• Journal of Communications and Networks
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• 제18권2호
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• pp.201-209
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• 2016

In wireless sensor networks (WSNs) duty cycling has been an imperative choice to reduce idle listening but it introduces sleep delay. Thus, the conventional WSN medium access control protocols are bound by the energy-latency tradeoff. To break through the tradeoff, we propose a radio wave sensor called radio frequency (RF) wakeup sensor that is dedicated to sense the presence of a RF signal. The distinctive feature of our design is that the RF wakeup sensor can provide the same sensitivity but with two orders of magnitude less energy than the underlying RF module. With RF wakeup sensor a sensor node no longer requires duty cycling. Instead, it can maintain a sleep state until its RF wakeup sensor detects a communication signal. According to our analysis, the response time of the RF wakeup sensor is much shorter than the minimum transmission time of a typical communication module. Therefore, we apply duty cycling to the RF wakeup sensor to further reduce the energy consumption without performance degradation. We evaluate the circuital characteristics of our RF wakeup sensor design by using Advanced Design System 2009 simulator. The results show that RF wakeup sensor allows a sensor node to completely turn off their communication module by performing the around-the-clock carrier sensing while it consumes only 0.07% energy of an idle communication module.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.1-6
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• 2014

무선 센서 네트워크는 여러 지역에 퍼져 있는 다수의 센서 노드들이 무선 방식으로 연결 되어있는 그물망으로 전 세계에서 연구되고 있는 기술 중 하나이다. 그러나 자원의 제약성, 무선 통신 사용 등, 네트워크 자체적인 특성으로 인해 일반 네트워크에 비해서 보안이 매우 취약하다. 무선 센서 네트워크의 공격법은 크게 도청기반 공격, 위조기반 공격, 서비스 거부 기반 공격으로 나누어지며, 보안법으로 대개의 Sensor Network Application은 전송되는 정보의 도청 또는 수정, 잘못된 정보의 삽입 등 여러가지 공격으로부터 방어를 해야 할 필요가 있다. 이를 위한 기본적인 방법은 암호화 방법, 스위칭 기법 등을 서술 한다.

• ETRI Journal
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• 제33권6호
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• pp.924-934
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• 2011

Sensor networks play an important role in making the dream of ubiquitous computing a reality. With a variety of applications, sensor networks have the potential to influence everyone's life in the near future. However, there are a number of issues in deployment and exploitation of these networks that must be dealt with for sensor network applications to realize such potential. Localization of the sensor nodes, which is the subject of this paper, is one of the basic problems that must be solved for sensor networks to be effectively used. This paper proposes a probabilistic support vector machine (SVM)-based method to gain a fairly accurate localization of sensor nodes. As opposed to many existing methods, our method assumes almost no extra equipment on the sensor nodes. Our experiments demonstrate that the probabilistic SVM method (PSVM) provides a significant improvement over existing localization methods, particularly in sparse networks and rough environments. In addition, a post processing step for PSVM, called attractive/repulsive potential field localization, is proposed, which provides even more improvement on the accuracy of the sensor node locations.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권6호
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• pp.707-716
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• 2009

무선 센서 네트워크는 무작위로 설치된 센서 노드가 스스로 네트워크를 형성하여 수집한 환경 정보를 전송하는 네트워크이다. 센서 노드는 매우 제한된 자원으로 동작하기 때문에 무선 센서 네트워크는 기존 네트워크에서 사용되는 기법을 적용하기 어렵다. 특히 제한된 에너지를 가지고 동작해야 하기 때문에 전송에 소모되는 에너지를 줄이기 위한 연구와 다양한 종류의 데이터를 효율적으로 전송하여 QoS를 향상시키기 위한 기법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존의 연구들이 가졌던 단점을 개선하기 위해 노드에서 소모되는 에너지의 분산과 QoS를 고려한 에이전트 기반의 프레임워크를 제안한다. 에이전트의 행동을 결정하는 정책을 유전자화 시켜 각각의 에이전트가 스스로 자신의 행동을 결정하여 동작할 수 있게 하면서 유전자 알고리즘을 통해 에이전트의 정책을 최적화 할 수 있도록 하였다. NS-2를 이용한 시뮬레이션 결과 기존의 기법에 비해 본 논문에서 제안한 기법이 노드에서 소모되는 에너지를 분산시켜 네트워크의 생존시간을 연장시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한 긴급한 데이터의 전송 성공률을 27%, 긴급하지 않은 데이터의 전송 성공률도 14% 향상시켜 네트워크의 QoS를 향상시켰다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권6호
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• pp.505-513
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• 2009

대부분의 무선 센서 네트워크를 활용한 어플리케이션에서는 네트워크를 설치한 후 언제까지 작동해야 하는 지를 나타내는 목표 수명(target lifetime)을 가진다. 하지만 무선 센서 네트워크는 많은 경우에 각 센서 노드들이 배터리를 이용하여 작동하기 때문에 목표 수명을 만족시키는 것은 쉬운 문제가 아니며 이를 달성하기 위해서는 에너지 효율적인 라우팅 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 목표 수명을 만족시키기 위한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 선형 프로그래밍(Linear Programming)을 이용하여 에너지 효율적인 경로를 찾는 동시에 감지 비율(sensing rate)을 조절함으로써 무선 센서 네트워크의 목표 수명을 만족시킨다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 성능을 다른 기법들의 성능과 비교한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.48-58
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• 2012

