• 한국통신학회논문지
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• 제31권6B호
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• pp.534-543
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• 2006

무선 애드 혹/센서 네트워크에서 제안된 일반적인 클러스터링 기반의 계층적 토폴로지 관리 기법들은 빈번한 토폴로지 변화에 따라 자주 클러스터링을 재구성하게 되고 네트워크 관리에 필요한 오버헤드가 증가하게 된다. 본 논문에서는 이러한 재클러스터링 문제와 부하 분산을 위하여 동적 예비 클러스터 헤드 기법을 사용하는 멀티 흡클러스터링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 기법은 이동성과 전원 레벨로 구성된 가중치 맵을 사용하여 예비 클러스터 헤드를 선출하고 멀티 홉 클러스터를 구성한다. 클러스터 헤드는 이러한 가중치 맵과 임계값을 사용하여 헤드의 역할을 예비 클러스터 헤드에게 넘겨주게 된다. 실험결과, 제안하는 알고리즘이 네트워크의 오버헤드를 줄이고 부하 분산을 제공하며, 토폴로지 변화에 무관하게 적절한 클러스터와 멤버를 관리할 수 있음을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권6호
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• pp.1565-1585
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• 2012

The characteristics of ad hoc networks, such as the absence of infrastructure, a dynamic topology, a shared wireless medium and a resource-constrained environment pose various security challenges. Most previous studies focused on the detection of misbehavior after it had occurred. However, in this paper we propose a new way of thinking to evade the occurrence of misbehavior. In our scheme, we firstly present a clustering algorithm that employs a powerful analytic hierarchy process methodology to elect a clusterhead for each cluster. The clusterhead in each cluster is then allowed to assign the backoff values to its members, i.e., originators, rather than permitting the originators to choose the backoff values by themselves. Through this media access control layer misbehavior detection mechanism, the misuse of the backoff in the media access control layer in the 802.11 distributed coordination function can be detected.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2005년도 하계학술대회
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• pp.349-357
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• 2005

In this paper, a new clustering algorithm using the Guaranteed Minimum Coverage (GMC) is proposed. In the new protocol, an appropriate distribution of clusterheads is accomplished by guaranteeing a stochastic coverage at each clusterhead(CH)s. Using this protocol, the communication cost from clusterheads to their member nodes and the load variance in each clusterheads are reduced. Therefore, the network lifetime can be extended and the fair energy consumption for all CHs can be achieved

• 한국통신학회논문지
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• 제32권6A호
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• pp.617-623
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• 2007

이동 Ad Hoc 네트워크에서 DSDV개념을 적용하는 클러스터 기반 c-DSDV 프로토콜을 제안한다. 각 클러스터에는 멤버들을 관리하는 클러스터헤드가 존재하고 클러스터헤드들끼리 형성하는 상위 계층 네트워크 백본에 DSDV 개념을 수정 및 적용하였다. 클러스터헤드들은 갱신 메시지를 이웃 클러스터헤드들과 교환함으로써 전역 라우팅 테이블을 구성한다. 라우팅 테이블은 전체 클러스터헤드의 수에 해당되는 적은 수의 엔트리를 갖는다. 각 갱신 메시지는 최대 3흡 거리에 있는 이웃 클러스터헤드들에게 가지 플러딩되기 때문에 토폴로지 수렴 범위가 DSDV 및 CGSR의 수렴범위에 비해 최소 9배 커지고 라우팅 정보의 정확도가 크게 향상된다. 하지만, 클러스터 헤드들만 갱신 메시지를 생성하기 때문에 실제 오버헤드는 DSDV의 오버헤드와 비슷하다. 패킷 전송률이 32$\sim$50% 정도 개선되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권3A호
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• pp.219-224
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• 2008

DSDV의 확장성을 개선하기 위해 제안된 클러스터 기반의 c-DSDV 라우팅 프로토콜은 모든 클러스트헤드들이 클러스터헤드들만을 잠재적 목적지로 하는 라우팅 테이블을 관리하고, 이를 최신으로 유지하기 위해서 각 클러스터헤드는 갱신 요청 메시지를 주기적으로 혹은 토폴로지 변경 시에 이웃 클러스터헤드들에게 플러딩한다. 따라서, 하나의 갱신 메시지에 의한 토폴로지 수렴범위가 9배 이상 확장되어 라우팅 정확도가 크게 개선되었다. 하지만, 전송되는 패킷들이 경로 상의 모든 클러스터헤드를 경유함으로서 클러스터헤드의 혼잡이 발생한다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 패킷 전송 중에 클러스터헤드를 우회할 수 있는 지를 판단할 수 있는 적응적 라우팅 방법을 제안한다. 그 결과, 전송 경로가 단축됨은 물론, 클러스터헤드의 혼잡 감소에 의한 큐의 단축으로 인하여 종단간 지연시간이 크게 개선되었다. 시뮬레이션을 통해서 약 40% 이상 지연 시간이 개선됨을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권4A호
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• pp.351-357
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• 2007

