• Journal of Communications and Networks
• /
• 제18권5호
• /
• pp.784-795
• /
• 2016

In this paper, we investigate the resource allocation problem in time-varying heterogeneous wireless networks (HetNet) with multi-homing user equipments (UE). The stochastic optimization model is employed to maximize the network utility, which is defined as the difference between the HetNet's throughput and the total energy consumption cost. In harmony with the hierarchical architecture of HetNet, the problem of stochastic optimization of resource allocation is decomposed into two subproblems by the Lyapunov optimization theory, associated with the flow control in transport layer and the power allocation in physical (PHY) layer, respectively. For avoiding the signaling overhead, outdated dynamic information, and scalability issues, the distributed resource allocation method is developed for solving the two subproblems based on the primal-dual decomposition theory. After that, the adaptive resource allocation algorithm is developed to accommodate the timevarying wireless network only according to the current network state information, i.e. the queue state information (QSI) at radio access networks (RAN) and the channel state information (CSI) of RANs-UE links. The tradeoff between network utility and delay is derived, where the increase of delay is approximately linear in V and the increase of network utility is at the speed of 1/V with a control parameter V. Extensive simulations are presented to show the effectiveness of our proposed scheme.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제12권8호
• /
• pp.1505-1510
• /
• 2008

대규모 무선 센서 네트워크에서 센서 노드들이 배치된 이후에는 에너지 충전이나 노드의 재배치가 매우 어렵고, 일부 센서 노드들의 에너지가 고갈될 경우 전체 네트워크의 분할로 이어진다. 이러한 제한된 조건하에서 효율적인 에너지 소비를 고려한 데이터 전달은 라우팅 프로토콜 설계의 핵심 요소이다. 본 논문에서는 다수의 소스 노드와 이동성 싱크 노드를 가진 무선 센서 네트워크 환경에서 에너지 효율성을 제공하는 계층적 데이터 전달프로토콜인 HDD (Hierarchical Data Dissemination)를 제안한다. 계층적 데이터 전달 프로토콜은 싱크 노드가 데이터 수집의 중심노드라는 점을 착안하여 싱크 노드 중심의 데이터 전달 경로를 구성하고, 이 경로가 이중계층(Two-Tier)통신을 통해 유지 되도록 한다. 실험을 통해 HDD 라우팅 프로토콜과 기존에 제안된 TIDD (Two-Tier Data Dissemination) 라우팅 프로토콜의 전체 소모된 에너지량, 데이터 전송 시간 및 데이터 전송 성공률을 비교 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 제안하는 HDD 라우팅 프로토콜은 TIDD 보다 약 1.5배에서 3배정도의 에너지 절감 효과를 확인할 수 있었다.

• 정보와 통신
• /
• 제28권12호
• /
• pp.50-60
• /
• 2011

Visible light communication(VLC) is one type of short-range, optical, and wireless communication system utilizing light emitting diode(LED) and laser diode(LD) as optical source. In a VLC system, visible light is used as a transmission medium and used to illuminate. Using VLC has a lot of advantages: it is harmless to human body; it transmits with high power, and it has excellent security, a high data rate, and a license free frequency band. With such a unique blend of communication and illumination in one system, the most common application would be an indoor environment. We aim at reviewing key issues in VLC network such as : FOV(field of view), priority MAC, cooperative MAC, link switching, LED-ID technique, cell site diversity, and link recovery.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권10호
• /
• pp.2006-2013
• /
• 2015

본 논문에서는 저전력 무선통신 기반 다중 프로토콜 게이트웨이 시스템 설계를 제안한다. 제안 된 멀티 프로토콜 게이트웨이 시스템은 가로등 전력 제어 및 환경 모니터링을 위한 정보를 수집하여 무선 네트워크와 유선 네트워크를 통해 현장 상황을 실시간으로 모니터링 및 제어 할 수 있도록 설계하였다. 코드분할 다중접속 및 이더넷, 위성 항법장치, 저전력 무선통신 등의 유선 또는 무선통신을 선택적으로 사용한 복합처리와 함께 다중 센서를 이용하여 수집 된 데이터를 저전력 무선통신을 통해 서버로 전송하는 중개 역할을 하도록 설계하였다. 그리고 유지보수 비용 및 하드웨어 교체 용이성을 위해 CPU 및 베이스 보드로 분리하여 설계하였다. 본 논문에서 제안된 다중 프로토콜 게이트웨이 시스템의 전원, 충격, 연속동작 신뢰성 검증결과, 95% 이상의 정상동작 성공률 및 정상적인 연속동작 결과를 얻을 수 있었다. 그리고 전압 강하 및 순간 내성시험, 전도성 RF 전자기장 내성시험에서 평균 A등급의 평가결과를 얻을 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.13-21
• /
• 2009

