• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.157-164
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• 2008

본 논문에서는 센서 노드들이 트리(tree) 구조를 가지며 주기적인 트래픽을 전송하는 무선센서 네트워크에서 싱크 노드로 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 스케줄링 알고리즘을 치안한다. 관련 연구[1]에서는 주기적인 트래픽을 효율적으로 전송하는 알고리즘을 제안하였으나, 트리구조가 깊어지고, 자식 노드들이 많아짐에 따라 에너지 소모가 증가하고, 데이터 처리율이 떨어지는 문제점을 보였다. 제안하는 알고리즘은 유휴 타임 슬롯(Time Slot)을 활용하고, 데이터를 중복되지 않게 전송함으로 효율적인 모니터링을 가능케 한다. 또한 유사 데이터에 대한 효율적인 전송 방안 및 긴급 데이터가 발생할 경우 EDP(Emergency Data Period)를 추가하여 전송대기시간을 줄이게 하는 방법도 제안하고자 한다. 성능 분석을 통하여 제안하는 알고리즘이 기존연구보다 더 높은 데이터 처리율을 보이고, 에너지 소모를 적게 함을 보였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제15권5호
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• pp.116-124
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• 2016

차량 내 수 많은 센서 노드들이 무선 데이터를 전송할 때 충돌을 검출하고 해결하기 위한 매체접속제어 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 데이터 전송 시작 후 랜덤하게 충돌 검출 슬롯을 하나 선택하여 전송을 잠시 멈추고, 해당 채널을 센싱하여 다른 노드와의 충돌 여부를 에너지 레벨과 jam 신호 검출을 통하여 확인한다. 제안 방안은 이러한 충돌 검출 과정을 여러 번 수행함으로써 각 충돌 검출 단계에서 충돌을 인지한 노드는 걸러지고, 다음 단계에서는 살아남은 노드만 경쟁을 계속하여 충돌 해결 확률을 획기적으로 증가시킨다. 시뮬레이션 결과, 다수의 충돌 검출 단계를 사용한 제안 방식이 기존 경쟁 프로토콜보다 우수한 처리율을 갖는다. 또한 충돌 검출 단계의 개수와 충돌 검출 슬롯의 개수에 따라 제안 방안의 성능 변화를 살펴보고 최적 파라미터를 도출하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.890-910
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• 2014

This paper investigates the spectrum hole utilization of cooperative schemes for the two-way relaying model in order to improve the utilization efficiency of limited spectrum holes in cognitive radio networks with imperfect spectrum sensing. We propose two specific bidirectional secondary data transmission (BSDT) schemes with two-step and three-step two-way relaying models, i.e., two-BSDT and three-BSDT schemes, where the spectrum sensing and the secondary data transmission are jointly designed. In the proposed cooperative schemes, the best two-way relay channel between two secondary users is selected from a group of secondary users serving as cognitive relays and assists the bi-directional communication between the two secondary users without a direct link. The closed-form asymptotic expressions for outage probabilities of the two schemes are derived with a primary user protection constraint over Rayleigh fading channels. Based on the derived outage probabilities, the spectrum hole utilization is calculated to evaluate the percentage of spectrum holes used by the two secondary users for their successful information exchange without channel outage. Numerical results show that the spectrum hole utilization depends on the spectrum sensing overhead and the channel gain from a primary user to secondary users. Additionally, we compare the spectrum hole utilization of the two schemes as the varying of secondary signal to noise ratio, the number of cognitive relays, and symmetric and asymmetric channels.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.111-117
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• 2011

