• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권4호
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• pp.1419-1436
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• 2020

For an energy harvesting sensor network, when the network lifetime is not the only primary goal, maximizing the network performance under environmental energy harvesting becomes a more critical issue. However, clustering protocols that aim at providing maximum information throughput have not been thoroughly explored in Energy Harvesting Wireless Sensor Networks (EH-WSNs). In this paper, clustering protocols are studied for maximizing the data transmission in the whole network. Based on a long short-term memory (LSTM) energy predictor and node energy consumption and supplement models, an uneven clustering protocol is proposed where the cluster head selection and cluster size control are thoroughly designed for this purpose. Simulations and results verify that the proposed scheme can outperform some classic schemes by having more data packets received by the cluster heads (CHs) and the base station (BS) under these energy constraints. The outcomes of this paper also provide some insights for choosing clustering routing protocols in EH-WSNs, by exploiting the factors such as uneven clustering size, number of clusters, multiple CHs, multihop routing strategy, and energy supplementing period.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.207-212
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• 2015

Wi-Fi Direct allows battery powered mobile devices to form a wireless ad hoc network. Since one member of the network called Group Owner (GO) takes the role of managing the network, the network lifetime is mainly affected by the energy efficiency of GO. Hence, Wi-Fi Direct defines power saving schemes that allow GO to save the energy by turning off its radio interface during the periods called absence periods. However, the Wi-Fi Direct specification does not specify how to set parameters (denoted by PS parameters) determining the schedule of the absence periods. In this paper, we therefore propose a novel traffic-aware power saving scheme for Wi-Fi Direct networks. In particular, the proposed scheme estimates the application-level traffic load and adaptively tunes the PS parameters according to the estimated value.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4367-4386
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• 2015

The concept of Internet of Things (IoT) has shed new light on WSN technologies. MAC protocol issues improving the network performance are important in WSNs because of the increase in demand for various applications to secure spectrum resources. Cognitive radio (CR) technology is regarded as a solution to the problems in this future wireless network. In recent years, energy efficiency has become an issue in CR networks. However, few relevant studies have been conducted. In this paper, an energy-efficient non-overlapping channel MAC (ENC-MAC) for CR-enabled sensor networks (CRSNs) is proposed. Applying the dedicated control channel approach, ENC-MAC allows the SUs to utilize channels in a non-overlapping manner, and thus spectrum efficiency is improved. Moreover, the cooperative spectrum sensing that allows an SU to use only two minislots in the sensing phase is addressed to en-hance energy efficiency. In addition, an analytical model for evaluating the performance, such as saturation throughput, average packet delay, and network lifetime, is developed. It is shown in our results that ENC-MAC remarkably outperforms existing MAC protocols.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.109-116
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• 2007

이동 애드 혹 네트워크(mobile ad hoc network)에서 적용되는 대부분의 라우팅 기술은 트래픽 부하를 고려하지 않아 네트워크 혼잡을 야기한다. 또한 이로 인해 트래픽 전송 성능을 저하시키고 네트워크 구성 노드들의 생존시간을 감소시킨다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 모바일 애드 혹 네트워크에서 각 노드의 트래픽 상황을 고려한 리액티브(reactive) 경로 설정 기법을 제안한다. 제안하는 방안은 라우팅 경로 탐색 과정에서 노드의 트래픽 상황을 추정하여 과도한 트래픽이 집중될 경우 해당 노드를 중간 노드로 하는 라우팅 경로 생성을 억제한다. 특히 각 노드 단위로 신규 경로 설정 절차를 수행하기 때문에, 네트워크 전반에 걸친 트래픽 상황을 수집할 필요가 없다. 모의시험을 통해 제안하는 방안이 네트워크 전반에 트래픽을 잘 분산시키고 성능을 향상시키는 것을 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.571-573
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• 2009

이동 애드혹 네트워크(MANET)는 무선네트워크에서 노드들이 제한적인 에너지를 가지고 있기 때문에 보다 효율적인 노드의 관리가 요구 된다. 이러한 MANET에서는 정적인 네트워크에 비해 토폴로지가 자주 변하므로 이동성을 고려한 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜이 요구된다. 기존에 제안 된 CACH(Context-aware Adaptive Clustering Hierarchy)[1]는 하이브리드 라우팅 방식을 분산 클러스터링 기반으로 구성하여 네트워크 수명을 연장하고 지연시간을 감소하였다. 하지만 노드의 밀도증가를 효율적으로 알고리즘에 적용하지 못한 문제점이 있다. 이를 보완하기 위해 본 논문에서는, CACHE(Context-aware Adaptive Clustering Hierarchy and Energy efficient)를 제안한다. CACHE는 노드 밀도 변경에 대해 적응적으로 알고리즘을 적용할 수 있도록 클러스터 구성을 수정하여, CACH가 갖는 노드 밀도 문제를 개선하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.249-258
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• 2022

A disc cutter is an excavation tool on a tunnel boring machine (TBM) cutterhead; it crushes and cuts rock mass while the machine excavates using the cutterhead's rotational movement. Disc cutter wear occurs naturally. Thus, along with the management of downtime and excavation efficiency, abrasioned disc cutters need to be replaced at the proper time; otherwise, the construction period could be delayed and the cost could increase. The most common prediction models for TBM performance and for the disc cutter lifetime have been proposed by the Colorado School of Mines and Norwegian University of Science and Technology. However, design parameters of existing models do not well correspond to the field values when a TBM encounters complex and difficult ground conditions in the field. Thus, this study proposes a series of machine learning models to predict the disc cutter lifetime of a shield TBM using the excavation (machine) data during operation which is response to the rock mass. This study utilizes five different machine learning techniques: four types of classification models (i.e., K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machine, Decision Tree, and Staking Ensemble Model) and one artificial neural network (ANN) model. The KNN model was found to be the best model among the four classification models, affording the highest recall of 81%. The ANN model also predicted the wear rate of disc cutters reasonably well.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제8권1호
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• pp.7-18
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• 2016

