• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2992-2994
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• 2005

수십 센티미터 이내의 오차를 만족시키는 거리/위치판별 기능 및 저속 데이터 송수신 기능 구현을 주목적으로 발족된 저속 무선 개인영역 네트워크(LR-WPAN: Low Rate Wireless Personal Area Network)의 표준인 IEEE802.15.4a는 간단하고 경제적이며 전력 소모가 적은 송수신기 구조를 요구한다. 이에 본 논문에서는 PEWB(Parallel Energy Window Banks)를 이용한 독창적인 비동기(noncoherent) OOK(On-Off Keying) UWB(Ultra-Wide Band) 송수신기 구조를 제안한다. 또한 무선 다중경로 채널상황을 다소 극복할 수 있는 펄스와 비트 반복 기법을 사용한다. 제안된 송수신기의 잡음 특성 분석을 위해 chi-square 분포가 사용되며, 반복적 계산을 통해 얻어진 임계값을 적용하여 BER(Bit Error Rate) 성능을 분석한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.169-171
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• 2005

현재 IEEE 802.15.4(Low-Rate WPAN)를 구성하는 디바이스들은 파워, 메모리 용량, 연산처리 등의 물리적 제약으로 인해 보안을 위한 공유키 생성은 대칭키 기반의 메카니즘을 사용하고 있다. 그러나 대칭키 기반 메카니즘은 키 관리, 키 분배, 디바이스의 이동성지원과 같은 부분에 문제점을 가지게 된다. 또한 LR-WPAN 환경은 해당 어플리케이션에 따라 차별된 보안 정책을 가질 수 있으며, 디바이스의 물리적 상태에 따라 보안강도를 결정하는 경우도 발생할 수 있다. 본 논문에서는 타원곡선 기반의 EC-MQV 알고리즘을 사용하여 공개키 기반의 공유키 생성 메카니즘을 제안한다. 또한, 코디네이터를 활용하여 각 디바이스의 연산을 최소화하여 디바이스의 에너지 소비를 줄이는 방법을 제시하고, 보안 레벨에 따른 키 생성에 관하여 설명한다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권11호
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• pp.32-40
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• 2016

센서네트워크 센서노드의 위치정보는 기본적으로 센싱 데이터가 얻어진 위치를 알려주는 목적으로 사용되며 Context 기반 고차원 서비스를 제공하기 위한 가장 중요한 정보중 하나이다. 센서네트워크상에서 위치인식을 위해 다양한 방법들이 연구되고 제안되어 왔으며, 이러한 방법 중에 IEEE 802.15.4 센서네트워크의 물리 계층과 매체 접근 계층을 이용한 위치인식 방법에 관한 연구방법이 크게 대두되고 있다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 장치간의 저가격, 저속의 무선 통신을 지향하기 때문에 구현에 있어서 고도화된 최적화가 중요한 요구사항이라 할 수 있다. 하지만 수신 신호의 세기를 가지고 센서 노드들의 위치를 계산하는 방법은 최적화 문제의 해를 구하기 위한 과정이기 때문에 많은 연산 량이 필요로 하게 되고, IEEE802.15.4를 지원하는 System-On-a-Chip (SoC)의 경우 8비트 마이크로 컨트롤러기반으로 설계되어 있다는 점을 고려하면, IEEE802.15.4 기반의 위치 인식 서비스를 위해서는 하드웨어에 기반을 둔 위치 인식 엔진의 필요성이 무엇보다 중요하다. 본 논문은 IEEE 802.15.4 물리계층에 기반을 둔 가중치 기반의 최대우도방법 위치인식기 하드웨어 구현에 관해 제안하고자 한다. 테스트 베드를 이용한 필드테스트 결과 제안하는 하드웨어 기반 가중치 방식의 위치 인식방법은 정확도에서 10% 정도의 개선과 함께 내장 마이크로 컨트롤러의 연산량 및 메모리 액세스를 30% 정도 감소시켜 시스템 전원소모를 줄일 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권12호
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• pp.933-937
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• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.15.4 저속 무선개인통신망(LR-WPAN)을 기반으로 센서노드간의 흡간지연을 분석하고 이를 바탕으로 에너지 효율적이고 정확한 데이터 병합을 위한 동적 타임아웃 스케줄링을 제안한다. 제안기법은 흡간지연의 특성을 이용하여 애플리케이션이 요구하는 데이터 정확도를 만족하는 타임아웃을 무선 채널의 특성과 채널을 공유하는 노드의 수를 고려하여 결정한다. 제안 기법에서의 타임아웃은 기존의 데이터 병합 기법에서 타임아웃으로 사용했던 흡간지연의 최대값보다 훨씬 작으므로 센서노드의 메시지 대기로 인한 에너지 소모를 상당부분 줄일 수 있다. 또한, 응용애플리케이션이 요구하는 패킷의 수신률을 보장함으로써 데이터 병합의 정확도 유지할 수 있다. 시뮬레이션 결과, 동적 타임아웃 스케줄링 기법은 기존 흡간지연의 최대값을 타임아웃으로 사용하는 것 보다 에너지소모 측면에서 30%이상의 성능향상을 보였고 데이터 정확도의 성능저하는 거의 없었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제8권2호
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• pp.76-83
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• 2008

