• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4883-4901
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• 2016

Energy efficiency in Wireless Sensor Networks (WSNs) is very appealing research area due to serious constrains on resources like storage, processing, and communication power of the sensor nodes. Due to limited capabilities of sensing nodes, such networks are composed of a large number of nodes. The higher number of nodes increases the overall performance in data collection from environment and transmission of packets among nodes. In such networks the nodes sense data and ultimately forward the information to a Base Station (BS). The main issues in WSNs revolve around energy consumption and delay in relaying of data. A lot of research work has been published in this area of achieving energy efficiency in the network. Various techniques have been proposed to divide such networks; like grid division of network, group based division, clustering, making logical layers of network, variable size clusters or groups and so on. In this paper a new technique of group based WSNs is proposed by using some features from recent published protocols i.e. "Energy-Efficient Multi-level and Distance Aware Clustering (EEMDC)" and "Energy-Efficient Multi-level and Distance Aware Clustering (EEUC)". The proposed work is not only energy-efficient but also minimizes the delay in relaying of data from the sensor nodes to BS. Simulation results show, that it outperforms LEACH protocol by 38%, EEMDC by 10% and EEUC by 13%.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권3호
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• pp.1313-1336
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• 2020

Cognitive radio (CR) is regarded as an effective approach to avoid the inefficient use of spectrum. However, CRNs have more special security problems compared with the traditional wireless communication systems due to its open and dynamic characteristics. Primary user emulation attack (PUEA) is a common method which can hinder secondary users (SUs) from accessing the spectrum by transmitting signals who has the similar characteristics of the primary users' (PUs) signals, and then the SUs' quality of service (QoS) cannot be guaranteed. To handle this issue, we first design a multiple-phase energy detection scheme based on the cooperation of multiple SUs to detect the PUEA more precisely. Second, a joint SUs scheduling and power allocation scheme is proposed to maximize the weighted effective capacity of multiple SUs with a constraint of the average interference to the PU. The simulation results show that the proposed method can effectively improve the effective capacity of the secondary users compared with the traditional overlay scheme which cannot be aware of the existence of PUEA. Also the good delay QoS guarantee for the secondary users is provided.

• ETRI Journal
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• 제45권2호
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• pp.213-225
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• 2023

Physical layer security (PLS) can improve the security of both terrestrial and nonterrestrial wireless communication networks. This study proposes a simplified framework for nonterrestrial cyclic prefixed orthogonal variable spreading factor (OVSF)-encoded multiple-input and multiple-output nonorthogonal multiple access (NOMA) systems to ensure complete network security. Various useful methods are implemented, where both improved sine map and multiple parameter-weighted-type fractional Fourier transform encryption schemes are combined to investigate the effects of hybrid PLS. In addition, OVSF coding with power domain NOMA for multi-user interference reduction and peak-toaverage power ratio (PAPR) reduction is introduced. The performance of $\frac{1}{2}$-rated convolutional, turbo, and repeat and accumulate channel coding with regularized zero-forcing signal detection for forward error correction and improved bit error rate (BER) are also investigated. Simulation results ratify the pertinence of the proposed system in terms of PLS and BER performance improvement with reasonable PAPR.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1B호
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• pp.95-105
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• 2010

IEEE 802.15.4는 물리 계층(PHY)과 매체 접근 계층(MAC)을 정의하는 표준으로서, 저속도 무선 개인 통신망(Low Rate Wireless Personal Area Networks, LR-WPANs)을 위한 표준 중 하나이다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 장치간의 저가격, 저속도 유비쿼터스 통신을 지향하기 때문에 PHY/MAC의 구현에 있어서 고도화된 최적화가 중요한 요구사항이라 할 수 있다. 최근 IEEE 802.15.4 MAC 프로토콜의 성능 분석에 대한 많은 연구가 진행되었으며, 이를 반영하여 송수신기는 가격 및 성능의 장점이 있는 SoC로 구현되는 추세이다. 이러한 구현 과정에서 CSMA-CA 및 MAC 프레임의 처리와 같은 표준에서 명시한 MAC의 세부 기능들은 성능의 향상을 위해 하드웨어 지향의 Low-MAC과 이를 이용한 소프트웨어 기반의 상위 MAC으로 구현된다. 본 논문은 IEEE 802.15.4 LR-WPAN의 물리계층과 매체 접근 계층 간의 최적화를 위해 Hardwired Low-MAC (HL-MAC)과 상태 기계 (State Machine)를 통해 작은 코드 사이즈와 향상된 에너지 효율을 갖는 최적화 프로토콜을 구현방법을 제안하고자 한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.1367-1383
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• 2007

