KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권6호
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pp.2644-2657
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2018
To utilize the energy of sensor nodes efficiently and extend the network lifetime maximally is one of the primary goals in wireless sensor networks (WSNs). Thus, designing an energy-efficient protocol to optimize the determination of cluster heads (CHs) in WSNs has become increasingly important. In this paper, we propose a novel energy-efficient protocol based on an improved Grey Wolf Optimizer (GWO), which we refer to as Fitness value based Improved GWO (FIGWO). It considers a fitness value to improve the finding of the optimal solution in GWO, which ensures a better distribution of CHs and a more balanced cluster structure. According to the distance to the CHs and the BS, sensor nodes' transmission distance are recalculated to reduce the energy consumption. Simulation results demonstrate that the proposed approach can prolong the stability period of the network in comparison to other algorithms, namely by 31.5% in comparison to SEP, and even by 57.8% when compared with LEACH protocol. The results also show that the proposed protocol performs well over the above comparative protocols in terms of energy consumption and network throughput.
소규모의 라우팅 구조에 적용된 기존 그룹키 관리 구조는 항상 키 분배에 따른 많은 부하를 갖는 문제점을 갖게 된다. 이에 본 논문에서는 소규모 라우팅 구조에 적합한 PIM-SM 라우팅을 이용하여, 안전한 멀티캐스트 통신이 가능한 그룹키 관리 구조를 제안한다. 제안한 방식은 멀티캐스트 통신 그룹을 RP단위의 부그룹으로 나누고, 각 RP에 부그룹 키 관리자를 부여하여 그룹키를 주고 받도록 한다. 이로서 송/수신자간에 보호채널이 설정되고, 그룹키에 따른 데이터 변환작업이 필요하지 않고 경로 변경에 따른 새로운 키 분배가 불필요하게 되어 데이터 전송시간이 단축되는 장점을 갖게 된다.
본 논문에서는 모바일 에드혹 네트워크에서 멀티미디어 트래픽의 전송특성을 시뮬레이션으로 연구하였다. 시뮬레이션에서는 멀티미디어 트래픽으로 MPEG 비디오 형식의 합성 스트리밍 비디오를 사용하였으며, 합성 스트리밍 비디오는 비디오 스티림 알고리즘을 사용하여 생성하였다. 비디오 합성 알고리즘은 I(intra-coded), P(predicted-coded), B(bidirectional-coded) 프레임 열로 구성되는 특정 GOP(group of pictures) 패턴을 사용하여 MPEG 비디오 스트림에 대응하는 VBR 트래픽을 생성한다. 이 합성 VBR 스트림을 모바일 애드혹 네트워크 상에서 UDP 프로토콜을 사용하여 전송하였으며, 라우팅 프로토콜로는 AODV와 DSR을 사용하였다. 모바일 에드혹 네트워크의 비디오 스트림 전송성능으로서 패킷지연, 패킷전달율 및 수율을 분석하였으며, 데이터 트래픽과 비디오 트래픽의 전송수율을 비교하여 보았다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제9권2호
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pp.244-250
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2011
Gossip is a well-known protocol which was proposed to implement broadcast service with a high reliability in an arbitrarily connected network of sensor nodes. The probabilistic techniques employed in gossip have been used to address many challenges which are caused by flooding in wireless sensor networks (WSNs). However, very little work has yet been done on real-time wireless sensor networks which require not only highly reliable packets reception but also strict time constraint of each packet. Moreover, the unique energy constraining feature of sensor makes existing solutions unsuitable. Combined with unreliable links, redundant messages overhead in real-time wireless sensor networks is a new challenging issue. In this paper, we introduce a Reliable Gossip Zone, a novel fine-tailored mechanism for real-time wireless sensor networks with unreliable wireless links and low packet redundancy. The key idea is the proposed forwarding probability algorithm, which makes forwarding decisions after the realtime flooding zone is set. Evaluation shows that as an oracle broadcast service design, our mechanism achieves significantly less message overhead than traditional flooding and gossip protocols.
무선 센서 네트워크에서 에너지효율은 중요한 이슈가 되고 있다. 따라서 센서 노드들의 에너지 소모를 줄이는 MAC 프로토콜과 라우팅 기법이 필요로 한다. 본 논문에서는 X-MAC 프로토콜을 기반에 가상 동기화 기법 추가 하여 주위 환경에 적응적인 센서 MAC 프로토콜을 제안한다. 가상 동기화 기법은 송신 노드가 수신 노드의 활성시간에 맞추어 데이터를 전송하여 송신 노드에서의 프리앰블 전송 횟수를 줄인다. 검증을 위해 NS-2 시뮬레이터를 사용하였으며, 가상 동기화 기법은 기존의 X-MAC보다 10%정도의 에너지 소비의 에너지 효율성을 향상시켰다.
