• 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.15-24
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• 2008

본 논문은 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 전력 절약 고속의 멀티미디어 서비스를 지원하는 Cross-Layer 전송 구조(CLTA)를 제안한다. 본 논문의 주요한 목적은 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 경로들의 생존시간(lifetime)을 증가시키기 위해서 노드들의 이동성 기반위에서 경로의 안정성을 결정하는 방법과 전송전력을 절약하는 방법을 제안하고 보여주는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해서 본 연구에서는 네트워크 계층 기술과 물리계층 기술의 융합과 상호 유기적인 관계로 인해서 시너지 효과를 얻을 수 있는 Cross-Layer 구조 전략을 제안한다. 기존의 연구들은 주로 고정된 노드들로 구성된 센서 필드 환경에서 연구가 진행된 반면에, 본 논문은 센서 필드에서 고정된 노드들뿐만 아니라 이동 센서노드들도 함께 고려한 좀 더 실제적인 환경에서 연구가 진행된다. 제안된 구조(CLTA)의 성능평가는 시뮬레이션과 이론적인 분석을 통하여 이루어진다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.15-21
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• 2009

무선 센서 네트워크는 특정 지역의 센서 정보를 센서 노드를 통해 수집하는 네트워크이다. 지역 내 센서 노드의 측정된 데이터는 데이터를 수집, 처리하여 사용자에게 전달하는 싱크 노드로 전송된다. 하지만, 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드의 제한된 능력 때문에 센서 노드의 저전력 동작 기법이 필요하다. 센서 네트워크에서 노드들은 주위 노드가 유사한 데이터를 측정한다는 특성을 갖기 때문에 클러스터를 형성하여 클러스터 헤드로 데이터를 전송하는 클러스터링 기법이 저전력 동작 기법에 효과적으로 사용될 수 있다. 다중 흡 기반의 클러스터링 형성 기법에서 클러스터 내 멤버 노드의 개수는 균형적인 클러스터 형성에 영향을 주기 때문에, 클러스터링 기법은 클러스터를 균등하게 분할하는 방법이 필요하다. 이를 위해, 본문은 클러스터 내 적절한 멤버 노드를 설정하여, 에너지 효율적인 센서네트워크 클러스터링 방법을 제안한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제5권3호
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• pp.197-201
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• 2003

We study in this paper both distributed power control and removal algorithms for multimedia CDMA wireless networks. In our study, users can have different data rates as well as different quality of service (QoS) requirements. We derive a necessary and sufficient condition for the fully distributed power control (FDPC) algorithm to find a feasible power set. We also prove that, if the maximal power level is used at the start, then the distributed constrained power control (DCPC) algorithm is equivalent to the FDPC algorithm. For the connection removal algorithm, we prove that the non-reinitialized removal algorithm finds a feasible power set faster and employs smaller power levels than the reinitialized one does. Performances of some connection removal criteria are also studied. Our simulation results reveal that the smallest normalized CIR (SNC) and largest CIR requirement (LCR) criteria result in smaller outage probability than the smallest CIR (SC) criterion in a multimedia environment.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.48-62
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• 2006

최근 분산 컴퓨팅과 임베디드 시스템을 위한 응용 영역이 급성장하고 무선 통신 기술과 컴퓨터 하드웨어의 발전으로 매우 작은 크기의 센서 노드로 이루어진 센서 네트워크를 구성하는 것이 가능해졌다. 하지만 센서 네트워크의 특징 때문에 기존 라우팅 프로토콜을 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 센서 네트워크의 특징을 고려하여 에너지 효율적으로 동작할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 먼저 센서 노드가 관찰한 데이터를 싱크로 전송할 때 센서 노드의 에너지의 상태를 고려한 라우팅 프로토콜을 제안한다. 둘째, 센서 노드의 상대 위치를 측정하여 인접 노드를 휴지 상태로 전환시켜 에너지 소모를 줄이는 기법을 제안한다. 센서 노드의 에너지 상태와 위치정보를 주기적으로 재설정하여 센서 네트워크의 서비스 시간을 향상시킨다. 제안하는 기법은 트리기반 라우팅 프로토콜에 비해 경로 유지 시간이 2배 이상 향상되고, 평균 에너지 소모율이 약 30% 줄어든다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제16권2호
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• pp.84-92
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• 2018

