• Journal of Communications and Networks
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• 제18권4호
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• pp.580-588
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• 2016

Energy efficiency is the main objective in the design of a wireless sensor network (WSN). In many applications, sensing data must be transmitted from sources to a sink in a timely manner. This paper describes an investigation of the trade-off between two objectives in WSN design: minimizing energy consumption and minimizing end-to-end delay. We first propose a new distributed clustering approach to determining the best clusterhead for each cluster by considering both energy consumption and end-to-end delay requirements. Next, we propose a new energy-cost function and a new end-to-end delay function for use in an inter-cluster routing algorithm. We present a multi-hop routing algorithm for use in disseminating sensing data from clusterheads to a sink at the minimum energy cost subject to an end-to-end delay constraint. The results of a simulation are consistent with our theoretical analysis results and show that our proposed performs much better than similar protocols in terms of energy consumption and end-to-end delay.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권5A
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• pp.407-416
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• 2005

본 논문에서는 MANET 환경에서 모바일 노드의 위치 정보를 이용하여 특정 영역에 데이터를 효율적으로 전송하는 새로운 지오캐스팅 (geocasting) 프로토콜을 제안한다. 지오캐스트 라우팅 프로토콜은 기존의 멀티캐스트 라우팅 프로토콜과는 다르게 그룹의 등록, 유지 관리를 근본적으로 하지 않는다. 즉, 지오캐스팅 프로토콜은 모바일 노드들의 위치 정보를 활용한 새로운 멀티캐스트 라우팅 프로토콜의 한 분야이다. 본 논문에서 제안하는 CBG (Cluster-Based Geocasting)은 기존의 지오캐스팅 프로토콜들이 가지고 있는 우회 경로의 존재에도 불구하고 목적지 영역 안의 일부 노드들에게 데이터를 전달할 수 없는 경우가 생기는 단점과 노드의 수가 늘어날수록 적응성과 효율이 떨어지는 문제점들을 해결한다. CBG는 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 주기적 라우팅 전략과 모바일 호스트의 위치 정보를 통한 클러스터링 기법을 사용한다. 이를 통해 목적지 영역 안의 노드들에게 데이터를 전송하는 성공 횟수를 높이고 전달 비용을 줄일 수 있다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제9권4호
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• pp.51-58
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• 2017

This paper deals with the improvement of cluster head selection method in L-SEP for heterogeneous nodes among hierarchical routing protocols of wireless sensor network. Wireless sensor networks are classified into homogeneous and heterogeneous network. In heterogeneous network, SEP, L-SEP are mainly used because cluster head selection probability is different depending on node type. But, since protocol based on SEP has different cluster head selection probabilities depending on the node type, clusters that transmit data inefficiently can be formed. to improve this, it is necessary to select the cluster head that minimizes the transmission distance of member node and the cluster head. Therefore, we propose a protocol that improve the cluster head selection method.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제6권4호
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• pp.466-469
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• 2008

The existing routing protocols in USN environment, PEGASIS is more efficient than LEACH, which is a hierarchical routing protocol, for network configuration based on power consumption. Despite its merit that it can reduce energy consumption per node, however, the PEGASIS protocol also has a weakness that it is less responsive to frequent changes that occur in the configuration of sensor network due to BS nodes that keep changing, which is a typical characteristic of the sensor network. To address this problem, this paper proposes to select sub-cluster heads and have them serve as intermediate nodes. This paper presents and analyses that this method can resolve the aforementioned problem of the PEGASIS algorithm.

• 문화기술의 융합
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• 제8권2호
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• pp.373-377
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• 2022

무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용 되어지고 있다. 무선 센서 네트워크는 보안, 군사감지, 환경관리, 산업제어, 홈 자동화 등 많은 영역에 적용된다. 하지만 네트워크를 구성하는 노드의 제한된 에너지에 한계로 활용범위가 제한되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 대표적 라우팅 프로토콜 중 LEACH-C를 기반으로 네트워크의 전송을 개선하여 에너지를 효율적으로 사용하는 LEACH-CCBD(Low Energy Adaptive Clustering hierarchy - Centrailized with Cluster and Basestation Distance) 알고리즘을 제안한다. LEACH-CCBD 알고리즘은 클러스터 구성시 멤버노드들의 클러스터 소속에 대하여 멤버 노드로부터 클러스터의 거리와 클러스터 노드로부터 기지국까지의 거리를 합산한 값을 비교하여 선정 우선순위를 두어 클러스터 헤드를 소속시키는 기법이다. 제안한 LEACH-CCBD는 Matlab 시뮬레이션을 이용하여 각 프로토콜에 대한 성능 결과를 확인하였다. 실험결과 에너지 효율성이 LEACH, LEACH-C 알고리즘보다 우수함을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.125-129
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• 2015

