• 한국산업정보학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.41-50
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• 2012

무선센서네트워크(WSN)에서 네트워크 수명은 가장 중요한 이슈중의 하나이다. 네트워크 수명연장을 위하여 센서들이 에너지를 효과적으로 사용하도록 설계하는 것이 매우 중요하다. 기존에 제안된 PEGASIS-A는 LEACH와 PEGASIS의 클러스터 구성방식을 개선하기 위해 새로운 체인 토플로지 기법을 사용했다. 하지만 PEGASIS-A는 PEGASIS가 가진 근원적인 문제인 체인설정하기 위한 에너지 소비가 크고, 노드 수가 많아지는 경우 단일 체인이 가지는 확장성의 한계 등의 문제를 그대로 가지고 있다. 또한 LEACH의 에너지 낭비 문제점도 소폭 개선했을 뿐이다. 본 논문에서는 LEACH관련 프로토콜들과 PEGASIS-A의 문제점을 해결할 수 있는 에너지 효율적인 새로운 클러스터링 기법을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 센서노드의 메모리 임계치를 이용하여 계층구조상에서 클러스터를 구성한다. 성능평가 결과 본 논문에서 제안한 프로토콜은 LEACH보다 약 1.8배 그리고 PEGASIS-A 보다 1.5배 오랜 네트워크 생존기간을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권4A호
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• pp.388-398
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• 2011

본 논문은 무선 센서 네트워크에서 이동 노드들의 위치 업데이트로 인한 에너지 소비를 최소화하는 EMSP(Efficient Mobility Support Protocol)을 제안한다. 제안하는 방법은 이동 노드들의 움직임을 고려한 virtual cluster와 클러스터의 균일한 노드 분포를 위한 node split 기법이다. 기존의 제안된 프로토콜은 Invitation phase 동안 이동 노드의 새로운 CH 선택으로 인하여 업데이트 통신비용에 발생한다. 이를 해결하기 위하여 R-tree의 일종인 LUR-tree에서 사용되는 Expanded MBR을 적용하여 업데이트시 발생되는 불필요한 에너지 소비를 감소시킨다. 또한, 제안하는 기법은 기존의 클러스터 노드 밀도 불균형 문제를 해결하기 위해 R-tree에서 사용되는 split algorithm을 적용하였다. 성능 평가 결과, 기존의 제안된 LEACH-C protocol에 비하여 약 40%, M-LEACH protocol에 비하여 에너지 소비가 약 8% 감소하였다. 이는 제안된 기법이 무선 센서 네트워크에서 센서의 수명 연장과 네트워크 확장에 용이하다는 것을 보여준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.127-132
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• 2008

무선 센서 네트워크 기술은 빠르게 발전하고 있으며, 다양한 산업 분야에서 적용이 가능하다. 무선 센서 네트워크는 그 특성상 한 번 배포되면 배터리의 교환이 어렵기 때문에 에너지를 효율적으로 사용하도록 설계되는 것이 매우 중요하다. 이러한 목적을 달성하기 위해 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 센서 네트워크에서 에너지 소비는 전송거리와 보내고자 하는 데이터에 비례한다. LEACH-C와 같은 클러스터 기반라우팅 기법들은 센서 노드들의 클러스터링을 통하여 데이터 전달 거리를 최소화시킴으로서 에너지의 효율성을 얻는다. 하지만 LEACH-C에서는 클러스터링을 구성할 때 클러스터 구성 노드들의 거리 총합만을 고려한다. 본 논문에서는 에너지 사용에 큰 영향을 미치는 기지국과 클러스터 헤드간의 거리를 고려한 클러스터 헤드 선택 알고리즘을 제안한다. 제안 방법은 LEACH-C에 비해 기지국의 위치가 일정 거리 이상 떨어져 있을 경우평균$4{\sim}7%$의 성능 향상 결과를 제공하였다. 이 결과는 클러스터 기반 라우팅 알고리즘에서 클러스터 헤드와 기지국간의 거리를 고려하는 것이 라이프타임 성능 측면에 영향을 미칠 수 있음을 보여 주었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.121-129
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• 2011

센서 네트워크에서 에너지 소비를 최소화하는 것은 가장 중요한 이슈 중 하나이다. 클러스터링 방법 중 LEACH 프로토콜은 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 다수의 클러스터 영역을 분할하는 계층적 방법으로 동작된다. 그러나 LEACH 프로토콜은 매 라운드마다 새로운 클러스터를 구성하기 때문에 클러스터를 구성 할 때마다 소비되는 에너지는 전체 네트워크 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다. 따라서 이 논문에서는 센서네트워크 환경에서 초기 라운드에 클러스터를 형성하고 클러스터헤더 후보노드를 선정하여 에너지 낭비를 해결하였다. 제안 모델은 초기 라운드에는 기존 LEACH보다 26% 에너지 소모가 증가한다. 그러나 라운드가 지속될수록 제안 방법은 최대 35%까지 전체 에너지소비가 감소됨을 네트워크 시뮬레이션 툴(NS-2)를 이용해 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권10호
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• pp.801-807
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• 2013