본 논문에서는 무선센서 네트워크에서 전송될 데이터의 QoS를 인지하여 이를 지원하는 다중 계층 QAML-MAC(QoS Aware Multi-layer MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 노드들의 에너지를 효율적으로 사용함으로 전체 네트워크의 수명을 늘이는 방법 중의 하나인 sleep-awake 구조를 기반으로 한다. 이를 위하여 노드에 입력되는 데이터를 전송 응급성에 따라 우선순위 클래스로 나누어 저장한다. 또한 cross-layer 개념을 도입하여 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈한다. 제안된 MAC 프로토콜은 기존 관련 프로토콜의 문제점인 지연(delay)을 줄이는 동시에 실시간의 멀티미디어 트래픽 혹은 미리 정해진 필드 모니터링과 같은 응용에서 임계값을 초과하는 데이터와 같은 우선순위가 높은 데이터를 빠르게 전송함으로써 전송에 응급한 데이터를 먼저 전송할 수 있는 장점을 가진다. 뿐만 아니라 각 노드에서 전송할 우선순위 데이터가 존재하지 않을 경우 idle listen에 있어서 다중의 계층을 사용함으로 데이터전송에서의 충돌을 줄임으로 노드에서 소모하는 에너지를 줄이며, 결국 전체 네트워크 수명을 늘일 수 있는 장점을 가진다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제36권4호
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• pp.292-305
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• 2009

무선 센서 네트워크는 산업 공정 제어, 기계 및 자원 관리, 환경 및 서식지 모니터링 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그리고 이러한 분야들에서 무선 센서 네트워크를 사용하는 주된 목적 중 하나는 이벤트 탐지이다. 사용자의 요청에 따른 다수의 이벤트를 탐지하기 위해서는 센서 데이터와 이벤트의 조건들과의 조인(Join) 연산이 필요하다. 만약 이벤트의 조건들이 너무 많고 그에 비해 센서 노드의 저장용량이 작을 경우, 센서 노드에 이벤트의 조건들을 저장하여 인-네트워크 조인(In-Network Join)을 할 수 가없다. 본 논문에서는 다수의 이벤트 조건들과 센서 노드의 제한적인 저장 용량을 고려하여, 에너지 효율적으로 다중 이벤트 탐지를 할 수 있는 조건 병합 기반의 인-네트워크 조인 방법을 제안하고자 한다. 이 방법은 원래의 이벤트 조건들 중에 일부를 병합된 조건으로 대체함으로써, 전체 이벤트의 조건의 개수를 줄인다. 메시지 전송에 대한 예측 모델을 만들어서 조건 병합의 대상을 선택하는 알고리즘에 적용하였다. 실험을 통하여 제안한 예측 모델에 대한 검증을 하고, 기존의 방법에 비해서 제안한 방법의 성능이 우수함을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권11A호
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• pp.1021-1033
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• 2008

최근 무선 센서 네트워크를 통해 멀티미디어 데이터를 전송하고자 하는 노력이 늘고 있다. 무선 센서 네트워크는 저 전력 소형 노드를 이용하며, 낮은 전송 속도를 갖는 네트워크이다. 하지만 멀티미디어 데이터는 비교적 큰 용량을 가지며, 전송 시 지연에 민감한 특성을 갖는다. 그러므로 무선 센서 네트워크를 이용하여 멀티미디어 데이터를 전송하는 것은 어려운 일이 아닐 수 없다. 따라서 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 멀티미디어 데이터 전송을 위해 경로의 겹침이 없는 노드 독립적인 (Node-Disjoint) Multi-path Routing방법을 제안한다. 대용량의 데이터 전송 시 기존의 Single-path Routing 방법은 하나의 경로만을 사용하기 때문에 특정 노드에 부하를 가중시켜 데이터 손실이나 지연을 야기 시킬 수 있지만, 본 논문에서 제안하는 TinyONDMR(Tiny Optimized Node-Disjoint Multi-path Routing)방법은 서로 분리된 다른 경로에 데이터를 분산시켜 전송함으로써, 네트워크의 성능을 향상시킨다. 또한 Multi-path를 찾기 위한 라우팅 과정에서 발생하는 라우팅 오버헤드를 줄여 네트워크 부하를 감소시킨다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2007년도 학술대회
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• pp.279-282
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• 2007

