• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권7호
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• pp.3066-3079
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• 2016

Recent years have witnessed a dramatic increase in topology research of wireless sensor networks (WSNs) where both energy consumption and survivability need careful consideration. To balance energy consumption and ensure survivability against both random failures and deliberate attacks, we resort to complex network theory and propose an energy-aware preferential attachment (EPA) model to generate a robust topology for WSNs. In the proposed model, by taking the transmission range and energy consumption of the sensor nodes into account, we combine the characters of Erdős -Rényi (ER) model and Barabasi-Albert (BA) model in this new model and introduce tunable coefficients for balancing connectivity, energy consumption, and survivability. The correctness of our theoretic analysis is verified by simulation results. We find that the topology of WSNs built by EPA model is asymptotically power-law and can have different characters in connectivity, energy consumption, and survivability by using different coefficients. This model can significantly improve energy efficiency as well as enhance network survivability by changing coefficients according to the requirement of the real environment where WSNs deployed and therefore lead to a crucial improvement of network performance.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권11A호
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• pp.995-1003
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• 2005

센서 네트워크를 구성하는 각 센서 노드는 대체로 크기가 작고 배터리의 용량이 한정되어 있기 때문에 에너지소모를 줄이는 방안이 연구되고 있다. 센서 노드는 자신의 위치에 따라서 이벤트 감지와 데이터 전송 펀수 등에 의해 다른 노드와 서로 다른 에너지 소비율을 보일 수 있으며 노드간의 수명도 다르게 된다. 따라서 특정 노드의 에너지 고갈로 경로 단절에 의해 망의 수명을 단축시킬 수 있다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서 데이터 전송을 위한 경로 선택에 있어, 남아 있는 에너지가 많은 노드 중에 최소 에너지를 소모하는 경로를 선택함으로써 망의 수명을 연장하고 전체적인 에너지 소비율을 비슷하게 유지하는 라우팅 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘의 목적은 센서 네트워크의 수명을 오래 유지하고 각 센서노드의 에너지를 골고루 사용함에 있다. 시뮬레이션을 통해 기존에 제안된 센서 네트워크 라우팅 알고리즘보다 망의 수명이 개선되고 각 노드의 잔류에너지 분포가 더 균일하여 망의 신뢰성이 높아짐을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권10호
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• pp.654-663
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• 2014

셀 커버리지 향상과 단위 면적당 무선 용량의 증대를 위해 셀룰러 이동 통신 시스템에 다양한 크기와 전송전력을 갖는 다수의 네트워크이 혼재하는 이기종 네트워크의 개념이 도입되고 있다. 본 논문에서는 이기종 네트워크의 하향링크에서 모든 셀이 동일한 무선 자원을 공유하고, 일부 소형 셀에서는 백홀 링크의 용량에 제한이 있는 경우를 고려한다. 이 때 모든 사용자의 주어진 트래픽을 정해진 시간 내에 전송해야 하는 QoS요구 사항을 만족시키면서 동시에 전체 시스템에서의 무선 자원 사용량을 최소화 시킬 수 있는 셀 선택 문제를 정식화하고, 그 최적 해를 찾기 위한 분산 알고리즘을 제안한다. 해당 알고리즘은 일부 소형셀의 백홀 링크에서 병목현상이 발생하였을 경우, 백홀 용량에 여유가 있는 인접 셀로 사용자를 오프로딩 하도록 동작함으로써 기존 방식과 대비할 때 제한된 무선 자원 및 백홀 링크 용량에 맞추어 더 많은 사용자의 QoS를 지원할 수 있음을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권12C호
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• pp.1181-1185
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• 2005

MIMO-OFDM 시스템은 차세대 무선 통신 시스템의 성능을 높일 수 있는 효과적인 기술로 고려되어 지고 있다. 이러한 이유로 본 논문에서는 고속 통신에 용이한 VBLAST가 적용된 OFDM 시스템을 고려하였다. OFDM 전송 방식은 고속의 전송률 및 페이딩 극복 특성이 우수한 반면에 높은 PAR 특성으로 인한 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점은 IFFT 수행시 동일 위상의 확률적인 가산으로 인해 시간 축에서 peak power가 발생되기 때문이다. 현재까지 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 PAR 감쇄 기법들이 개발되었고, 그 중 스크램블링 기법이 가장 대표적인 방식으로 사용되어진다. 기존적 스크램블링 방식은 단일 안테나 시스템에 적합하도록 설계되어 있어 다중안테나 시스템에 적용할 경우 매우 복잡한 처리과정을 야기한다. 본 논문에서는 스크램블링 방식 중 구현의 용의성을 고려한 방법인 SLM 방식을 이용하여 MIMO-OFDM 시스템에서의 효율적인 PAR 감쇄 기법을 제안한다. 제안된 기법은 사이드 정보를 매우 정확하게 검출해 낼 수 있어 전체적인 시스템의 성능에 향상을 가져온다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.1329-1336
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• 2015

저전력 CMOS 카메라 기술의 발전으로 농업용 모니터링, 자연환경 감시 등의 다양한 비디오 센서네트워크 응용들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 응용들에서 핵심 기술은 영상을 어떻게 압축하고 전송할 것인가에 대한 것이다. 일반 센서 데이터에 비해 영상 데이터는 양이 크기 때문에 특히 트래픽에 대한 정확한 예측이 이루어져야만 광범위한 네트워크 자원을 효과적으로 관리할 수 있다. 본 논문에서는 비디오 센서 네트워크 환경에서 비디오 트래픽을 정확하게 예측하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 영상의 복잡도를 측정하고 이 값을 적응적으로 트래픽 예측에 적용함으로써 기존의 방법들 보다 정확하게 압축 영상의 트래픽 양을 예측할 수 있다. 실험결과는 적응적 복잡도 예측을 이용한 제안하는 방법이 기존 방법에 비해 12% 이상 정확하게 결과 비트량을 예측하는 것을 보여준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.49-59
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• 2014

