• 전자공학회논문지B
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• 제33B권5호
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• pp.41-51
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• 1996

In this paper, anew parallel processing system based on a cluster architecture which provides scalability of a parallel processing system while maintains shared memory multiprocessor characteristics is proposed. In recent days low cost, high performnce microprocessors have led to construction of large scale parallel processing systems. Such parallel processing systems provides large scalability but are mainly used for scientific applications which have large data parallelism. A shared memory multiprocessor system like TICOM is currently used as aserver for the commercial application, however, the shared memory multiprocessor system is known to have very limited scalability. The proposed architecture can support scalability and performance of the parallel processing system while it provides adaptability for the commerical application, hence it can overcome the limitation of the shared memory multiprocessor. The architecture and characteristics of the proposed system shall be described. A proprietary hierarchical crsossbar network is designed for this system, of which the protocol, routing and switching technique and the signal transfer technique are optimized for the proposed architecture. The design trade-offs for the network are described in this paper and with simulation usihng the SES/workbench, it is explored that the network fits to the proposed architecture.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.651-656
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• 2006

센서 네트워크는 지정된 지역 내에서 흩어져 있는 센서 노드들에 의해 주변 현상을 감지하여 싱크 노드로 전송한다. 하지만, 센서 노드들은 제한된 배터리 용량을 가지기 때문에 영구적인 수명을 보장할 수 없다. 따라서 에너지 효율적인 라우팅을 통한 네트워크 수명의 최대화가 매우 중요하다. 이 논문에서 우리는 클러스터 기반의 효율적인 데이터 전송 라우팅 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 여러 개의 유동성 싱크가 존재하는 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 데이터 전송을 지원한다. 기존의 제안된 클러스터 기반의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜(CBPER)은 위와 같은 네트워크 환경에서 두 계층 데이터 전송 라우팅 프로토콜(TTDD)의 단점인 과도한 컨트롤 패킷 사용을 보완하여 제안되었다. 하지만, 데이터 전송 과정에서 최적의 경로로 전송하지 않기 때문에 네트워크의 에너지를 효율적으로 사용하지 않는다. 이에 본 논문에서는 클러스터 기반의 효율적인 데이터 전송 라우팅 프로토콜을 기반으로 데이터 전송 경로를 최적 경로로 선택하여 데이터를 전송함으로서 센서 노드들의 배터리 소모를 줄이고 전체 네트워크의 수명을 연장시킨다. 제안한 프로토콜과 CBPER의 비교 실험을 통해 제안한 프로토콜의 성능이 더 에너지 효율적임을 검증한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.742-745
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• 2006

센서 네트워크를 구성하는 각 노드는 크기가 작고, 배터리 용량도 제한되어 있기 때문에 오랜 시간 노드가 활동하기 위해서는 노드의 에너지 소모를 줄이는 것이 중요하다. 센서 노드들의 에너지 소비 감소를 위해서 센서 네트워크에서는 에너지 효율적인 라우팅을 통해 에너지를 소비를 줄이는 방법이 연구되었다. 그 중에서 클러스터링 기법은 센서 노드가 클러스터를 형성하고, 그 주체가 되는 클러스터 헤드와 통신함으로써 전체적인 센서 노드의 에너지 소비를 줄이고, 센서 노드의 에너지 소모를 분산하는 기법이다. 그러나 클러스터 생성 후 클러스터 내에서 센서 노드들이 직접 클러스터 헤드와 통신한다거나, 플러딩을 하는 방식으로 통신했을 때, 각각의 센서 노드들은 에너지 소비를 낭비한다. 이때 중요시 생각해야 할 것은 클러스터를 형성한 후, 클러스터 내에서 라우팅을 어떻게 하느냐가 클러스터 내에 있는 센서 노드들의 에너지 소비 분배를 효율적으로 할 수 있게 하는 가이다. 이에 본 논문은 초기 랜덤하게 뿌려진 센서 노들이 클러스터 헤드를 선정한 후, 클러스터 헤드로부터 클러스터를 형성하면서 생기는 정보를 바탕으로 클러스터 헤드로의 효율적인 라우팅 프로토콜을 하는 방법을 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.894-897
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• 2010

애드 혹 네트워크는 Access Point 나 기지국과 같은 기반 구조 없이 이동 노드들로만 구성되는 자율적이고 독립적인 네트워크이다. 각각의 노드들은 이동성을 가지기 때문에 이들로 이루어진 네트워크는 다양한 형태를 이루게 되며, 이들은 무선 자원과 에너지 상의 제약을 가지기 때문에 클러스터 형성과 유지 및 관리를 통해 네트워크의 안정성을 향상시키는 알고리즘이 필요하다. 애드 혹 네트워크 환경의 클러스터링 기법에서 클러스터 헤드는 호스트의 기능을 수행함과 동시에 라우팅 기능을 담당하는 라우터의 역할까지 수행한다. 따라서 클러스터 헤드의 에너지 고갈이나 부재는 클러스터를 붕괴시키고, 전체 네트워크의 통신을 어렵게 하며, 나아가서는 네트워크의 수명을 단축시킨다. 결국 클러스터 헤드의 효율적인 관리는 전반적인 네트워크의 성능을 결정짓는 핵심이라고 볼 수 있다. 때문에 본 논문에서는 무선 애드 혹 네트워크 환경에서 2-Level 트리 기반의 클러스터 라우팅 프로토콜을 제시한다. 본 논문에서는 클러스터 헤드와 이웃 노드들의 유지 및 관리를 통해 전체적인 네트워크의 throughput 을 향상 시키는 클러스터 알고리즘을 제안하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘이 목적에 맞게 동작하는지 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권4호
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• pp.61-68
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• 2009

