• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권3호
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• pp.312-320
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• 2013

Home evolved Node-B (HeNB), also called a femtocell or a femto base station, is introduced to provide high data rate to indoor users. However, two main problems arise in femtocell networks: (1) Small coverage area of HeNB, which results in limited cell-splitting gain and ping-pong handover (HO) problems and (2) high inter-femtocell interference because HeNBs may be densely deployed in a small region. In this study, an efficient cooperation mechanism called an HeNB-aided virtual-HO (HaVHO) scheme is proposed to expand the coverage area of femtocells and to reduce inter-femtocell interference. The cooperation among neighbor HeNBs is exploited in HaVHO by enabling an HeNB to relay the data of its neighbor HeNB without an HO. The HaVHO procedure is compatible with the existing long term evolution specification, and the information exchange overhead in HaVHO is relatively low. To estimate the signal to interference plus noise ratio improvement, the area average channel state metric is proposed, and the amount of user throughput enhancement by HaVHO is derived. System-level simulation shows that HaVHO has a better performance than the other four schemes, such as lesser radio link failure, lesser ping-pong handover, lesser short-stay handover, and higher user throughput.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권2호
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• pp.36-43
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• 2009

본 논문에서는 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 ARQ 기반 전송을 사용하는 협력도움 라우팅 프로토콜(CRARQ)을 제안한다. 제안된 CRARQ의 주요한 목적은 데이터 전송의 효율과 신뢰성을 함께 향상시키기 위함이다. 제안된 CRARQ의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, CRARQ는 어떤 요구기반 개념을 사용하여 소스와 목적지 사이에 경로를 설정한다. 둘째, CRARQ는 설정된 경로를 따라서 엔트로피 기반 전략을 사용하여 안정된 릴레이를 선택한다. 셋째, 소스와 목적지 사이에 데이터 전송의 신뢰성을 향상시키기 위해서 ARQ 기술기반 협력전송 방법을 사용한다. 마지막으로 제안된 CRARQ의 이론적인 분석 모델을 제안 설명한다. 제안된 라우팅 프로토콜의 성능평가는 시뮬레이션과 이론적인 분석을 통하여 이루어진다. 시뮬레이션과 이론적인 분석 결과는 페킷전송 효율(PDR) 및 Outage Probability에 대한 CRARQ의 향상된 성능을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권8B호
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• pp.904-909
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• 2011

셀 주밍은 트래픽 변화에 따라 기지국의 셀 범위를 적응적으로 변화시킬 수 있도록 한다. 이러한 셀주밍은 안테나 각도 조절, 기지국 클러스터링 혹은 셀 릴레이를 통해 구현될 수 있다. 셀룰러 네트워크는 셀주밍을 이용하여 에너지 효율적으로 셀 범위를 조절하여 기지국에 소비되는 에너지를 절감할 수 있다. 하지만 기지국의 소비 에너지 절감과 사용자 측면에서의 호 단절 확률 간에는 trade-off가 있어 적절한 관리방법이 필요하다. 이를 위해 주기적으로 기지국들의 셀 주밍을 조절하는 방식이 사용되었다. 그러나 이 방식은 일정주기에 따라 동작하기 때문에 동적 특성을 가지는 트래픽의 경우에 적절하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 트래픽 상황에 따라 반주기적 (semi-periodic)으로 기지국의 셀주밍을 관리하는 방식을 제안했다. 이와 관련하여 반주기적 셀주밍을 하는 기지국 선정방법과 그러한 기지국들의 동작방식도 제안했다. 시뮬레이션을 통한 성능평가에서 제안방식이 기존 방식보다 에너지 소비를 절감하면서도 비슷한 수준의 호 단절 확률을 유지할 수 있는 것을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권5호
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• pp.524-532
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• 2012

In this paper, we present the performance evaluation of the reliable cooperative media access control (RCO-MAC) protocol, which has been proposed in [1] by us in order to enhance system throughput in bad wireless channel environments. The performance of this protocol is evaluated with computer simulation as well as mathematical analysis in this paper. The system throughput, two types of average delays, average channel access delay, and average system delay, which includes the queuing delay in the buffer, are used as performance metrics. In addition, two different traffic models are used for performance evaluation: The saturated traffic model for computing system throughput and average channel access delay, and the exponential data generation model for calculating average system delay. The numerical results show that the RCO-MAC protocol proposed by us provides over 20% more system throughput than the relay distributed coordination function (rDCF) scheme. The numerical results show that the RCO-MAC protocol provides a slightly higher average channel access delay over a greater number of source nodes than the rDCF. This is because a greater number of source nodes provide more opportunities for cooperative request to send (CRTS) frame collisions and because the value of the related retransmission timer is greater in the RCO-MAC protocol than in the rDCF protocol. The numerical results also confirm that the RCO-MAC protocol provides better average system delay over the whole gamut of the number of source nodes than the rDCF protocol.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.2187-2192
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• 2016