최근 무선 센서 네트워크(WSN)이 침입 탐지와 생태, 환경, 대기, 산업, 교통, 화재 감시 등에 다양하게 적용되어 사용되고 있다. 본 논문에서는 에너지 효율적인 클러스터링 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 수신전력을 바탕으로 하여 최적위치의 클러스터헤드를 선출하고 이를 통해 균일한 클러스터사이즈를 가지도록 한다. 또한 최대 깊이가 제한된 MST를 이용한 라우팅 트리를 구성하고 멀티 홉 전송을 통해 센서 노드의 위치에 관계없이 균일한 에너지 소모를 유도하도록 하였다. 이를 통해 제안 알고리즘은 기존의 LEACH나 HEED에 비해 노드의 에너지 소모를 감소시키고 균등한 에너지 소모를 유도하여 네트워크 수명을 증대시킬 수 있다. 시뮬레이션 결과 제안 알고리즘이 공평한 에너지 소모를 통해 네트워크 수명을 증대시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권3호
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• pp.169-179
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• 2014

차량 간 통신을 이용한 안전 서비스 제공을 위해서 차량 간에 서로의 위치정보 획득이 중요한 이슈가 되고 있다. 이를 위해서 주기적으로 메시지를 발생 시키고 주변 차량의 위치 변화를 감지하여 운전자에게 안전 서비스를 제공한다. 하지만 차량의 밀도가 높은 환경에서 주기적인 위치정보 메시지의 잦은 발생으로 인해 네트워크 채널이 포화 상태가 되어 송/수신에 문제가 발생한다. 본 논문은 시분할 슬롯을 이용하여 브로드캐스팅하며 차량의 속도를 이용하여 도로 위 차량 밀도를 예측하여 시분할 슬롯의 수, 전파세기를 조절하여 향상된 통신 상태를 만드는 방법을 제안한다. 네트워크 시뮬레이터를 통한 성능 평가 결과, 기존의 경쟁 모드에서 브로드캐스팅 했을 때 보다 수신율은 약 40%의 향상 보여주었고 채널 접근 시간은 10ms에서 0.23ms 로 감소한 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.1011-1017
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• 2004

UWB(Ultra Wideband) 기술은 초고속통신, 고정밀의 위치정보시스템 등을 구현하기 위하여 500 MHz 이상의 광대역 주파수 자원이 요구되고 있다. UWB 신호의 에너지는 DC로부터 수 GHz까지 광대역 특성을 갖기 때문에, 현재 사용되고 있는 통신시스템들과의 간섭에 대한 분석이 필수적이라고 할 수 있지만 아직까지 국내에서 UWB 신호와 Cellular CDMA(Code Division Mutiple Access) 이동통신과 WCDMA(Wideband CDMA)와 간섭에 대한 연구가 이루어지고 있지 않다. 본 논문에서는 임펄스 방식과 DS-CDMA(Direct Sequence-CDMA) 방식의 UWB 신호원과 국내 이동통신 서비스중 Cellular CDMA와 WCDMA의 간섭에 관하여 측정을 하고 분석하였다. 본 논문의 결과로부터, 임펄스 방식에 비해 DS-CDMA방식의 UWB 신호는 이동통신시스템에 간섭효과가 크지 않다는 사실을 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.1811-1819
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• 2013

본 논문에서는 무선통신에서의 시스템 성능을 향상시키기 위해 협력통신에서 매우 중요한 도움노드를 선정하는 방법에 대하여 연구를 수행하였다. 본 논문에서 제안한 BT-COMAC (busy tone cooperative MAC) 프로토콜은 사후(reactive) 도움노드 선정기법을 채용하였으며, 기존 기법의 장점을 극대화하면서 단점을 보완한 새로운 협력통신용 MAC 프로토콜이다. 컴퓨터 모의실험을 통해 성능평가를 수행하였으며, 시스템 처리량과 채널 액세스 지연시간을 성능평가 척도로 사용하였다. 모든 통신노드들이 통신영역 내에서 독자적으로 움직이는 이동성 모델을 사용하였으며, 슬로우 페이딩 채널 환경에서 수신 전력을 기반으로 전송속도를 결정하는 방법을 사용하였다. 성능평가 결과 본 논문에서 제안한 기법이 기존 방식에 비해 시스템 처리량 측면에서 최대 15% 정도 성능개선을 달성한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권6A호
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• pp.547-554
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• 2010

UWB(Ultra-Wideband)는 낮은 전력으로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선 통신 기술로써 주파수 부족 현상을 넘어서서 신규 기술을 도입할 수 있는 획기적인 기술 방식이다. 본 논문에서는 UWB 전송방식 중 하나인 MB-OFDM(Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 기반으로 열악한 채널 환경을 극복할 수 있도록, 시공간 블록 부호(STBC, Space Time Block Code)와 순환 지연 다이버시티(CDD, Cyclic Delay Diversity)기법이 결합된 STCDD 협력 전송 기법 및 적응적 DF 중계 기술을 제안한다. 제안된 STCDD 협력 전송 기법은 기존의 STBC를 사용하는 수신기에서도 구조 변경 없이 바로 적용 가능하며 기존의 STBC 협력 전송 기법에 비해 향상된 성능을 보인다. 또한, 다중 홉 환경에서 순환 중복 검사를 통해 중계 채널의 상태를 파악하고, 중계 채널의 상태에 따라 적응적으로 DF 중계 기술을 선택함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.