일반적으로 망의 성능은 경로 설정, 대역폭, 각종 타이머등과 같은 다양한 파라메타에 따라 달라진다. 이러한 파라메타의 설정은 망 설계나 운영상에서 시스템의 효율성이나 안정화 관점에서 적절히 선택하여 적용한다. 그러나, 링크나 노드의 장애, 트래픽 폭주 등과 같은 망 환경에 동적으로 적용하기에는 많은 어려움이 야기된다. 이러한 동적인 변화는 망의 제어와 관리를 통하여 망의 파라메타를 변경시킴으로써 망의 성능을 향상 시킬수 있다. 본 연구에서는 이러한 프로토콜 파라메타와 망의 성능 사이에 관계를 이용하여 망의 전반적인 성능 향상을 위한 성능 관리 모델을 제시한다. 본 연구에서는 ATM 망을 대상으로 하였으며, 경로 설정 파라메타와 대역폭 변경 파라메타가 성능에 영향을 미치는 정도를 조사하여 효율적인 성능 관리 모델을 제시한다.
무선 센서 네트워크에서 공격자는 한 위치에서 패킷을 획득하여 획득한 패킷을 재전송하는 공모 모드에게 터널하는 웜홀 공격을 가할 수 있다. 공격자는 이웃 발견 단계 동안에 웜홀 공격을 가할 수도 있으므로, 웜홀 공격은 라우팅 프로토콜에게 매우 위험하다. 웜홀의 전략적인 배치는 네트워크를 통한 통신에서의 심각한 붕괴를 가져올 수 있다. 본 논문은 센서 네트워크를 위한 훼손 감내하는 터널된 패킷 여과 기법을 소개한다. 제안 기법은 메시지의 홉 수와 메시지에 덧붙여진 암호화된 홉 수와의 비교를 통하여 홉 수가 조작된 메시지를 탐지할 수 있다. 제안 기법은 각 노드에 할당된 보안 정보의 양을 제안함으로써 훼손된 노드를 사용하는 웜홀 공격의 영향을 줄일 수 있다.
Nagaraju, Shamanth;Gudino, Lucy J.;Sood, Nipun;Chandran, Jasmine G.;Sreejith, V.
ETRI Journal
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제42권3호
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pp.351-365
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2020
Directional sensor networks (DSNs) can significantly improve the performance of a network by employing energy efficient communication protocols. Neighbor discovery is a vital part of medium access control (MAC) and routing protocol, which influences the establishment of communication between neighboring nodes. Neighbor discovery is a challenging task in DSNs due to the limited coverage provided by directional antennas. Furthermore, in these networks, communication can only take place when the beams of the directional antennas are pointed toward each other. In this article, we propose a novel multiple token-based neighbor discovery (MuND) protocol, in which multiple tokens are transmitted based on an area exploration algorithm. The performance of the protocol is evaluated using the Cooja simulator. The simulation results reveal that the proposed MuND protocol achieves lower neighbor discovery latency, with a 100% neighbor discovery ratio, and has a relatively low communication overhead and low energy consumption.
MIPv6의 경로 최적화 모드는 이동노드와 대응노드사이의 직접적인 통신을 위해 제안되었다. 그러나 경로 최적화 모드는 뛰어난 효율성에도 불구하고 다양한 보안위협을 초래하였고, 그 결과 바인딩 갱신 과정을 보호하기 위한 보안 프로토콜들이 개발되었다. 특히, 2005년도에 강현선과 박창섭이 제안한 Kang-Park 프로토콜은 홈에이전트 중심의 독창적인 보안 프록시 구조를 바탕으로 이동노드의 연산 부담을 최소화하는 동시에 보안성을 강화하였다. 이러한 장점에도 불구하고 Kang-Park 프로토콜은 보안성과 효율성측면에서 문제점을 드러내었다. 본 논문에서는 강력한 CoA 유효성 검증과 이른 바인딩 갱신 기법을 통해 Kang-Park 프로토콜의 문제점을 개선한다. 또한, 기존 프로토콜들과의 비교를 통해서 개선 프로토콜이 우수함을 보인다.
무선 환경에서 단말의 이동성을 지원하는 데는 현재의 인터넷 프로토콜은 많은 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 모바일 IP가 등장했지만, 삼각형 라우팅, 각 호스트의 홈 IP 주소의 필요성, 그리고 터널링 관리 등의 문제점이 존재한다. 또한, 실시간 멀티미디어 트래픽은 무선 환경에서는 fast hand-off, 낮은 지연, 높은 대역폭의 활용률 등을 요구한다. SIP는 멀티미디어 응용에서 효율적으로 무선 단말의 이동성을 지원해 줄 수 있으며, 차세대 네트워크(NGN)에서 멀티미디어 서비스 및 호 설정 프로토콜로서 각광 받고 있다. 본 논문에서는 차세대 네트워크의 표준을 따르는 JAIN 기술을 기반으로 멀티미디어 응용에서 효율적으로 무선 단말의 이동성을 지원하고. 차세대 네트워크 표준에 부합되는 SIP 시스템의 프레임 워크를 설계한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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