센서 네트워크는 스스로 감지하고 계산하고 무선으로 서로 통신할 수 있는 기능을 갖춘 센서들로 이루어진 네트워크이다. 센서 네트워크의 특징들로는 네트워크가 자체적으로 관리가 되어야 한다는 것과 배터리 전원이여서 전력의 효율성을 크게 고려해야 한다는 것이 있다. 센서 네트워크에서 생성되는 많은 양의 연속적인 데이터에 대하여 여러 개의 질의들을 동시에 처리해야 하는 경우에 전력의 효율성을 극대화시켜야 한다. 본 연구에서는 센서 네트워크에서 감시 목적의 미리 정의된 다중 질의들에 대해 색인을 두어 다중 질의 처리 성능을 높이고 메모리와 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 기법을 제안한다. 공간 색인 기법 중에서 이진 탐색트리에 기반한 데이터 구조로서 각 레벨별로 차원이 반복되어 각 차원을 분할시키는 k-d 트리와, 공간을 계층적 구조로 자르며 겹침 관계를 줄인 R-트리의 변형인 R+-트리를 기반으로 하여 이들의 응용 및 융합을 통해 다중 질의를 색인하는 새로운 트리인 SMILE 트리를 제안한다. 질의들에 대한 SMILE 트리를 구성하여 센서 네트워크에서 생성되는 스트림 데이터에 대하여 관련된 질의를 탐색하도록 하면 질의를 순차 탐색하는 것과 비교하여 경우에 따라서는 평균 탐색시간을 약 50% 정도로 줄일 수 있다.

• 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.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권5호
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• pp.37-43
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• 2009

광대역 무선 및 이동 통신망에서의 스트리밍 비디오 서비스는 최근 학계와 산업계로부터 많은 주목을 받고 있다. 특히, 모바일 와이맥스 (IEEE 802.16e) 네트워크 환경은 높은 전송율과 유연성있는 서비스 품질을 제공할 수 있기 때문에 이러한 스트리밍 서비스가 특히 매력적이다. 그러나 압축 비디오 시퀀스가 갖는 무선 및 이동망 오류 채널에 대한 민감성을 고려할 경우에, OFDMA 부반송파 물리 채널에서의 오류 발생으로 인해 화면 내의 메크로블록 또는 슬라이스 일부가 손상을 받을 수 있음에 주목할 필요가 있다. 본 논문에서는 교차 계층 설계를 기반으로하여 OFDMA 부반송파 채널 특성에 적응적인 모바일 스트리밍 서버를 소개한다. 이 스트리밍 서버 시스템은 기지국의 기존 스케줄러, 패킷 배열/재조립, 부반송파 할당 전략 등의 변경없이 낮은 신호 세기를 갖는 부반송파에서도 스트리밍 비디오의 품질 악화를 줄이는데 효과적이다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권12호
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• pp.409-414
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• 2015

제한된 에너지 자원으로 동작하는 무선 센서 네트워크에서는 에너지 소비를 최소화하여 통신하는 방법이 중요한 연구 주제이다. 클러스터 헤드를 가진 구분되는 클러스터 안에 센서 노드를 그룹으로 묶는 클러스터링은 에너지 절약에 가장 효과적인 기술로 알려져 있다. 그러나 클러스터 기반 무선 센서 네트워크에서 클러스터 헤드나 게이트웨이는 수집된 정보를 싱크로 보내는 역할 등을 수행하기 때문에 더 많은 에너지를 소비하게 된다. 부적절한 클러스터의 구성은 게이트웨이에 오버로드를 가중시켜 전체 네트워크의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 에너지 효율을 높이고 네트워크 수명을 향상시키기 위하여 새로운 부하 균형 클러스터링 모델을 제시하고 이를 분기한정 알고리즘과 다중시작 지역탐색 알고리즘을 설계하여 기존에 제시된 부하 균형 클러스터링 모델과 비교한 후 성능 측정 실험 후 결과를 제시한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권4호
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• pp.43-51
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• 2010

본 논문에서는, 실내 환경 LED-ID 통신 시스템에서의 고속 데이터 전송을 위한 라인코딩 기법에 대해 연구하였다. LED-ID 기술은 LED를 통해 방사되는 가시광을 이용한 차세대 통신 시스템으로, 유비쿼터스 네트워크 서비스 구축 시 에너지 절감 효과를 가져올 수 있다. 또한 LED-ID 통신 시스템은 기존 인프라를 활용하여 고출력 전송이 가능하며 유지 보수 비용을 절감할 수 있다. 그러므로, 기존 RF 시스템에 비해 실내 무선 통신 구축에 있어서 다양한 장점을 가진다. 이러한 장점을 바탕으로, 본 논문에서는 실내 환경의 LED-ID 통신 채널을 분석하고, 분석된 채널에 적합한 라인 코딩 (NRZ, AMI, 4B5B, HDB3, 8B10B)을 도출하여 고속 데이터 전송을 실현하고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.23-30
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• 2014

LED 조명기구로의 전환은 홈네트워크 등에서 단순히 기계적 연동에 의해 전원제어만이 고려되던 조명기구를 조명과 무선통신이 결합된 하나의 IT 컨버전스(Convergence)로 변환시켰고, 그 구체적인 예가 바로 Visible Light Communication(VLC) 즉 가시광 무선통신이다. VLC의 대표적인 응용으로 고정밀의 실내 위치측정을 기반으로 하는 실내 내비게이션 시스템을 들 수 있다. 본 논문에서는 대형 건물에서 주로 사용되는 형광등 타입의 LED 조명기구와 현재 사용자 단말로 가장 흔하게 사용되는 스마트 기기를 실내 내비게이션 시스템의 구성요소로 고려하는 VLC 기반의 스마트 기기를 이용한 실내 내비게이션 시스템을 모델링하고 구현함으로써 VLC 응용개발의 구현성과 스마트 기기와의 융합성 연구를 보다 용이하게 하고자 한다.