• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.198-204
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• 2012

무선센서 네트워크의 계층구조형 클러스터링 알고리즘은 센서노드의 효율적인 관리를 위해서 다양한 분야에 사용하고 있다. 계층형 클러스터링 구조에 많이 사용되는 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)는 확률 함수식을 사용하기 때문에 클러스터 헤드노드의 선출 개수가 일정하지 않다. 본 논문에서는 LEACH 알고리즘의 단점을 보완하여 매 라운드마다 고정된 개수의 클러스터 헤드노드를 선출하는 i-LEACH 알고리즘을 제안한다. i-LEACH(improved-LEACH)는 BS이 고정된 개수의 클러스터 헤드노드를 선출하여 네트워크 전체에 통보하기 때문에 클러스터링 구성과정의 네트워크 트래픽량을 줄일 수 있고, 네트워크의 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다. 제안한 i-LEACH와 LEACH를 시뮬레이션 한 결과 i-LEACH에서는 클러스터 헤드노드의 선출과정이 제외되었기때문에 LEACH 보다 소비된 전력량은 25%, 네트워크 트래픽 량은 16% 향상되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.941-948
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• 2016

본 논문은 LEACH-Mobile를 사용하여 병원에서 환자들의 위치와 센서 데이터의 지속적인 수집을 시뮬레이션 하고자 한다. LEACH-Mobile(: Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)은 기존의 LEACH프로토콜에서 mobile노드를 추가하여 이동성을 향상시킨 프로토콜이다. LEACH-Mobile은 LEACH에서 이동성이 개선되었지만, 기존 LEACH보다 소모되는 에너지의 양이 더 많다. 여기서 LEACH-Mobile을 사용하는 이유는 병원의 모니터링시스템은 대체적으로 cctv나 간호사들의 주기적인 확인으로 이루어진다. 하지만 대부분의 병원은 환자수에 비해 간호사의 수가 적다. 그렇기에 간호사가 보지 못한 사이에, cctv의 사각에서 일어나는 사고에 환자가 다칠 가능성이 있다. 그래서 위치와 센서 데이터를 5개의 상황으로 지속적으로 수집하는 시뮬레이션을 하였고, 그 결과는 병원에서의 환자들의 동선 관리를 보다 효율적으로 하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권2호
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• pp.373-377
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• 2022

무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용 되어지고 있다. 무선 센서 네트워크는 보안, 군사감지, 환경관리, 산업제어, 홈 자동화 등 많은 영역에 적용된다. 하지만 네트워크를 구성하는 노드의 제한된 에너지에 한계로 활용범위가 제한되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 대표적 라우팅 프로토콜 중 LEACH-C를 기반으로 네트워크의 전송을 개선하여 에너지를 효율적으로 사용하는 LEACH-CCBD(Low Energy Adaptive Clustering hierarchy - Centrailized with Cluster and Basestation Distance) 알고리즘을 제안한다. LEACH-CCBD 알고리즘은 클러스터 구성시 멤버노드들의 클러스터 소속에 대하여 멤버 노드로부터 클러스터의 거리와 클러스터 노드로부터 기지국까지의 거리를 합산한 값을 비교하여 선정 우선순위를 두어 클러스터 헤드를 소속시키는 기법이다. 제안한 LEACH-CCBD는 Matlab 시뮬레이션을 이용하여 각 프로토콜에 대한 성능 결과를 확인하였다. 실험결과 에너지 효율성이 LEACH, LEACH-C 알고리즘보다 우수함을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.125-129
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• 2015

무선센서네트워크의 효율적인 에너지 사용과 개별 노드의 수명 증가는 센서 네트워크의 효율적인 운영을 위해 매우 중요한 요소이며 많은 라우팅 프로토콜들이 네트워크 수명을 최대화하기 위해 개발되고 있다. 특히 Wendi Heinzelman에 의해 제시된 LEACH프로토콜은 간단하고 효율적인 클러스터링 기반의 라우팅 프로토콜로 잘 알려져 있다. 그러나 LEACH프로토콜은 총 데이터 전송 량이 불규칙한 네트워크에서 효율이 떨어지게 되므로 클러스터의 안정도가 낮아지게 된다. 그러므로 본 논문에서는 클러스터링 기반의 라우팅 프로토콜에서 개선된 확률적 클러스터 헤드선출 방법을 제안한다. LEACH프로토콜과 HEED프로토콜에 대해 조사해보고 LEACH프로토콜에 새로운 확률적 클러스터 헤드 선출방법을 적용하고 비교하여 개선된 점을 보여준다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.111-116
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• 2009

LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Heirarchy)는 한정된 에너지를 가지는 무선 센서 네트워크에서 에너지 소비를 최소화하기 위한 대표적인 계층적 프로토콜이다. LEACH 에서는 노드들의 균형적인 에너지 소비를 위해 확률적으로 랜덤(Random)하게 클러스터 헤드를 결정한다. 이를 개선한 LEACH-C에서는 평균에너지 잔량을 구해 이를 넘는 노드를 중심으로 헤드를 선정하여 네트워크의 전체 주기를 늘리고자 하였다. 그러나 라운드가 지속될수록 에너지 평균잔량 및 네트워크 환경이 변화하기 때문에 이를 고려한 프로토콜 개선이 필요하다. 본 논문에서는 LEACH, LEACH-C에서 소모되는 에너지를 고려하지 않은 라운드타임 때문에 낭비되는 에너지를 줄이기 위한 새로운 라운드타임 설정을 제시하였다. 또한 클러스터 헤드 선정을 위해 임계값을 선정하여 이를 기준으로 라운드 설정 및 헤드 설정을 하였다. 실험결과를 통해 기존 프로토콜에 비해 향상된 성능을 보였고, 향후 이를 더 확대하여 다양한 환경에 적용해 보고자 한다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제7권1호
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• pp.30-35
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• 2015

