• 인터넷정보학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1-7
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• 2014

본 논문은 MANET망에서 최적의 통달거리를 구하는 분석 수단을 제공한다. 본 연구의 결과는 특히 전술망에서 유용하게 사용 가능하며, 이는 최적 통달거리가 전송용량 및 지연시간, 배터리 소모 등에 영향을 끼치기 때문이다. 더불어, 제안된 분석 수단을 통해 MANET 단말을 휴대한 병사들을 배치하기 위해 사전에 최적 통달거리를 결정하는 것이 가능하도록 한다. 또한, Hata 전파 모델을 기반으로 다양한 전파 환경하에서 배터리 운용시간과 최적 통달거리를 비교/분석한다. 제안된 방안을 통해 MANET망의 운용 환경에 따라 MANET에서 최적 통달거리를 얻는다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권9호
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• pp.1044-1053
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• 2016

본 논문에서는 인지 무선 (Cognitive Radio; CR) 네트워크에서 Radio Frequency (RF) 에너지 수집 (Energy Harvesting; EH) 기능을 갖는 2차 사용자 (Secondary User; SU)가 최대 2개의 서로 다른 채널을 순차적으로 센싱하여 주사용자 (Primary User; PU)가 사용하지 않고 비어 있는 채널을 확보하는 경우를 고려하였다. EH SU는 데이터를 전송하기 위해 비어 있는 채널을 정확하게 검출해야 할 뿐만 아니라 충분한 에너지를 보유하고 있어야 한다. 기존의 SU와 마찬가지로 데이터 전송에 의한 에너지 소모와 더불어 자체적으로 에너지 수집이 가능하기 때문에 EH SU의 에너지 상태는 감소와 증가를 반복하게 되며, 본 논문에서는 이와 같은 EH SU의 배터리 상태를 Markov 모델로 구축하였다. 해당 모델로부터 EH SU가 에너지를 완전히 소모할 안정상태 확률을 도출하였으며, 이에 근거하여 패킷을 성공적으로 전송할 확률을 도출하였다. 제안된 Markov 배터리 모델을 분석하기 위해 Monte-Carlo 모의실험을 진행하여 Energy Outage 확률과 패킷 전송 성능 분석의 정확성을 검증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.237-247
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• 2005

유비쿼터스 센서 네트워크(USN)는 유비쿼터스 환경을 위한 핵심 기술이다. USN은 센서 정보의 도청, 비 정상적인 패킷의 유통, 데이터 위${\cdot}$변조 및 서비스 거부 공격 등과 같은 다양한 공격의 취약성이 존재하며 이에 대한 대책이 요구된다. 특히, USN은 배터리 용량 및 연산능력이 제한된 한정된 자원하에서 운용되어야 하는 제약 사항을 지니고 있다. 이로 인하여 USN 보안 기술은 저 전력 소모 및 최소 연산량을 유지하기 위한 경량화된 설계가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 위의 문제를 해결하기 위해 신용모델(trust model)에 기반한 경량화된 USN 상호인증 방법을 제안한다. 제안된 인증 모델은 주관 논리 모델로 표현되는 신용정보를 기초로 하여 센서노드들을 인증하기 때문에 계산량을 줄일 수 있다. 따라서 배터리 소모를 줄일 수 있으며 결과적으로 센서노드의 생존 기간 연장이 가능하다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권12호
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• pp.5712-5728
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• 2017

Recently, there are many studies, that considering green wireless cellular networks, have taken the energy consumption of the base station (BS) into consideration. In this work, we first introduce an energy consumption model of multi-mode sharing BS powered by multiple energy sources including renewable energy, local storage and power grid. Then communication load requests of the BS are transformed to energy demand queues, and battery energy level and worst-case delay constraints are considered into the virtual queue to ensure the network QoS when our objective is to minimize the long term electricity cost of BSs. Lyapunov optimization method is applied to work out the optimization objective without knowing the future information of the communication load, real-time electricity market price and renewable energy availability. Finally, linear programming is used, and the corresponding energy efficient scheduling policy is obtained. The performance analysis of our proposed online algorithm based on real-world traces demonstrates that it can greatly reduce one day's electricity cost of individual BS.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권3호
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• pp.37-44
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• 2022

Plug-in Hybrid electric vehicles (PHEV) show great potential to reduce gas emission, improve fuel efficiency and offer more driving range flexibility. Moreover, PHEV help to preserve the eco-system, climate changes and reduce the high demand for fossil fuels. To address this; some basic components and energy resources have been used, such as batteries and proton exchange membrane (PEM) fuel cells (FCs). However, the FC remains unsatisfactory in terms of power density and response. In light of the above, an electric storage system (ESS) seems to be a promising solution to resolve this issue, especially when it comes to the transient phase. In addition to the FC, a storage system made-up of an ultra-battery UB is proposed within this paper. The association of the FC and the UB lead to the so-called Fuel Cell Battery Electric Vehicle (FCBEV). The energy consumption model of a FCBEV has been built considering the power losses of the fuel cell, electric motor, the state of charge (SOC) of the battery, and brakes. To do so, the implementing a reinforcement-learning energy management strategy (EMS) has been carried out and the fuel cell efficiency has been optimized while minimizing the hydrogen fuel consummation per 100km. Within this paper the adopted approach over numerous driving cycles of the FCBEV has shown promising results.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권2호
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• pp.700-713
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• 2015

