• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.580-581
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• 2018

에너지 하베스팅 무선센서네트워크에서 end-to-end delay를 줄이기 위해 멀티홉 라우팅기법을 적용한 매체접근제어 프로토콜 들이 연구되었다. 실제 환경에서는 소비되는 에너지 보다 충분히 많은 에너지 수집이 어려운 상황이 많이 발생하게 된다. 따라서 멀티홉 전송에서 전력이 고갈되지 않고 노드들이 안정적으로 데이터를 릴레이 할 수 있도록 하는 MAC프로토콜의 설계가 요구된다. 본 논문에서는 네트워크 수명을 증가시키기 우해 잔여전력과 에너지 수집율에 따라 릴레이노드를 선택할 수 있는 전력효율적인 MAC프로토콜을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 성능을 비교분석하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2011년도 제44차 하계학술발표논문집 19권2호
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• pp.63-66
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• 2011

본 논문에서는 현재 3GPP에서 진행되고 있는 차세대 이동통신 기술 표준, 즉 LTE 시스템의 하향링크 전송방식의 수신성능을 향상시키기 위해 기지국(BS)과 단말(MS) 사이에 릴레이(RS) 설치를 제안하고, BS의 위치와 설치된 RS의 거리를 각각 500m, 1000m로 하고 RS의 전송방식을 OFDMA와 SC-FDMA를 선택함으로써 수신성능을 높이기 위한 연구를 수행하였다. 연구결과 RS의 위치가 BS와 가까울수록 RS에서는 SC-FDMA를 사용하는 것이 좋게 나왔고, 반대로 BS와 RS의 거리가 멀어질수록 RS에서는 OFDMA를 사용하는 것의 성능이 좋은 것으로 나왔다. 또한 BS와 MS 거리의 중심지역에서는 그 상황에 맞는 전송방식을 사용함으로써 시스템의 수신성능을 향상시킬 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권8호
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• pp.2666-2687
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• 2022

As a new alternative communication scheme in 5G, unmanned aerial vehicle (UAV) is used as a relay in the remote base station (BS) for assistant communication. In order to ameliorate the quality of the backhaul link, a UAV backhaul transmission scheme based on improved Nash equilibrium (NE) strategy is proposed. First, the capacity of air-to-ground (A2G) channel by the link preprocess is maximized. Then, the maximum utility function of each UAV is used as the basis of obtaining NE point according to the backhaul channel and the backhaul congestion. Finally, the improved NE strategy is applied in multiple iterations until maximum utility functions of all the UAVs are reached, and the UAVs which are rejected by air-to-air (A2A) link during the process would participate in the source recovery process to construct a multi-hop backhaul network. Simulation results show that average effective backhaul rate, minimum effective backhaul rate increases by 10%, 28.5% respectively in ideal A2G channel, and 11.8%, 42.3% respectively in fading channel, comparing to pure NE strategy. And the average number of iterations is decreased by 5%.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.342-351
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• 2008

본 논문에서는 OFDM 기반의 다중 흡 릴레이시스템에서 계층적 프리앰블 구조를 이용하여 물리계층에서 셀 간 핸드오버와 셀 내 핸드오버를 구분함으로써 핸드오버 오버헤드를 줄일 수 있는 새로운 핸드오버 절차를 제안한다. 계층 구조의 프리앰블 설계에 있어서, 기지국을 구분하기 위한 Cell ID와 함께 셀 내 릴레이를 구분하기 위한 Subcell ID의 개념을 제안한다. 셀 간 핸드오버와 셀 내 핸드오버의 판단은 계층 구조의 프리앰블에 의하여 제공되는 신호품질 척도인 CBINR(Carrier of BS to Interference and Noise Ratio)과 CRINR(Carrier of RS to Interference arid Noise Ratio)에 의해 이루어진다. 제안하는 핸드오버 절차를 통해 스캐닝 절차의 간소화와 망 진입 절차의 간략화 또는 생략이 가능하여 핸드오버 오버헤드를 크게 줄일 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.471-476
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• 2015

본 논문에서는 멀티 홉 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 하이브리드(hybrid) MAC 프로토콜을 제안한다. 제안하는 MAC 프로토콜은 경쟁방식(CSMA) 방식과 비경쟁방식(TDMA) 방식을 혼합하여 사용한다. 싱크 노드로부터 멀리 떨어진 센서 노드들은 주로 데이터 측정 임무를 담당하기 때문에 데이터 발생 및 전송 트래픽이 적어 구현이 간단한 경쟁방식을 사용하는 것이 유리하다. 그러나 싱크 노드와 가까운 노드들은 데이터 측정 뿐 만 아니라 relay 노드로 동작하기 때문에 많은 데이터를 전송할 필요가 있으므로 경쟁방식을 사용하면 데이터 패킷의 충돌 및 전송지연이 증가하게 된다. 본 논문에서는 싱크 노드와 1홉 거리의 센서 노드들은 마치 비경쟁방식처럼 슬롯을 할당하여 데이터 패킷을 전송하는 메커니즘을 제안한다. 제안하는 메커니즘은 에너지 및 지연에 효율적인 장점을 가진다. 제안된 MAC 프로토콜은 유사한 다른 프로토콜에 비해 데이터 패킷 전송 지연에서 더 좋은 성능을 보였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.251-252
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• 2008