A low power(9 mW) highly-digitized 2.4 GHz receiver for sensor network applications(IEEE 802.15.4 LR-WPAN) is realized by a $0.18{\mu}m$ CMOS process. We adopted a novel receiver architecture adding an intermediate frequency (IF) level detection scheme to a low-power complex fifth-order continuous-time(CT) bandpass L:tl modulator in order to digitalize the receiver. By the continuous-time bandpass architecture, the proposed $\Sigma\Delta$ modulator requires no additional anti-aliasing filter in front of the modulator. Using the IF detector, the achieved dynamic range(DR) of the over-all system is 95 dB at a sampling rate of 64 MHz. This modulator has a bandwidth of 2 MHz centered at 2 MHz. The power consumption of this receiver is 9.0 mW with a 1.8 V power supply.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.57-65
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• 2010

Application of WBAN technology in medical field facilitates the prevention of diseases by collecting the vital signs remotely. It also enables to prevent the accidental emergency situation in advance plus long-tem monitoring of patients with chronic diseases such as heart diseases, hypertension, or the elderly and infirm. For emergency patients, major vital signal information collected by the 'Sensing' should have the top priority and such information should be transferred as promptly as possible without competition. In addition, when an emergency occurs to a patient, a priority mechanism is necessitated for a urgent message to get through to the final destination. However, LR-WPAN IEEE 802.15.4 technology does not consider such emergency message handling features. To deal with aforementioned issues, the IEEE 802.15.4 super frame protocol structure has been designed for stable transfer of emergency information in WBAN environment in this study, and alternation to super frame structures have been made, allowing GTS(Guaranteed Time Slot) can be used first at CFP (Contention Free Period) by reserving the resources in advance and prioritize the emergency signals. NS-2 has been utilized for the performance test and analysis.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권11A호
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• pp.1027-1034
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• 2005

수십 센터미터 이내의 오차를 만족시키는 거리/위치인식 기능 및 저속 데이터 송수신 기능 구현을 주목적으로 발족된 저속 WPAN(LR-WPAN: Low Rate Wireless Personal Area Network)의 표준화 그룹인 IEEE802.15.4a에서는 간단하고 경제적이며 전력 소모가 적은 송수신기 구조를 요구한다. 이에 본 논문에서는 PEWB(Parallel Energy Window Banks)를 이용한 독창적인 비동기 OOK(On-Off Keying) 방식 UWB(Ultra-Wide Band) 송수신기 구조를 제안한다. 또한 무선 다중경로 페이딩 채널 상황을 다소 극복할 수 있게 유연성 있는 운영이 가능한 송수신기 구조를 위해 펄스 및 비트 반복 기법을 사용한다. 제안된 송수신기 구조의 잡음 특성 분석을 위해 chi-square 분포가 적용되며, 반복적 계산을 통해 얻어진 최적임계값을 적용하며 비트오율 성능을 분석한다. 모의실험 결과, 10-5의 비트오율을 얻기 위한 신호대잡음비 및 수신에너지 적분시간은, LOS(Line-Of-Sight) 주거 환경의 경우 15.3dB, 32ns이고, NLOS(Non-Line-Of-Sight) 실외 환경의 경우 16.2dB, 72ns이다. 최소의 비트오율을 얻기 위한 적분에너지 대 전체 수신에너지 비는 약 $86\%$이다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권7호
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• pp.303-312
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• 2006