무선 센서 네트워크의 생존시간을 증가시키기 위하여 중계노드에서의 데이터 병합을 고려한 데이터 중심 라우팅이 필요하다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 센싱 정보의 수집 시간과 노드의 에너지 소비량 간의 트레이드 오프를 고려하여 에너지 소비를 최소화하면서도 빠른 시간 내에 센싱 정보를 수집하는 에너지 효율적인 데이터 중심 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안 하는 라우팅 방식은 먼저 전체 센서 노드 중에서 최대 거리가 최소화가 되도록 만드는 노드를 싱크 노드로 설정한다. 이후 빠른 정보 수집을 위하여 센서 노드와 싱크 노드 간 최대 거리의 증가를 최소화하면서 에너지 소비를 줄이기 위하여 노드간 연결 링크 비용을 최소화하는 방식으로 트리 구조를 확장해나간다. 시뮬레이션 결과, 제안하는 데이터 중심 라우팅 알고리즘은 짧은 정보 수집 시간과 낮은 에너지 소비량을 가지며, 이로 인하여 기존 라우팅 알고리즘 대비 높은 네트워크 에너지 효율을 달성한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.461-472
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• 2007

유비쿼터스 센서 네트워크 (USN)의 노드에서 노드의 에너지가 한정되어 있기 때문에 센서 네트워크의 수명을 연장하기 위해서는 각 노드의 에너지 소모를 가능한 균일하게 하여야 한다. USN에서 라우팅 프로토콜로서 많이 도입이 되어 지고 있는 AODV는 각 노드의 잔여 배터리 전력량을 고려하지 않고 경로를 채택하므로 각 노드의 불균형적인 전력 소모 현상이 심각하게 발생한다. 본 논문에서는 AODV를 수정하여 각 센서 노드의 패킷 중계량에 따라 적응적으로 그 중계량을 제어하여, 특정 노드에 트래픽이 몰리는 것을 방지하고 전체 네트워크의 수명을 높일 수 있는 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘을 센서 네트워크에 적용했을 때, 각 센서 노드의 패킷 중계량이 비슷하게 유지됨으로써 USN의 동작 수명을 높일 수 있음을 검증하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권10호
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• pp.4844-4864
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• 2017

Interference-aware routing protocol design for underwater wireless sensor networks (UWSNs) is one of the key strategies in reducing packet loss in the highly hostile underwater environment. The reduced interference causes efficient utilization of the limited battery power of the sensor nodes that, in consequence, prolongs the entire network lifetime. In this paper, we propose an energy-efficient interference-aware routing (EEIAR) protocol for UWSNs. A sender node selects the best relay node in its neighborhood with the lowest depth and the least number of neighbors. Combination of the two routing metrics ensures that data packets are forwarded along the least interference paths to reach the final destination. The proposed work is unique in that it does not require the full dimensional localization information of sensor nodes and the network total depth is segmented to identify source, relay and neighbor nodes. Simulation results reveal better performance of the scheme than the counterparts DBR and EEDBR techniques in terms of energy efficiency, packet delivery ratio and end-to-end delay.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권5호
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• pp.601-606
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• 2006

복호 후 전달 협력 통신 프로토콜(DFP: Decode-and-Forward Cooperative Communication Protocol)은 하나의 안테나를 쓰는 사용자에게 물리적인 안테나의 증가 없이 다중 안테나 시스템의 강력한 장점을 얻을 수 있는 통신 방법이다. 지금까지는 신호 대 잡음 비율(SNR: Signal to Noise Ratio)이나 경로이득 크기의 루트를 취한 값들을 이용하여 중계 노드에서 복호한 데이터를 전달할지 안 할지를 결정하여 중계 노드에서 부정확한 검파가 되지 않도록 방지하였다. 본 논문에서는 기존의 DFP에서 사용되던 SNR을 대체할 수 있는 LLR(Log-Likelihood Ratio)를 이용하는 방법을 제안하였다. 여러 가지 많은 모의 실험을 통해 레일리 페이딩 환경과 AWGN환경에서 기준 값이나 중계 노드의 위치에 상관없이 LLR기반의 DFP가 SNR기반의 DFP보다 아주 우수한 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.721-727
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• 2016

본 논문에서는 기존 알고리즘에서의 특정 D2D 사용자 분포에 대한 광고확산 효율 저하 문제를 해결하기 위해, D2D 통신 네트워크에서 광고확산 효율을 개선하는 광고확산 알고리즘 기반의 Modified Single Linkage, K-means, 그리고 Gaussian mixture model을 적용한 Expectation Maximization 클러스터링 알고리즘의 적용이 제안되었다. 제안된 클러스터링 알고리즘들을 통해 광고 확산을 위한 목표지역들이 목표그룹으로 클러스터링되고 이를 통해 D2D 전송 단말과 수신 단말 사이의 거리를 기반으로 광고 확산 경로 설정 알고리즘과 릴레이 단말 설정 알고리즘이 적용되어 광고가 연속적으로 전파된다. 본 논문에서는 MATLAB 시뮬레이션을 통해 각 알고리즘의 최대 D2D 릴레이 제한 수와 목표지역과 비목표지역의 사용자 밀집도의 비에 따른 성능을 비교 분석한다.