Throughput and quality-of-service (QoS) over multi-cell environments are two of the most challenging issues that must be addressed when developing next generation wireless network standards. Currently, multiple-input/multiple-output (MIMO), inter-cell coordination and multi-hop relay technologies are viable options for improving channel capacity or coverage extension. Nevertheless, severe QoS degradation occurs in the outer region of multi-cells due to significant interference from neighboring cells or relay stations, thereby limiting overall performance. Therefore, we propose a scheme which adapted to hybrid relaying.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권11호
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• pp.763-770
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• 2014

무선 센서 네트워크를 위한 전통적인 계층기반 라우팅 프로토콜인 LEACH 방법은 센서 노드들의 에너지 소비가 싱크 노드까지의 거리에 비례하여 증가하기에 불균일한 에너지 소비패턴을 보인다. 센서 필드가 큰 경우 이를 해결하기 위하여 멀티 홉 라우팅에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 기존의 연구에서는 클러스터 헤드로부터 단순히 가장 가까운 노드를 중계 노드로 선택하여 멀티 홉 경로를 구성하는데 반하여, 본 논문에서 제안하는 LEACH-CHT 방법은 최종 목적지인 싱크 노드까지의 전체 전송 에너지를 최소화 하는 경로를 선택한다. 본 논문의 방법은 클러스터 헤드가 매 홉에서 싱크 노드까지의 최소 비용 경로를 선택함으로써 추가적인 에너지 소비 없이 클러스터 헤드 자신보다 싱크 노드에서 멀리 위치한 노드들이 중간 경로 상에서 제외 되도록 하며 라우팅 상의 looping 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안하는 방법이 노드들의 에너지 소모를 보다 균일하게 함으로써 LEACH보다 센서 노드의 평균 수명을 36% 더 연장하였고 참고한 기존의 멀티 홉 프로토콜들보다 12% ~ 36% 더 연장함으로써 성능이 더 뛰어나다는 것을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권4호
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• pp.1075-1089
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• 2024

In this paper, the optimizations of multi-hop cooperative molecular communication (CMC) system in cylindrical anomalous-diffusive channel in three-dimensional enviroment are investigated. First, we derive the performance of bit error probability (BEP) of CMC system under decode-and-forward relay strategy. Then for achieving minimum average BEP, the optimization variables are detection thresholds at cooperative nodes and destination node, and the corresponding optimization problem is formulated. Furthermore, we use conjugate gradient (CG) algorithm to solve this optimization problem to search optimal detection thresholds. The numerical results show the optimal detection thresholds can be obtained by CG algorithm, which has good convergence behaviors with fewer iterations to achieve minimized average BEP compared with gradient decent algorithm and Bisection method which are used in molecular communication.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권7호
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• pp.1547-1568
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• 2013

Wireless body area network (WBAN) is an emerging short-range wireless communication network with sensor nodes located on, in or around the human body for healthcare, entertainment and ubiquitous computing. In WBANs, energy is severely constrained which is the prime consideration in the medium access control (MAC) protocol design. In this paper, we propose a novel MAC protocol named Energy-efficient Relay MAC with dynamic Power Control (ERPC-MAC) to save energy consumption. Without relying on the additional devices, ERPC-MAC employs relaying nodes to provide relay service for nodes which consume energy fast. Accordingly the superframe adjustment is performed and then the network topology can be smoothly switched from single-hop to multi-hop. Moreover, for further energy saving and reliability improvement, the dynamic power control is introduced to adjust the power level whenever a node transmits its packets to the coordinator or the relaying node. To the best of the authors' knowledge, this is the first effort to integrate relay, topology adjustment and power control to improve the network performance in a WBAN. Comprehensive simulations are conducted to evaluate the performance. The results show that the ERPC-MAC is more superior to the existing standard and significantly prolongs the network lifetime.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.1273-1287
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• 2009

Chain-based protocol방법 중의 하나인 PEGASIS는 모든 노드들의 공평한 에너지 소모를 유도 할 수 있지만 BS(Base station)로부터 멀리 떨어진 노드들 중에서 HEAD가 선택될 경우에는 데이터 전송 시에 심각한 에너지 소모와 불필요한 노드들 간의 데이터 이동이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 PEGASIS의 greedy알고리즘을 응용하고, BS를 기준으로 주변 node들과의 거리를 비교하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 프로토콜인 DERP(Distance-based Energy efficient routing protocol)을 제안한다. DERP의 기법은 예비헤드(P-HD)노드를 선택하여 보다 효율적인 클러스터 구조를 생성할 수 있는 방법이다. 아울러 더 큰 센서 필드에서의 확장을 위해서 PEGASIS와 제안방법에서 기본이 되는 single-hop 기반의 통신을 HEAD와 BS와의 거리에 따른 relay노드를 선택함으로서 multi-hop 기반의 통신으로 변환하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 방법을 추가하였다. DERP의 시뮬레이션 결과 값으로 에너지 효율은 기존의 PEGASIS방법에 비해 최고 80%정도까지의 에너지 효율이 있는 것으로 나타났으며, 데이터 전송 지연 역시 감소하는 것으로 확인 되었다.