It is critical to design energy-efficient routing protocols for battery-limited mobile ad hoc networks, especially in which the energy-consuming MIMO techniques are employed. However, there are several challenges in such a design: first, it is difficult to characterize the energy consumption of a MIMO-based link; second, without a careful design, the broadcasted RREP packets, which are used in most energy-efficient routing protocols, could flood over the networks, and the destination node cannot decide when to reply the communication request; third, due to node mobility and persistent channel degradation, the selected route paths would break down frequently and hence the protocol overhead is increased further. To address these issues, in this paper, a novel Greedy Energy-Efficient Routing (GEER) protocol is proposed: (a) a generalized energy consumption model for the MIMO-based link, considering the trade-off between multiplexing and diversity gains, is derived to minimize link energy consumption and obtain the optimal transmit model; (b) a simple greedy route discovery algorithm and a novel adaptive reply strategy are adopted to speed up path setup with a reduced establishment overhead; (c) a lightweight route maintenance mechanism is introduced to adaptively rebuild the broken links. Extensive simulation results show that, in comparison with the conventional solutions, the proposed GEER protocol can significantly reduce the energy consumption by up to 68.74%.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.66-73
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• 2015

본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 저전력 동작과 에너지 하비스팅이 가능한 스마트 비디오 디바이스의 구조와 에너지 제어모델을 제안한다. 스마트 비디오 디바이스는 프로세서, 이미지 센서, 비디오 코덱, 네트워크 제어기 모듈들로 구성된다. 제안하는 에너지 제어 모델은 이미지 센싱, 비디오 부호화, 전송 시 에너지 소비량 출력과 태양전지를 통한 하비스팅 에너지 입력을 이용하여 에너지 버퍼인 배터리 입출력 관계로 정의된다. 화면률, 양자화 계수, 프로세서 동작 주파수를 에너지 레벨과 기능 블록들의 에너지 소비 제어 계수로 사용한다. 제안하는 에너지 제어 모델은 스마트폰 기반으로 에너지 제어 계수들에 따른 에너지 소비량 측정을 통해 검증되었으며, 에너지 하비스팅 기능을 이용한 지속 가능한 스마트 비디오 디바이스 설계에 활용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.774-784
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• 2009

제한된 배터리 전력을 이용하여 많은 노드들로 구성된 무선 센서 네트워크는 네트워크의 라이프타임을 연장하기 위해서 각 노드의 에너지 소비를 최소화해야 한다. 그리고, 무선 센서 네트워크의 민감성을 향상시키기 위해서는 각 센서 노드의 에너지 소비를 최소화하기 위한 효율적인 알고리즘과 에너지 관리 기술이 필요하다. 이 논문에서는 노드의 잔존 에너지와 연결도를 이용하여 각 센서 노드의 효율적인 에너지 소비 대신 전체 센서 네트워크의 에너지 효율성을 극대화하면서 목적지 노드로 센싱 정보를 안전하게 전달할 수 있는 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 각 노드의 에너지 소비를 최소화하고 싱크 노드가 클러스터 내 외부에 위치하더라도 시스템의 생명주기를 연장할 수 있다. 제안 기법의 타당성을 검증하기 위해서 NS-2를 이용하여 현실 모델에 맞게 센서 네트워크를 구축하고, HEED, LEACH-C와 함께 전체 에너지 소비, 클러스터 헤드의 에너지 소비, 네트워크 확장성에 따른 에너지 소비 분포들을 평가한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1569-1580
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• 2016

2.4 GHz 능동형 RFID가 보다 활성화되기 위해 개선되어야 할 요인 중 하나는 배터리 수명 문제다. 그러나 현재 까지 소비 전력 예측을 위한 정확한 모델이 존재하지 않는다. 본 연구에서는 태그의 전력 소비를 정확하게 예측 할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 충돌 제어와 query 명령어 사용 방법에 따라 6개의 시뮬레이션 모델을 제안 하였다. 예측 정확도를 높이기 위하여 태그의 작동 모드를 몇 개로 분류하고 그에 따른 전력 소비와 작동 시간을 조사하였다. 태그 수집과 응답 확인 과정을 간소화 하는 Query command 명령 방법과 최근에 제안된 충돌 제어 알고리즘을 본 시뮬레이션 모델에 사용하였다. 소비 전력 이외에도 시스템 효율과 다중 태그의 인식 시간, 그리고 인식률과 같은 성능 지표를 구하여 기존의 ISO/IEC 18000-7 시스템과 비교하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권4호
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• pp.1276-1295
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• 2023

Sensor networks are now an essential aspect of wireless communication, especially with the introduction of new gadgets and protocols. Their ability to be deployed anywhere, especially where human presence is undesirable, makes them perfect choices for remote observation and control. Despite their vast range of applications from home to hostile territory monitoring, limited battery power remains a limiting factor in their efficacy. To analyze and transmit data, it requires intelligent use of available battery power. Several studies have established effective routing algorithms based on clustering. However, choosing optimal cluster heads and similarity measures for clustering significantly increases computing time and cost. This work proposes and implements a simple two-phase technique of route creation and maintenance to ensure route reliability by employing nature-inspired ant colony optimization followed by the fuzzy decision engine (FDE). Benchmark methods such as PSO, ACO and GWO are compared with the proposed HRCM's performance. The objective has been focused towards establishing the superiority of proposed work amongst existing optimization methods in a standalone configuration. An average of 15% improvement in energy consumption followed by 12% improvement in latency reduction is observed in proposed hybrid model over standalone optimization methods.