무선센서네트워크의 효율적인 에너지 사용과 개별 노드의 수명 증가는 센서 네트워크의 효율적인 운영을 위해 매우 중요한 요소이며 많은 라우팅 프로토콜들이 네트워크 수명을 최대화하기 위해 개발되고 있다. 특히 Wendi Heinzelman에 의해 제시된 LEACH프로토콜은 간단하고 효율적인 클러스터링 기반의 라우팅 프로토콜로 잘 알려져 있다. 그러나 LEACH프로토콜은 총 데이터 전송 량이 불규칙한 네트워크에서 효율이 떨어지게 되므로 클러스터의 안정도가 낮아지게 된다. 그러므로 본 논문에서는 클러스터링 기반의 라우팅 프로토콜에서 개선된 확률적 클러스터 헤드선출 방법을 제안한다. LEACH프로토콜과 HEED프로토콜에 대해 조사해보고 LEACH프로토콜에 새로운 확률적 클러스터 헤드 선출방법을 적용하고 비교하여 개선된 점을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권8호
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• pp.942-949
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• 2016

사물 인터넷 환경 중에서 통신기기들이 필드 안에 무작위의 패턴으로 배치되는 무선 센서네트워크는 효율적인 라우팅 프로토콜을 통한 에너지소모의 최적화가 중요하다. 노드간에 주고받는 데이터의 크기가 다양한 사물 인터넷 환경에서는 클러스터 헤드노드의 버퍼의 크기가 데이터손실율과 네트워크의 수명에 큰 영향을 준다. 유한한 버퍼 상황에서 데이터의 손싱율을 최소화 하기 위하여서는 각 클러스터에 균일한 숫자의 멤버가 할당되는 부하 균등화가 중요하다. 본 논문은 네트워크 구성 직후 싱크 노드와 센서 노드가 몇 차례의 메시지를 교환하고 이를 바탕으로 싱크 노드가 삼변 측량으로 센서 노드의 근사적 위치를 파악하고 클러스터를 구성함으로써, 클러스터 헤드의 수와 멤버수를 결정적(deterministic)으로 구현하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 데이터의 손실율과 네트워크의 평균 수명에 있어서 성능향상을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.165-170
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• 2007

무선 센서 네트워크에서 클러스터링 프로토콜의 목적은 각 센서 노드의 에너지 소모를 최소화하여 네트워크의 생존 시간을 최대화 하는 것이다. 그러나 기존의 클러스터링 프로토콜은 센서 노드, 클러스터 헤드와 싱크 노드 사이의 통신방법을 제외하고 주로 클러스터를 구성하는 것에만 초점을 맞추고 있다. 본 논문에서는 기존의 클러스터링 프로토콜에 다중경로 라우팅 알고리즘을 적용하고, MAC 계층과 네트워크 계층 간의 cross-layer 설계를 이용하여 에너지 효율적인 클러스터링 프로토콜을 제안한다. 여기에서 다중경로 정보는 싱크로부터의 경로 요구 패킷을 네트워크에 전파시킴으로서 설정되며 또한 다중경로에 대한 정보는 무선채널의 브로드캐스팅 특징과 결합하여 데이터의 전송 확률을 증가시킨다. 실험 결과에 의하면 제안한 프로토콜이 클러스터 헤드의 부하를 낮춤으로써 무선 센서 네트워크의 생존 시간을 늘려주고, 네트워크 크기의 증가에 따라 에너지 소비의 증가율이 다소 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.1035-1037
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• 2009

고정노드를 사용하는 일반적인 센서 네트워크와 달리 최근의 무선 센서 네트워크에서는 노드의 이동이 빈번히 일어난다. 이러한 무선 센서 네트워크에서는 센서노드의 이동성을 고려하여 동적으로 자가구성이 가능한 라우팅 프로토콜이 요구된다. 본 논문에서는 고정 노드에서의 자가구성과 에너지효율성이 유용한 LEACH 프로토콜을 기반으로 하여 노드의 이동에 따라 클러스터가 동적으로 자가 구성되는 M-LEACH 라우팅 프로토콜을 제안한다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제19권3호
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• pp.136-141
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• 2021

Research on wireless sensor networks has focused on the monitoring and characterization of large-scale physical environments and the tracking of various environmental or physical conditions, such as temperature, pressure, and wind speed. We propose a stochastic mobility model that can be applied to a MANET (Mobile Ad-hoc NETwork). environment, and apply this mobility model to a newly proposed clustering-based routing protocol. To verify its stability and durability, we compared the proposed stochastic mobility model with a random model in terms of energy efficiency. The FND (First Node Dead) was measured and compared to verify the performance of the newly designed protocol. In this paper, we describe the proposed mobility model, quantify the changes to the mobile environment, and detail the selection of cluster heads and clusters formed using a fuzzy inference system. After the clusters are configured, the collected data are sent to a base station. Studies on clustering-based routing protocols and stochastic mobility models for MANET applications have shown that these strategies improve the energy efficiency of a network.