WSN은 수백에서 수 만개에 달하는 SN들로 구성된다. WSN은 에너지 불균형 문제 해결을 위해 각 라운드마다 클러스터헤드를 새롭게 선택하고, 안전한 통신을 위해 노드 인증방식을 사용하고 있다. 그러나 이런 방법은 각 라운드마다 재-클러스터링을 수행함으로 SN의 오버헤드를 가중시키는 원인이 되고 안전한 통신을 제공하기 위한 인증단계는 빈번히 발생되는 AREQ/AREP 메시지 처리로 노드의 오버헤드를 더욱 가중시키고 있다. 라서 이 논문에서는 WSN 환경에서 에너지 효율적 운영과 신뢰성이 보장된 IDE-LEACH(Identity based Encryption : IDE) 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 기존 LEACH 기반의 프로토콜보다 통신에 평균적으로 20%까지 네트워크 수명을 연장하였고, 통신에 참여하는 모든 노드는 기지국으로부터 인증을 거친 신뢰할 수 있는 노드들로 구성된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권2B호
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• pp.138-147
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• 2012

무선통신기술과 임베디드 기술의 발달로 무선 센서네트워크는 다양한 분야에서 활발하게 응용되고 있기는 하지만, 자원제약적 특성을 가지는 센서 노드와 네트워크 자체의 특성들로 인해 다른 네트워크에 비해 많은 보안 취약점들을 가지고 있다. 이러한 보안 문제를 해결하기위해 암호화나 인증 등의 전통적 보안 메커니즘을 활용할 수 있지만, 잠식된 노드에 의한 공격에는 전통적 보안 메커니즘만으로는 적절히 대응할 수 없다. 따라서 무선 센서네트워크의 적절한 보안환경을 위해서는 2차적 보안 메커니즘이 필요하며, 이는 침입탐지 시스템이 고려될 수 있다. 이에 본 논문에서는 무선 센서네트워크의 클러스터링 라우팅 프로토콜인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)를 대상으로 하여 안전하고 신뢰성 있는 네트워크를 형성할 수 있도록 해 주는 명세기반의 침입탐지 기법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권2호
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• pp.514-537
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• 2020

Wireless sensor network (WSN) is a distributed network composed of many sensory nodes. It is precisely due to the clustering unevenness and cluster head election randomness that the energy consumption of WSN is excessive. Therefore, a many-objective optimization WSN energy balance model is proposed for the first time in the clustering stage of LEACH protocol. The four objective is considered that the cluster distance, the sink node distance, the overall energy consumption of the network and the network energy consumption balance to select the cluster head, which to better balance the energy consumption of the WSN network and extend the network lifetime. A many-objective optimization algorithm to optimize the model (LEACH-ABF) is designed, which combines adaptive balanced function strategy with penalty-based boundary selection intersection strategy to optimize the clustering method of LEACH. The experimental results show that LEACH-ABF can balance network energy consumption effectively and extend the network lifetime when compared with other algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권4호
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• pp.1437-1459
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• 2020

Wireless Sensor Networks (WSN) is a distributed Sensor network whose terminals are sensors that can sense and check the environment. Sensors are typically battery-powered and deployed in where the batteries are difficult to replace. Therefore, maximize the consumption of node energy and extend the network's life cycle are the problems that must to face. Low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) protocol is an adaptive clustering topology algorithm, which can make the nodes in the network consume energy in a relatively balanced way and prolong the network lifetime. In this paper, the novel multi-objective LEACH protocol is proposed, in order to solve the proposed protocol, we design a multi-objective coupling algorithm based on bat algorithm (BA), glowworm swarm optimization algorithm (GSO) and bacterial foraging optimization algorithm (BFO). The advantages of BA, GSO and BFO are inherited in the multi-objective coupling algorithm (MBGF), which is tested on ZDT and SCH benchmarks, the results are shown the MBGF is superior. Then the multi-objective coupling algorithm is applied in the multi-objective LEACH protocol, experimental results show that the multi-objective LEACH protocol can greatly reduce the energy consumption of the node and prolong the network life cycle.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제5권2호
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• pp.24-37
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• 2016

This paper proposes to increase the efficiency of energy in nodes, which rapidly drops during the transmission of the Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH), through the use of dual-hop layered application in the sensor field. Along with introducing the dual-hop method in the data transmission, the proposed single-hop method for short-range transmission and multi-hop transmission method between the cluster heads for remote transmission were also introduced. Additionally, by introducing a partial multi-hop method in the data transmission, a single-hop method for short range transmission method between the cluster heads for remote transmission was used. In the proposed DL-LEACH, the energy consumption of the cluster head for remote transmission reduced, as well as increased the energy efficiency of the sensor node by reducing the transmission distance and simplifying the transmission route for short-range transmission. As compared the general LEACH, it was adapted to a wider sensor field.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3738-3750
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• 2015

Sybil attack is a special kind of attack which is difficult to be detected in Wireless Sensor Network (WSN). So a lightweight detection mechanism based on LEACH-RSSI-ID (LRD) is proposed in this paper. Due to the characteristic of Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) protocol, none of nodes can be the cluster head forever.