• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2029-2046
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• 2016

Energy consumption is an important index in mobile ad hoc networks. Data packet transmission increases among nodes, particularly in big data communication. However, nodes may be unable to transmit data packets because of energy over-consumption. Consequently, information may be lost and network communication may block. While opportunistic network is a kind of mobile ad hoc networks, researchers do not focus on energy consumption in opportunistic network communication. This study proposed an effective sensor energy supply scheme that can be applied in opportunistic networks. This scheme considers nodes sensor requests and communication model. In this scheme, nodes do not only accomplish energy supply in communication, but also extend communication time in opportunistic networks. Compared with the Spray and Wait algorithm and the Binary Spray and Wait algorithm in simulations, the proposed scheme extends communication time, increases data packet transmission, and accomplishes energy supply among nodes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.2111-2131
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• 2015

Tiered wireless sensor network is a network model of flexibility and robustness, which consists of the traditional resource-limited sensor nodes and the resource-abundant storage nodes. In such architecture, collected data from the sensor nodes are periodically submitted to the nearby storage nodes for archive purpose. When a query is requested, storage nodes also process the query and return qualified data as the result to the base station. The role of the storage nodes leads to an attack prone situation and leaves them more vulnerable in a hostile environment. If any of them is compromised, fake data may be injected into and/or qualified data may be discarded. And the base station would receive incorrect answers incurring malfunction to applications. In this paper, an efficient verifiable top-k query processing scheme called EVTQ is proposed, which is capable of verifying the authentication and completeness of the results. Collected data items with the embedded information of ordering and adjacent relationship through a hashed message authentication coding function, which serves as a validation code, are submitted from the sensor nodes to the storage nodes. Any injected or incomplete data in the returned result from a corresponded storage node is detected by the validation code at the base station. For saving communication cost, two optimized solutions that fuse and compress validation codes are presented. Experiments on communication cost show the proposed method is more efficiency than previous works.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권2B호
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• pp.148-158
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• 2011

고정형 센서 노드(고정노드)와 이동형 센서 노드(이동노드)가 상존하는 형태로 무선 센서 네트워크를 구축할 경우 고정노드는 단위공간의 환경 데이터 수집 및 이동 노드를 위한 액세스 포인트 역할, 그리고 이동노드는 이동체에 부착하여 이동체의 실시간 위치인식 및 이동체 내부 상태 정보 실시간 감시가 가능해져 다양한 새로운 서비스가 창출될 수 있다. 이러한 환경에서 이동노드 간 메시지 전송 서비스는 중요한 핵심기술 이나 기존 센서 네트워크 환경에서 이동노드들의 위치 변화는 빈번한 네트워크 토폴로지 재구성을 유발하여 불안정한 통신 환경과 낮은 메시지 전송율의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 다수 이동노드의 이동성을 보장하면서 고정 노드를 경유하는 이동노드 간 비동기 메시지 전송의 확률을 높이기 위한 세 가지 방법을 제안한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.32-38
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• 2012

센서 네트워크에서의 각 노드들은 지리적 위치에 기반을 둔 정보를 처리해야할 경우에 다양한 방법으로 자신의 위치를 알 수 있다. GPS를 이용한 위치 획득 방법은 전파의 가시성을 요구하므로 위치 정보를 획득할 수 없는 경우가 존재하고 비용이 많이들며, 전력소모가 많다. GPS 없이 센서 노드들의 위치를 알아내는 방법은 복잡한 수학적 알고리즘을 요구하며, 위치 추정의 정확도 측면에서 불리하다는 단점을 가지고 있다. AHLoS는 GPS를 이용한 위치 측정과 위치 추정 알고리즘을 모두 사용하는 혼합 방식이다. AHLoS에서 GPS 노드는 GPS로부터 수신한 자신의 위치를 자신과 인접한 GPS 기능이 없는 일반 노드로 방송한다. 일반 노드는 최소한 3개 이상의 이웃 노드의 위치 정보를 수신할 경우 삼각 측량 위치 계산 알고리즘의 반복 수행을 통해 자신의 위치를 계산할 수 있다. 그러나, 센서 네트워크에서 노드 이동성 네트워크 밀도 지리적 조건에 따라 노드가 3개 이상의 이웃 신호를 수신하지 못할 경우가 존재한다. 본 연구에서는 GPS 노드로부터 위치 정보를 3개 이상 직접 수신하기 어려운 저밀도 환경에서 각 센서 노드가 간접적으로 자신의 위치를 획득하는 방법을 제안한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제14권1호
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• pp.123-131
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• 2011

In this paper, modeling and design of a distributed detection system are considered for an active sonar sensor network. The sensor network has a parallel configuration and it consists of a fusion center and a set of receiver nodes. A system with two receiver nodes is considered to investigate a theoretical aspect of design. To be specific, AND rule and OR rule are considered as the fusion rules of the sensor network. For the fusion rules, it is shown that a threshold rule of each sensor node has uniformly most powerful properties. Optimum threshold for each sensor is obtained that maximizes the probability of detection given probability of false alarm. Numerical experiments were also performed to investigate the detection characteristics of a distributed detection system with multiple sensor nodes. The experimental results show how signal strength, false alarm probability, and the distance between nodes in a sensor field affect the system detection performances.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권1호
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• pp.57-71
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• 2009