본 논문에서는 레일리페이딩 환경의 모바일 Ad-hoc 무선 센서네트워크에서 신뢰성 및 전송 효율 서비스를 지원하기 위한 ARQ를 사용하는 클러스터링 기반의 협력도움 라우팅 프로토콜 (CCRA)을 제안한다. 제안된 CCRA의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 신뢰성 및 전송효율을 효과적으로 지원하기 위한 하부구조로서 모바일 노드들의 위치 정보를 이용한 클러스터링 방법을 사용한다. 둘째, 데이터 전송 효율을 향상시키기 위해서 하부구조로서 사용된 클러스터링 정보를 이용하는 협력전송 방법이 제안 사용된다. 셋째, 신뢰성 향상을 위해서 ARQ 기반 전송방법이 제안 사용된다. 넷째, 기존의 센서 네트워크는 주로 고정된 센서 노드들로 구성된 환경에서 많은 연구가 되어 왔지만, 본 연구에서는 노드들의 이동성을 고려한 클러스터링 기반 레일리페이딩 환경의 모바일 Ad-hoc 센서네트워크에서 연구가 이루어진다. 제안된 CCRA의 성능평가는 OPNET(Optimizd Network Engineering Tool)을 사용한 시뮬레이션과 이론적 분석을 통하여 이루어진다. 성능평가를 통하여 제안된 프로토콜은 클러스터링 기반의 안정된 경로 설정 및 신뢰성 있는 전송을 통한 데이터 전송효율을 효과적으로 증가 시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3472-3480
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• 2010

에너지 효율성이 중요한 무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기술은 클러스터 헤드 노드가 클러스터 멤버 노드의 데이터를 병합하여 싱크노드로 전송함으로써 센서노드와 싱크노드 사이의 통신 횟수를 줄여 에너지 효율을 얻는다. 본 논문에서는 분산형 클러스터링 라우팅 기법 중 대표적 프로토콜인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)와 HEED(Hybrid, Energy-Efficient Distributed Clustering Approach)의 클러스링 기법에 대하여 분석하고 이를 토대로 데드노드의 최대 지연 발생과 네트워크 라이프 타임을 증가하기 위한 새로운 에너지 효율적 클러스터링 기법을 제안한다. 제안 방식은 클러스터 헤드가 각 멤버노드의 잔여에너지 정보와 싱크노드와의 위치 정보를 기반으로 최적의 전송 효율을 위한 노드를 선출 하고, 선출된 노드는 이후 데이터 전송과정에서 클러스터 헤드로부터 데이터를 전송받아 싱크노드로 전송하는 방식으로, 네트워크를 형성하는 개별 노드의 에너지 소비를 균등하게 하여 네트워크의 전체 수명을 증가시키는데 본 연구의 목적이 있다. 제안한 방식의 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션을 통해 기존의 클러스터링 기법과 비교 분석하였다. 그 결과, 기존의 기법에 비해 네트워크의 생명주기가 약 5~10% 향상되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.77-85
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• 2015

최근 무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 구현하기 위해 사용되고 있으며 센서 필드의 정보 수집을 위해 소형의 저전력, 저가격 센서를 사용한다. 본 논문은 이러한 센서 노드의 에너지 효율성을 고려한 클러스터링 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 기존의 LEACH에 기반하며 슬립 기법과 전송 모드의 변경을 통해 네트워크와 노드의 수명을 연장할 수 있다. 제안 알고리즘에서 노드는 이웃 노드들과의 거리를 기반으로 자신의 클러스터링 참여 값을 구하고 자신의 주위에 노드들이 많이 존재한다면 슬립 모드로 대기하도록 한다. 또한 BS로의 데이터 전달에 기존의 싱글 홉 전송만 사용하는 것이 아니라 클러스터 헤드의 에너지 수준에 따라 멀티 홉 전송으로 변경할 수 있도록 하여 에너지를 보존하도록 한다 제안 기법의 성능을 확인하기 위해 LEACH와 비교 실험을 수행하였으며 특히 불균일하게 노드가 배치된 네트워크에서 제안기법의 성능이 우수함을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.64-72
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• 2009

기존의 센서네트워크의 연구는 센서에서 센싱된 데이터가 무선 센서네트워크를 통해서 효율적으로 정지싱크노드로 전달되는 연구가 주를 이루었다. 최근 이동성을 갖는 싱크노드의 연구가 활발히 진행되고 있지만 정지 싱크노드와 이동 싱크노드가 혼재하는 환경에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 논문에서는 기 구축된 클러스터 기반 다중홉 센서네트워크 환경에서 이동싱크들이 정지 싱크를 이용하여 데이터 수집이 가능한 기법을 제안한다. 이를 위해서 이동싱크들이 기존에 구축되어진 센서네트워크의 정지 싱크를 중심으로 클러스터링 되고 해당 정지 싱크를 이용하여 상황정보 수집이 가능하도록 하였다. 기존에 모바일 싱크를 위해 제안되었던 TTDD 라우팅 프로토콜과 비교하여 수학적 분석을 통해, 이동싱크의 수가 많아지거나 이동싱크의 이동횟수가 많아 질수록 더 우수한 성능을 보임을 확인하였다