Several authentication methods have been developed to make use of tokens in the mobile networks and smart payment systems. Token used in smart payment system is genearated in place of Primary Account Number. The use of token in each payment transaction is advantageous because the token authentication prevents enemy from intercepting credit card number over the network. Existing token authentication methods work together with the cryptogram, which is computed using the shared key that is provisioned by the token service provider. Long lifetime and repeated use of shared key cause potential brawback related to its vulnerability against the brute-force attack. This paper proposes a per-transaction shared key mechanism, where the per-transaction key is agreed between the mobile device and token service provider for each smart payment transaction. From server viewpoint, per-transaction key list is easy to handle because the per-transaction key has short lifetime below a couple of seconds and the server does not need to maintain the state for the mobile device. We analyze the optimum size of the per-transaction shared key which satisfy the requirements for transaction latency and security strength for secure payment transactions.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권9호
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• pp.677-683
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• 2006

Ad-hoc 무선 네트워크 환경에서 에너지 보유량이 상대적으로 적은 단말은 생존기간이 짧아진다. 단말의 활동이 정지하면 해당 단말을 경유하는 최적의 라우팅 경로도 함께 사라지기 때문에 새로운 대체 경로를 생성해야 한다. 이러한 대체 경로의 생성은 더 많은 단말의 에너지 소모를 촉진하여 활동을 정지하는 단말의 수를 증가시키고, 네트워크의 성능을 저하시킨다. 따라서 에너지 보유량이 적은 단말은 라우팅 경로 생성에 참여시키지 말아야 한다. 본 논문에서는 정지하는 단말의 수를 억제할 수 있도록 단말들의 에너지 보유량을 고려한 새로운 라우팅 프로토콜을 제안한다. 이 라우팅 프로토콜에서는 가능한 경로 각각에서 최소 에너지를 보유한 단말의 에너지 보유량($E_{m}$)에 근거하여 경로를 설정한다. 즉, 흡수가 동일하면 최소 에너지 보유량($E_{m}$)이 최대인 경로를 선택함으로써 에너지 보유량이 적은 단말의 생존기간을 연장한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 프로토콜이 단말의 생존기간을 연장하고, 그것이 대체 경로 생성을 줄임으로써 네트워크의 성능 저하를 방지하는데 효과적임을 보인다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.696-702
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• 2004

찰코지나이드 유리에 첨가된 희토류 원소의 4f 전자 궤도를 구성하는 여기 상태 에너지 준위의 수명은 기지 재료의 단거리 구조 변화뿐만 아니라 중거리 구조 변화에도 매우 민감하다 Pr$^{3+}$ 이온을 첨가한 다양한 조성의 Ge-Sb-Se 계열 찰코지나이드 샘플을 대상으로 Pr$^{3+}$ ($^3$F$_3$, $^3$F$_4$)\$\longrightarrow$$^3$H$_4$천이로부터 발생하는 1.6$\mu\textrm{m}$ 형광의 수명을 측정한 결과, 해당 형광 수명은 mean coordination number가 -2.67이 되는 조성에서 최대 값을 나타내었다. 이는 유리의 구조가 2차원 구조에서 3차원 구조로 전환됨에 따라 희토류 이온의 분포도가 변화하기 때문이며 소위 topological structure 모델과 chemically ordered network모델로써 공유 결합성이 강한 찰코지나이드 유리에 첨가된 희토류 이온의 발광 특성에 대한 해석이 가능하였다. 이러한 결과는 희토류 원소의 분포 및 형광 수명을 단지 찰코지나이드 재료의 성분비만으로 예측할 수 있다는 새로운 관점이 타당함을 의미한다

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.1696-1702
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• 2008

한정된 용량의 배터리에 의존하는 MANET(Mobile Ad-hoc Network)에서는 에너지 효율을 높이기 위한 다양한 클러스터링 기법과 라우팅 알고리즘이 연구되고 있다. 일반적으로 무선 Ad-hoc 네트워크에서는 LEACH와 같은 클러스터 기반의 동적 라우팅 알고리즘이 많이 사용된다. 본 논문에서는 클러스터 내의 각 노드가 가지는 속성을 고려하여 클러스터를 생성하고 노드를 관리하는 TICC(Time Interval Clustering Control) 알고리즘 기법을 제안한다. 제안한 TICC은 노드의 속성 중의 하나인 베터리 값 즉 에너지 값으로 노드의 에너지 레벨을 분류한다. 그리고 분류된 에너지 레벨에 대응하는 시간차 컨트롤 기법을 이용하여 클러스터링 과정을 수행하거나 노드들을 관리한다. 특히 제안한 TICC 알고리즘은 MANET에서 클러스터의 생성, 재생성, 진입 노드 및 이탈 노드의 검출과 관리를 통해 노드의 에너지 관리 효율을 향상시키고 클러스터의 Lifetime을 증가시키는 결과를 보여주었다.