Typically a wireless sensor network consists of a number of nodes that sense surrounding environment and collaboratively work to process and route the sensing data to a sink or gateway node. We propose an architecture with support of multiple routers in IPv6-based Low-power Wireless Personal Area Network (6LoWPAN). Our architecture provides traffic load balancing and increases network lifetime as well as self-healing mechanism so that in case of a router failure the network still can remain operational. Each router sends its own Router Advertisement message to nodes and all the nodes receiving the messages can select which router is the best router with the minimum hop-count and link information. We have implemented the architecture and assert our architecture helps in traffic load balancing and reducing data transmission delay for 6LoWPAN.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5286-5306
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• 2016

Emerging applications in automation, medical imaging, traffic monitoring and surveillance need real-time data transmission over Wireless Sensor Networks (WSNs). Guaranteeing Quality of Service (QoS) for real-time traffic over WSNs creates new challenges. Rapid penetration of smart devices, standardization of Machine Type Communications (MTC) in next generation 5G wireless networks have added new dimensions in these challenges. In order to satisfy such precise QoS constraints, in this paper, we propose a new cross-layer QoS-provisioning strategy in Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs). The network layer performs statistical estimation of sensory QoS parameters. Identifying QoS-routing problem with multiple objectives as NP-complete, it discovers near-optimal QoS-routes by using evolutionary genetic algorithms. Subsequently, the Medium Access Control (MAC) layer classifies the packets, automatically adapts the contention window, based on QoS requirements and transmits the data by using routing information obtained by the network layer. Performance analysis is carried out to get an estimate of the overall system. Through the simulation results, it is manifested that the proposed strategy is able to achieve better throughput and significant lower delay, at the expense of negligible energy consumption, in comparison to existing WMSN QoS protocols.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.70-79
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• 2011

결함이 발생하는 센서 네트워크 환경에서 데이터 전송의 신뢰도와 집계질의의 정확도를 보장하기 위해 각 센서 노드들에 유일한 비트 식별자를 할당하고, 이를 이용한 다중 경로 라우팅 기법이 제안되었다. 하지만 기존 다중 경로 라우팅 기법은 네트워크 토폴로지 변경 시 발생하는 노드 식별자의 재할당에 따른 높은 갱신비용이 발생한다. 본 논문에서는 데이터의 중복 집계를 방지하는 동시에 식별자 갱신 비용을 줄이는 새로운 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 우수성을 보이기 위해 시뮬레이션을 통해 기존 기법과 성능을 비교평가 하였다. 그 결과, 제안하는 기법은 네트워크 결함에 따른 복구에 필요한 데이터 전송량을 평균 95% 감소시켰고 단위 질의당 데이터 전송량을 최대 22% 감소시켰다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권6호
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• pp.2456-2467
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• 2018

Wireless multimedia sensor networks (WMSNs) require real-time quality-of-service (QoS) guarantees to be provided by the network. The end-to-end delay is very critical metric for QoS guarantees in WMSNs. In WMSNs, due to the transmission errors incurred over wireless channels, it is difficult to obtain reliable delivery of data in conjunction with low end-to-end delay. In order to improve the end-to-end delay performance, the system has to drop few packets during network congestion. In this article, our proposal is based on optimization of end-to end delay for WMSNs. We optimize end-to-end delay constraint by assuming that each packet is allowed fixed number of retransmissions. To optimize the end-to-end delay, first, we compute the performance measures of the system, such as end-to-end delay and reliability for different network topologies (e.g., linear topology, tree topology) and against different choices of system parameters (e.g., data rate, number of nodes, number of retransmissions). Second, we study the impact of the end-to-end delay and packet delivery ratio on indoor and outdoor environments in WMSNs. All scenarios are simulated with multiple run-times by using network simulator-2 (NS-2) and results are evaluated and discussed.