다양한 센싱 모듈의 개발과 무선 통신 기술의 발달로 인해, 한정된 통신 능력과 제한된 연산 능력을 갖춘 다수의 센서 노드를 활용하여 무선 센서 네트워크를 구성하는 것이 가능하게 되었다. 이러한 센서 노드는 무인 환경이나 적지와 같은 환경에 배포되기 때문에 보안에 취약하다. 특히 실생활 응용에 사용될 때, 데이터가 노출되면 치명적인 피해를 입을 수 있기 때문에 보안에 대한 고려는 필수적이다. 하지만 기존 네트워크에서의 보안 기법은 센서 노드의 제한된 성능을 고려하지 않기 때문에, 무선 센서 네트워크에 적용하는 것은 한계가 있다. 이러한 점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 무선 센서의 제한된 성능을 고려한 에너지 효율적인 보안 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 원본 데이터의 해독을 어렵게 하기 위해 단-방향 해쉬 함수인 MD5를 기반으로 데이터를 변환 후, 분할하여 다중 경로를 통해 전송함으로써 보안성을 강화하는 것이 가능하다. 성능 평가 결과, 제안하는 기법은 기존 기법의 약 6%의 에너지만 소비하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권3호
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• pp.1307-1313
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• 2017

Sensor networks are composed of provide low powered, inexpensive distributed devices which can be deployed over enormous physical spaces. Coordination between sensor devices is required to achieve a common communication. In low cost, low power and short-range wireless environment, sensor networks cope with significant resource constraints. Security is one of main issues in wireless sensor networks because of potential adversaries. Several security protocols and models have been implemented for communication on computing devices but deployment these models and protocols into the sensor networks is not easy because of the resource constraints mentioned. Memory intensive encryption algorithms as well as high volume of packet transmission cannot be applied to sensor devices due to its low computational speed and memory. Deployment of sensor networks without security mechanism makes sensor nodes vulnerable to potential attacks. Therefore, attackers compromise the network to accept malicious sensor nodes as legitimate nodes. This paper provides the different security models as a metric, which can then be used to make pertinent security decisions for securing wireless sensor network communication.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권2호
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• pp.227-237
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• 2016

Data collection is a key function for wireless sensor networks. There has been numerous data collection scheduling algorithms, but they fail to consider the deep and complex relationship among network lifetime, sink aggregated information and sample cycle for wireless sensor networks. This paper gives the upper bound on the sample period under the given network topology. An optimal schedule algorithm focusing on aggregated information named OSFAI is proposed. In the schedule algorithm, the nodes in hotspots would hold on transmission and accumulate their data before sending them to sink at once. This could realize the dual goals of improving the network lifetime and increasing the amount of information aggregated to sink. We formulate the optimization problem as to achieve trade-off among sample cycle, sink aggregated information and network lifetime by controlling the sample cycle. The results of simulation on the random generated wireless sensor networks show that when choosing the optimized sample cycle, the sink aggregated information quantity can be increased by 30.5%, and the network lifetime can be increased by 27.78%.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권2호
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• pp.57-66
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• 2013

Wireless Sensor Networks consist of small, inexpensive, low-powered sensor nodes that communicate with each other. To achieve a low communication cost in a resource constrained network, a novel concept of signcryption has been applied for secure communication. Signcryption enables a user to perform a digital signature for providing authenticity and public key encryption for providing message confidentiality simultaneously in a single logical step with a lower cost than that of the sign-then-encrypt approach. Ring signcryption maintains the signer's privacy, which is lacking in normal signcryption schemes. Signcryption can provide confidentiality and authenticity without revealing the user's identity of the ring. This paper presents the security notions and an evaluation of an ID-based ring signcryption scheme for wireless sensor networks. The scheme has been proven to be better than the existing schemes. The proposed scheme was found to be secure against adaptive chosen ciphertext ring attacks (IND-IDRSC-CCA2) and secure against an existential forgery for adaptive chosen message attacks (EF-IDRSC-ACMA). The proposed scheme was found to be more efficient than scheme for Wireless Sensor Networks reported by Qi. et al. based on the running time and energy consumption.

• 센서학회지
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• 제19권5호
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• pp.342-348
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• 2010

The wireless sensor networks have been extensively researched. One of the issues in wireless sensor networks is a developing energy-efficient clustering protocol. Clustering algorithm provides an effective way to extend the lifetime of a wireless sensor networks. In this paper, we proposed an energy efficient clustering scheme by adjusting group size. In sensor network, the power consumption in data transmission between sensor nodes is strongly influenced by the distance of two nodes. And cluster size, that is the number of cluster member nodes, is also effected on energy consumption. Therefore we proposed the clustering scheme for high energy efficiency of entire sensor network by controlling cluster size according to the distance between cluster header and sink.