무선 센서 네트워크 환경에서 네트워크를 구성하는 센서 노드들은 라우팅 및 센싱 역할을 함께 수행해야 하기 때문에 각 센서 노드들은 항상 에너지 부담을 가지고 있다. 이러한 무선 센서 네트워크에 사용되는 센서는 무인으로 동작 되거나 사람이 접근하기 힘든 환경에서 동작하는 경우가 대부분이다. 또한 다량의 센서를 배치하여 무선 센서 네트워크를 형성 하는 경우가 많아 센서 노드의 크기가 작아야 하고, 가격이 저렴해야 하므로 노드에 공급할 수 있는 전원의 양과 데이터 처리 능력에 제한이 있게 된다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드의 전력 소모를 줄이고, 망을 효율적으로 관리할 수 있는 알고리즘과 효율적인 라우팅 프로트콜을 제안하고, 제안한 알고리즘을 LEACH 프로토콜에 적용시켜 에너지 효율성을 검증하였다. Particle Sensor에서 이전 주기에 측정된 값과 현재 주기에 측정된 값을 비교하여 현재 측정된 값이 작거나 같으면 먼지가 감소하고 있다고 가정하고 다음 주기에 sleep모드를 설정해 주어 센서 노드의 에너지 소비를 줄여주는 알고리즘이다. 제안한 알고리즘의 시뮬레이션 결과를 보면 센서 노드의 에너지 소모를 향상시켜 주었고, LEACH 라우팅 프로토콜에 적용시킨 결과 네트워크의 수명을 향상 시켰다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권7호
• /
• pp.1255-1261
• /
• 2016

무선신호로부터 전력을 수집하는 에너지 하베스팅 기술은 센서의 전원 부족 문제를 해결하고, 무선네트워크의 수명을 향상시킬 수 있는 방안으로 최근 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 최적화 기법을 이용하여 에너지 하베스팅이 가능한 인지 라디오 네트워크에서 제 2 사용자의 에너지 효율성을 최대화하기 위한 센싱 시간 및 파워 할당 해를 도출하고, 이를 이용하여 반복 기반의 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 최적의 에너지 효율을 달성함을 보이고, 기존방안(Max rate scheme)과의 비교를 통해 제안 방안의 우수성을 보인다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.18-23
• /
• 2008

This paper describes development of real-time condition monitoring system to observe state of a container crane in a port. To analyze the state of a crane, the strength and the direction of wind are measured with sensors along with the load resulted a crane at the moment. The measured signals are processed by especially developed conditioning board and converted into digital data. Measured data are analyzed to define the state of the crane at an indicator. For transmission of these data to the indicator, we implemented wireless sensor network based on IEEE 802.15.4 MAC(Media Access Control) protocol and Bluetooth network protocol. To extend the networking distance between the indicator and sensor nodes, the shortest path routing algorithm was applied for WSN(Wireless Sensor Network) networks. The indicator sends the state information of the crane to monitoring server through IEEE 802.11 b wireless LAN(Local Area Network). Monitoring server decides whether alarm should be issued or not. The performance of developed WSN and Bluetooth network were evaluated and analyzed in terms of communication delay and throughput.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제14권1호
• /
• pp.1-16
• /
• 2014

In this work, we address the so-called sensor reachback problem for Wireless Sensor Networks, which consists in collecting the measurements acquired by a large number of sensor nodes into a sink node which has major computational and power capabilities. Focused on applications such as Structural Health Monitoring, we propose a cooperative communication protocol that exploits the spatio-temporal correlations of the sensor measurements in order to save energy when transmitting the information to the sink node in a non-stationary environment. In addition to cooperative communications, the protocol is based on two well-studied adaptive filtering techniques, Least Mean Squares and Recursive Least Squares, which trade off computational complexity and reduction in the number of transmissions to the sink node. Finally, experiments with real acceleration measurements, obtained from the Canton Tower in China, are included to show the effectiveness of the proposed method.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.1215-1221
• /
• 2009

본 연구에서는 무선 센서네트워크 환경에서 요구하는 데이터 전달의 신뢰성 향상을 위해 기능성 노드를 제안한다. 생체신호 모니터링을 위해 기존의 지속적인 생체신호 전송시 발생하는 데이터 손실을 줄이기 위해 비정상적인 QRS-complex 검출이 가능한 센서노드를 이용하고, Ad-hoc 네트워크 환경에서 비정상적인 QRS-comoplex 발생시에만 데이터를 전송함으로써 무선 센서네트워크 내에 발생되는 데이터량을 줄일 수 있었다. 본 연구에서 Ad-hoc 환경에서의 기능성 노드를 사용함으로써 그 결과 의료 목적을 위한 무선 센서네트워크에서 전체 패킷발생을 줄여 센서노드의 전력소모를 크게 줄이고 시스템의 신뢰도를 크게 높이는 것으로 확인되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.83-90
• /
• 2010

무선센서네트워크에서는센서노드로부터전송된데이터는채널의노이즈등의요인으로 오류가 일어나기 쉽다. 센서 네트워크는 엄격한 에너지 제안이 있기 때문에 에너지가 효율적인 오류 정정 방법을 사용하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 낮은 전송 전력으로 전송한 데이터를 RS 코드를 적용하는 방식을 제안하고, 시뮬레이션과 실험을 수행한다. RS 코드는 데이터에 추가한 리던던시로 동작한다. 인코드 데이터는 저장되거나 전송될 수 있다. 오류가 발생했을 때 인코드된 데이터는 복원된다. 추가된 리던던시는 디코더에서 수신된 데이터에서 오류가 있는 부분을 감지하고 정정하는 데에 사용된다. RS 코드가 정정할 수 있는 오류의 수는 추가되는 리던던시에 의해 결정된다. 실험 결과 저전력 통신에서의 높은 안정성을 확인하였다. 1분마다 32바이트를 전송할 경우 RS(15,13)은 173.7일, RS(31,27)은 169.1일, RS(63,57)은 163.9일, RS(127,115)는 150.7일, RS(255,239)는 149.7일의 수명을 예측할 수 있었다. 패킷 수신 확률(PRR) 실험에 RS(255,239)를 적용하여 약 3m 전송거리가 증가함을 확인하였다.