For large wireless sensor networks running on battery power, the time synchronization of all sensor nodes is becoming a crucial task for waking up sensor nodes with exact timing and controlling transmission and reception timing. However, as network size increases, this synchronization process tends to require long processing time consume significant power. Furthermore, a naïve synchronization scheduler may leave some nodes unsynchronized. This paper proposes a power-efficient scheduling algorithm for time synchronization utilizing the notion of density, which is defined by the number of neighboring nodes within wireless range. The proposed scheduling algorithm elects a sequence of minimal reference nodes that can complete the synchronization with the smallest possible number of hops and lowest possible power consumption. Additionally, it ensures coverage of all sensor nodes utilizing a two-pass synchronization scheduling process. We implemented the proposed synchronization algorithm in a network simulator. Extensive simulation results demonstrate that the proposed algorithm can reduce the power consumption required for the periodic synchronization process by up to 40% for large sensor networks compared to a simplistic multi-hop synchronization method.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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• pp.27-30
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• 2005

Because of unreplenishable power resources, reducing node energy consumption to extend network lifetime is an important requirement in wireless sensor networks. In addition both path length and path cost are important metrics affecting sensor lifetime. We propose a dynamic clustering scheme based on location in wireless sensor networks. Our scheme can localize the effects of route failures, reduce control traffic overhead, and thus enhance the reachability to the destination. We have evaluated the performance of our clustering scheme through a simulation and analysis. We provide simulation results showing a good performance in terms of approximation ratios.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1111-1130
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• 2016

Cooperative communications can significantly improve the wireless transmission performance with the help of relay nodes. In cooperative communication networks, relay selection and power allocation are two key issues. In this paper, we propose a relay selection and power allocation scheme RS-PA-PSACO (Relay Selection-Power Allocation-Particle Swarm Ant Colony Optimization) based on PSACO (Particle Swarm Ant Colony Optimization) algorithm. This scheme can effectively reduce the computational complexity and select the optimal relay nodes. As one of the swarm intelligence algorithms, PSACO which combined both PSO (Particle Swarm Optimization) and ACO (Ant Colony Optimization) algorithms is effective to solve non-linear optimization problems through a fast global search at a low cost. The proposed RS-PA-PSACO algorithm can simultaneously obtain the optimal solutions of relay selection and power allocation to minimize the SER (Symbol Error Rate) with a fixed total power constraint both in AF (Amplify and Forward) and DF (Decode and Forward) modes. Simulation results show that the proposed scheme improves the system performance significantly both in reliability and power efficiency at a low complexity.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.1900-1911
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• 2015

본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 전력의 제약이 있는 센서들의 장거리통신을 가능케 하는 backscatter 통신에 대해 소개하고, 이를 접목해 무선전력 통신네트워크(wireless-powered communication networks, WPCN)의 doubly near-far 문제를 해결하는 방안을 논의한다. Backscatter에 기반한 WPCN에서 유저들은 하이브리드 엑세스 지점으로부터 전송되는 신호와 반송파 송신기로부터 전송되는 반송파 신호로부터 에너지를 수집한 후, 주파수 편이 변조를 이용한 반송파 신호의 반사를 통해 정보를 전송하게 된다. 위의 통신환경에서 energy-free 조건과 신호대 잡음비 outage 영역을 정의한다. 또한 본 논문에서는 에너지 수집과 정보 전송을 위한 최적의 시간 할당 방법을 제안하고, 이를 통해 시스템 전체의 정보전송 효율을 최대화할 수 있는 backscatter 기반의 수집 후 전송 프로토콜을 설계한다. 실험결과를 통해 제안한 backscatter 기법이 종래의 WPCN에 비해 광범위한 서비스 영역과 축소된 신호대 잡음비 outage 영역을 갖는 것을 보였고, 정보전송 효율을 최대화할 수 있음을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.57-65
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• 2008

무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)는 차세대 IT 기술로서 소형, 저가, 저전력을 필요로 하며, 외부환경의 모니터링과 제어기능을 수행할 수 있다. 이것은 소형 장치 안에 마이크로프로세서, 각종 센서, 액추에이터, 유 무선 통신 장치를 내장하는 수백 혹은 수천 개의 센서 노드로 구성된다. 본 논문에서는 이러한 센서 네트워크를 이용하여 기상의 악천 후 속에서 차량 및 도로 상황 정보를 실시간으로 미리 획득하고 분석하여 운전자에게 미리 도로의 안전속도를 통보할 수 있는 실시간 차량 안전속도 서비스 시스템을 설계하고 구현된 결과를 보여 주고자 한다. 본 시스템은 노면의 종류 및 기상 상태 등에 대한 정보를 수집하여 이를 바탕으로 운전자에게 안전 속도를 알려줌으로써 교통사고를 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.