Networking together hundreds or thousands of cheap sensor nodes allows users to accurately monitor a remote environment by intelligently combining the data from the individual nodes. As sensor nodes are typically battery operated, it is important to efficiently use the limited energy of the nodes to extend the lifetime of the wireless sensor network (WSN). One of the fundamental issues in WSNs is the coverage problem. In this paper, the border coverage problem in WSNs is rigorously analyzed. Most existing results related to the coverage problem in wireless sensor networks focused on planar networks; however, three dimensional (3D) modeling of the sensor network would reflect more accurately real-life situations. Unlike previous works in this area, we provide distributed algorithms that allow the selection and activation of an optimal border cover for both 2D and 3D regions of interest. We also provide self-healing algorithms as an optimization to our border coverage algorithms which allow the sensor network to adaptively reconfigure and repair itself in order to improve its own performance. Border coverage is crucial for optimizing sensor placement for intrusion detection and a number of other practical applications.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권9호
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• pp.2173-2193
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• 2013

In order to reduce the distribution cost of sensor nodes, a mobile sensor deployment has been proposed. The mobile sensor deployment can be solved by finding the optimal layout and planning the movement of sensor nodes with minimum energy consumption. However, previous studies have not sufficiently addressed these issues with an efficient way. Therefore, we propose a new deployment approach satisfying these features, namely a tree-based approach. In the tree-based approach, we propose three matching schemes. These matching schemes match each sensor node to a vertex in a rake tree, which can be trivially transformed to the target layout. In our experiments, the tree-based approach successfully deploys the sensor nodes in the optimal layout and consumes less energy than previous works.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권6호
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• pp.441-450
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• 2010

센서 네트워크는 유무선 네트워크 환경에 다양한 센서를 설치하고 이를 통해 데이터를 감지하며 감지된 데이터를 응용서비스 서버와 연동하는 기술로 최근 다양한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 센서 네트워크는 센서 노드 자체의 제약점 때문에 메모리와 처리 능력, 에너지 수명에 제한을 가지며 그럼으로써 센서 네트워크 자체에 보안상의 취약점이 존재한다. 그러므로 센서 네트워크의 기술에 있어서 보안에 관한 연구가 매우 중요하며 센서의 계산 능력 또한 고려되어야 할 부분이다. 본 논문에서는 위와 같은 특징을 반영하여 일반 센서 노드들과 충분한 저장 공간과 계산 능력을 갖는 노드인 클러스터 헤더가 있는 이종의 센서로 네트워크를 구성하고 키 관리 기법 중 하나인 PCGR(Predistribution and local Collaboration-based Group Rekeying) 기법을 기반으로 하여 안전한 그룹 통신을 위한 그룹키 갱신 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 센서 노드 측에서 클러스터 헤더로부터 받은 새로운 키 정보를 인증하도록 하여 오염된 키 정보로 인해 네트워크의 안전성이 위협받는 상황을 최소화함으로써 보안성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 즉, 그룹키를 갱신할 때, 클러스터 헤더는 노드가 보내주는 노드의 부분 정보를 검증함으로써 노드의 무결성을 확인하고 그룹키를 갱신하며 갱신된 그룹키는 다시 노드들에게 보내져서 노드들에 의해 재검증됨으로써 클러스터 헤더가 공격받았는지 아닌지에 대한 여부를 검사한 후 안전하게 그룹키를 갱신할 수 있도록 한다. QualNet 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 제안한 기법이 네트워크의 보안성을 높임은 물론 오버헤드 및 에너지 소모량이 기존의 그룹키 관리 기법보다 효율적임을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.422-429
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• 2013

Advances in wireless sensor network (WSN) technology have enabled small and low-cost sensors with the capability of sensing various types of physical and environmental conditions, data processing, and wireless communication. In the WSN, the sensor nodes have a limited transmission range and their processing and storage capabilities as well as their energy resources are limited. A triple umpiring system has already been proved for its better performance in WSNs. The clustering technique is effective in prolonging the lifetime of the WSN. In this study, we have modified the ad-hoc on demand distance vector routing by incorporating signal-to-noise ratio (SNR) based dynamic clustering. The proposed scheme, which is an efficient and secure routing protocol for wireless sensor networks through SNR-based dynamic clustering (ESRPSDC) mechanisms, can partition the nodes into clusters and select the cluster head (CH) among the nodes based on the energy, and non CH nodes join with a specific CH based on the SNR values. Error recovery has been implemented during the inter-cluster routing in order to avoid end-to-end error recovery. Security has been achieved by isolating the malicious nodes using sink-based routing pattern analysis. Extensive investigation studies using a global mobile simulator have shown that this hybrid ESRP significantly improves the energy efficiency and packet reception rate as compared with the SNR unaware routing algorithms such as the low energy aware adaptive clustering hierarchy and power efficient gathering in sensor information systems.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.679-682
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• 2023

무선센서 네트워크에서 센서 노드간의 통신 연결 실패는 계속된 연결 시도를 유발하여 많은 전력 손실이 발생한다. 본 논문에서는 CH(Cluster Head) 노드와 통신되는 센서 노드 사이의 적정 거리를 제한하여, 2차원 평면상에 적정 크기의 클러스터 그룹이 형성되도록 하였다. 클러스터 크기의 균일화를 위해 최단 거리에 존재하는 센서 노드들이 서로 통신하여 멤버 노드를 구성하고 근접한 노드를 모아서 클러스터가 형성되도록 하였다. 제안한 클러스터 균일화 알고리즘을 기반으로 클러스터링을 위한 최단 거리 기반의 클러스터링 방식에 대한 클러스터 균일화 개선율을 시뮬레이션 결과로 나타내었다. 제안한 방식은 네트워크의 클러스터 균일성을 약 30% 향상시킬 수 있다.