The most important factor within the wireless sensor network is to have effective network usage and increase the lifetime of the individual nodes in order to operate the wireless network more efficiently. Therefore, many routing protocols have been developed. The LEACH protocol presented by Wendi Hein Zelman, especially well known as a simple and efficient clustering based routing protocol. However, because LEACH protocol in an irregular network is the total data throughput efficiency dropped, the stability of the cluster is declined. Therefore, to increase the stability of the cluster head, in this paper, it proposes a stochastic cluster head selection method for improving the LEACH protocol. To this end, it proposes a SH-LEACH (Stochastic Cluster Head Selection Method-LEACH) that it is combined to the HEED and LEACH protocol and the proposed algorithm is verified through the simulation.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권5호
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• pp.629-636
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• 2009

무선 센서 네트워크에 사용되는 센서들은 제한된 배터리에 의해서 가동되며 배터리의 수명이 다하면 센서 네트워크가 정상적으로 동작할 수 없으므로 각 센서들의 에너지를 효과적으로 사용하는 라우팅 기법이 사용되어야 한다. 이러한 라우팅 기법 중에 가장 널리 알려진 기법이 LEACH와 PEGASIS 기법이나 LEACH(혹은 LEACH-C) 기법은 헤드 노드의 전력 소모가 심하여 다른 노드보다 먼저 수명을 다하는 단점이 있으며 PEGASIS 기법은 LEACH 기법보다 성능이 우수한 것으로 알려져 있으나 소스 노드에서 싱크노드로 데이터를 전송하기 위해 매우 긴홉을 통과하여 데이터가 전달되기 때문에 전송시간이 길고 싱크 노드에 가까운 노드들의 에너지 소모가 급격하게 진행된다는 단점이 있다. 본 논문에서는 LEACH의 클러스터링 기법과 PEGASIS 기법 체인연결 기법을 혼합하여 사용함으로써 센서네트워크를 보다 오래 사용할 수 있는 하이브리드 기법을 제시하였으며 LEACH-C 기법보다는 33% PEGASIS 기법보다는 18%의 성능의 향상을 가져올 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.47-56
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• 2012

본 연구에서는 센서 네트워크용 병렬 시뮬레이터인 PASENS(Parallel SEnsor Network Simulator)를 이용하여 센서 네트워크에 이용되는 라우팅 알고리즘 중에서 계층적 라우팅 프로토콜의 대표적인 방식인 LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)와 그의 변형인 TL-LEACH(Two Level Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy), M-LEACH(Multihop Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy), 그리고 LEACH-C(LEACH-Centralized)의 전력 소모량과 데이터의 수신율을 비교하고 분석하였다. 시뮬레이션을 이용한 분석 결과에 따르면, M-LEACH 라우팅 프로토콜의 경우에는 여러 센서 노드들을 통하여 데이터가 전달되기 때문에 일정한 크기 이상의 넓은 공간에서 높은 수신율을 보였으며, LEACH-C 라우팅 프로토콜은 싱크 노드(서버)가 전체 센서 노드의 잔여 에너지와 위치를 고려하여 클러스터 헤드를 결정하기 때문에 좁은 공간에서 보다 오랜 수명을 필요로 하는 센서 네트워크를 구축하는데 가장 효율적이라는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.139-145
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• 2015

본 논문은 무선 센서 네트워크의 계층형 라우팅 프로토콜 중 대표적인 알고리즘인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)의 원거리 전송 시의 에너지 효율이 급감하는 현상을 개선하기 위하여 DL-LEACH(Dual-hop Layered LEACH) 프로토콜을 제안한다. 이는, 데이터 전송에 듀얼 홉(dual hop : 싱글 홉 + 멀티 홉) 방식을 도입하여 근거리 전송에서는 부분적 싱글 홉 방식을, 원거리 전송에는 클러스터 헤드 간의 멀티 홉 전송 방식을 도입하였다. 제안된 DL-LEACH는 듀얼 홉 전송 방식을 사용하여 원거리 전송의 경우에는 클러스터 헤드의 에너지 소모를 줄이고, 근거리 전송의 경우에는 전송 루틴을 단순화하고 전송 거리를 줄여 센서 노드의 에너지 효율을 증가시켰다. 그러므로 일반적인 LEACH에 비교하여 넓은 센서 필드에 적합하다. 제안된 방법을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권2B호
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• pp.76-81
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• 2008

LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)는 무선센서 네트워크의 가장 중요한 요구사항인 에너지 소비를 최소화하기 위해 제안된 대표적인 계층 기반 구조를 갖는 프로토콜이다. LEACH 프로토콜을 사용하는 센서 네트워크는 여러 클러스터로 구성되며, 각 클러스터는 데이터를 감지하는 멤버 노드와 멤버 노드로부터 전송된 데이터를 수집하여 기간망과 연동된 싱크 노드에게 전달하는 헤드 노드로 구성된다. LEACH의 헤드 노드는 멤버 노드의 전송 데이터 보유 유무에 관계없이 TDMA 슬롯을 할당함으로서 헤드 노드가 라운드 전 기간에 활성 모드로 동작하는 비효율성을 갖고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 송신 데이터를 보유하고 있는 노드에게만 슬롯을 할당함으로서 LEACH의 에너지 사용 효율을 향상시키는 방안을 제안한다. 제안 방식의 성능 확인을 위한 ns-2 시뮬레이터 기반의 모의실험 결과, 제안 방식이 기존 LEACH 방식과 비교하여 시간 경과에 따른 생존 노드 수 및 노드의 에너지 소비량 측면에서 LEACH 보다 우수함을 확인하였다.