This paper proposes the architecture and protocol of a data communication network for the safety system in nuclear power plants. First, we establish four design criteria with respect to determinability, reliability, separation and isolation, and verification/validation. Next we construct the architecture of the safety network for the following systems: PPS (Plant Protection System), ESF-CCS (Engineered Safety Features-Component Control System) and CPCS (Core Protection Calculator System). The safety network consists of 12 sub-networks and takes the form of a hierarchical star. Among 163 communication nodes are about 1600 origin-destination (OD) pairs created on their traffic demands. The OD pairs are allowed to exchange data only during the pre-assigned time slots. Finally, the communication protocol is designed in consideration of design factors for the safety network. The design factors include a network topology of star, fiber-optic transmission media, synchronous data transfer mode, point-to-point link configuration, and a periodic transmission schedule etc. The resulting protocol is the modification of IEEE 802.15.4 (LR-WPAN) MAC combined with IEEE 802.3 (Fast Ethernet) PHY. The MAC layer of IEEE 802.15.4 is simplified by eliminating some unnecessary (unctions. Most importantly, the optional TDMA-like scheme called the guaranteed time slot (GTS) is changed to be mandatory to guarantee the periodic data transfer. The proposed protocol is formally specified using the SDL. By performing simulations and validations using Telelogic Tau SDL Suite, we find that the proposed safety protocol fits well with the characteristics and the requirements of the safety system in nuclear power plants.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제7권3호
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• pp.103-108
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• 2007

In this paper, a low-power 2.4 GHz front-end for sensor network application (IEEE 802.15.4 LR-WPAN) is designed in a 0.18 um CMOS process. A power supply circuit with a novel temperature-compensation scheme is presented. The simulation and measurement results show that the front-end (LNA, Mixer) can achieve a voltage gain of 35.3 dB and a noise figure(NF) of 3.1 dB while consuming 5.04 mW (LNA: 2.16 mW, Mixer: 2.88 mW) of power at $27^{\circ}C$. The NF includes the loss of BALUN and BPF. The low-IF architecture is used. The voltage gain, noise figure and third-order intercept point (IIP3) variations over -45$^{\circ}C$ to 85$^{\circ}C$ are less than 0.2 dB, 0.25 dB and 1.5 dB, respectively.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1493-1499
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• 2007

센서 네트워크 환경에서 실시간 응용이 원활하게 동작하기 위해서는 센싱 노드에서부터 싱크 노드까지의 실시간 전송이 요구된다. 기존의 혼잡 제어 기 법들은 센서 네트워크에서 혼잡 문제를 해결하기 위한 방법들을 제안하였으나 보고주기를 변경하거나 중간노드에서 전송을 억제하는 방식이므로 전송 지연 발생이 가능하여 실시간 센서네트워크 응용에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 실시간 데이터에 대해 전송 지연을 감소시키고 throughput을 증가시킬 수 있는 새로운 메커니즘을 제안하였다. 이 메커니즘에서는 데이터를 실시간성을 기준으로 분류하여 실시간성을 유지하고 있는 데이터를 우선 처리하고 실시간성을 잃은 데이터는 비실시간성 데이터와 함께 처리토록 하였다. 또한 본 논문에서 제안한 전송 지연 개선 기법을 IEEE 802.15.4 MAC 계층에 적용하기 위해 수정된 프레임 포맷도 함께 제안하였다. 또한 본 논문에서 제안한 기법을 적용하는 경우 전송지연 및 throughput 측면에서 어느 정도의 성능개선이 이루어지는지를 확인하기 위해 ns-2를 기반으로 시뮬레이션을 수행하였으며 본 논문에서 제안한 기법이 실시간성이 중요한 응용에 적용될 경우 기존의 기법에 비해 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.