello 메시지와 유사한 ANN 메시지를 주기적으로 전송한다. ANN 메시지는 메쉬 네트워크 내의 모든 클라이언트가 자신의 캐시에 메쉬 라우터로의 경로를 저장하고 주기적으로 갱신하도록 하며, 오버헤드를 줄이기 위해 CBRP의 Hello 메시지와는 다르게 응답을 요구하지 않는다. 메쉬 클라이언트는 ANN 메시지를 수신한 후에 메쉬 라우터에서 자신까지의 경로가 바뀐 경우에만 메쉬 라우터에게 ANN으로 얻은 경로의 역순으로 JOIN 메시지를 보내어 경로정보를 메쉬 라우터에게 등록하여 경로 관리에 따른 부하를 줄이고 경로를 더 빠르게 찾을 수 있다. 결과적으로, 네트워크에 이동하는 클라이언트의 수에 상관없이 CBRP보다 평균적으로 7%정도 낮은 오버헤드를 보여주며, 경로를 찾는데 걸리는 시간은 거의 동일한 수준을 보여주었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권1호
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pp.38-55
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2013
Wireless network systems provide fast data transmission rates and various services to users of mobile devices such as smartphones and smart pads. Because many people use high-performance mobile devices, the use of real-time multimedia services is increasing rapidly. However, the preoccupation of resources by real-time traffic users is causing harm to other services-for example, frequent call interference, lowered service quality, and poor network performance. This paper suggests a resource allocation algorithm for effective traffic service support in a hybrid network. The main objective is to obtain an optimum value of data rates by comparing user requirements with the amount of resources that can be allocated. A new mechanism based on Adaptive-Quality of Service (QoS) and a monitoring system based on Queue-Aware are proposed. Adaptive-QoS supports effective resource control according to the type of traffic service, and the monitoring system based on Queue-Aware measures the amount of resources in order to calculate the maximum that can be allocated. We apply our algorithm to a test system and use Qualnet 4.5.1 to evaluate its performance.
Advances in wireless sensor network (WSN) technology have enabled small and low-cost sensors with the capability of sensing various types of physical and environmental conditions, data processing, and wireless communication. In the WSN, the sensor nodes have a limited transmission range and their processing and storage capabilities as well as their energy resources are limited. A triple umpiring system has already been proved for its better performance in WSNs. The clustering technique is effective in prolonging the lifetime of the WSN. In this study, we have modified the ad-hoc on demand distance vector routing by incorporating signal-to-noise ratio (SNR) based dynamic clustering. The proposed scheme, which is an efficient and secure routing protocol for wireless sensor networks through SNR-based dynamic clustering (ESRPSDC) mechanisms, can partition the nodes into clusters and select the cluster head (CH) among the nodes based on the energy, and non CH nodes join with a specific CH based on the SNR values. Error recovery has been implemented during the inter-cluster routing in order to avoid end-to-end error recovery. Security has been achieved by isolating the malicious nodes using sink-based routing pattern analysis. Extensive investigation studies using a global mobile simulator have shown that this hybrid ESRP significantly improves the energy efficiency and packet reception rate as compared with the SNR unaware routing algorithms such as the low energy aware adaptive clustering hierarchy and power efficient gathering in sensor information systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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