Ad Hoc 네트워크를 연구한 많은 논문들은 확장성을 향상시키기 위해서 계층적 네트워크 구조를 사용하였다. 계층적 구조는 여러 개의 클러스터들로 구성되고 각 클러스터는 모든 클러스터들에 대하여 정보를 관리하는 클러스터헤드를 가진다. 클러스터헤드는 정확한 정보를 유지하기 위하여 그들끼리 정보를 교환할 필요가 있으며 이를 위하여 클러스터헤드가 이웃하는 다른 클러스터헤드들에게 정보를 보낼 수 있는 효율적인 메커니즘이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위한 알고리즘들은 대부분 클러스터헤드가 재전송할 브릿지들을 선정하거나 혹은 부가적인 메시지를 사용하여 재전송 브릿지를 선정하는 메커니즘을 사용하였다. 여기에 제안하는 DSP(Distributed Self-Pruning)알고리즘은 각 노드가 수신한 메시지를 재전송할 것인지에 대하여 독자적으로 판단을 한다. 두 개의 클러스터기반 라우팅 프로토콜에 제안한 알고리즘을 적용함으로써 알고리즘의 적합성을 검증하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권3호
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• pp.175-183
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• 2008

애드혹 네트워크의 실용 영역인 무선 센서 네트워크에서 센서 노드는 배터리에 의해 동작하고 일반적으로 한번 배치된 후 다시 회수 되지 않는다. 따라서 각각의 센서 노드는 한정된 에너지로 감지하고 통신해야 하며, 에너지 효율성은 무선 센서 네트워크의 수명을 결정하는 핵심 설계 요소로서 활발히 연구되고 있고 근래에는 크로스 레이어 최적화를 통해 더욱 개선되고 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 시스템인 ZigbeX 플랫폼에서 센서 노드의 전송 출력 제어를 통하여 데이터 수집 과정에서 소모되는 에너지를 절약하는 새로운 기법을 제안하여 구현하고 실험 및 측정을 통하여 성능 개선 효과를 입증한다. 클러스터 멤버를 구성하는 각 센서 노드에서 클러스터 헤드로 데이터를 전송하는 과정에서 멤버 노드의 송신 출력을 통신 가능한 적정 수준으로 낮춤으로써 에너지를 절약하게 된다. 각 멤버 노드는 클러스터 헤드로부터 수신한 패킷의 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 값을 기반으로 하여 자신의 송신 출력을 조절한다. 즉 자신이 전송한 패킷을 클러스터 헤드가 안전하게 수신할 수 있는 적정 수준으로 출력을 낮춤으로써 에너지를 절약하게 된다. ZigbeX 플랫폼 상에서 구현한 프로토콜을 자체 개발한 패킷 분석기를 이용하여 반복 측정한 결과에 의하면, 제안한 출력 제어 기법을 사용함으로써 통신량의 대부분을 차지하는 데이터 수집 과정에서의 에너지가 절약되어 네트워크 수명이 최대 21.9% 증가됨을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제31권4호
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• pp.353-362
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• 2004

이동 애드혹 네트워크는 무선채널을 통해 데이타가 전송되고 중앙의 관리기관이 존재하지 않으므로 가용자원이 빈약하고 여러 가지 보안위협에 노출되어 있다 따라서 임의의 두 노드간에 안전한 통신을 수행하기 위해서는 안전하고 통신부하가 작은 세션 키 설정 방법이 요구된다. 그러나 애드혹 네트워크를 위한 기존의 키 설정 방법들은 모든 노드들에게 동일한 그룹 키를 분배하거나 효율적인 공개키 관리를 위한 방법들에 집중되어 왔다. 본 논문에서는 각 노드들간에 안전하게 그리고 작은 부하로 세션 키를 설정하는 방법이 제안된다. 제안하는 방법은 비밀 분산기법과 Diffie-Hellman 키 교환 방법을 이용한다. 클러스터내의 안전한 통신을 위해, 각 노드들은 클러스터내에서는 부분 비밀키를 사용하여 인증을 수행한 후에 자신의 클러스터 헤드와 세션 키를 생성한다. 또한 다른 클러스터간의 안전한 통신을 위해서 각 노드들은 상대방 노드의 공개키와 Diffie-Hellman 키 교환 방법을 이용하여 세션 키를 설정한다. 제안하는 방법은 실험을 통하여 클러스터 헤드 인중기반의 방법(1)에 비해 우수하다는 것을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권3A호
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• pp.304-310
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• 2006

본 논문은 클러스터 기반 센서 망에 적합한 에너지 효율적인 토폴로지 관리 기법 개발을 위한 기반 연구로서, 세가지 종류의 데이터 전달 방법의 성능을 비교 분석한다. 첫 번째 방법에서는 각 클러스터의 헤더들만 무선 송수신 모듈을 활성화시켜 RTS/CTS/DATA/ACK 메시지 송수신에 참여하구 두 번째 방법에서는 각 클러스터당 다수 노드들이 메시지 교환에 참여한다. 마지막 방법에서는 각 클러스터의 헤더들만 RTS/CTS 메시지 교환을 위하여 무선 송수신 모듈을 활성화하는데, 자신의 클러스터 ID가 목적지 클러스터로 지정되어 있는 RTS 메시지를 수신한 클러스터 헤더는 다수 노드들의 무선 송수신 모듈을 활성화시켜 DATA 메시지 수신과 ACK 메시지 송신에 참여하도록 한다. 시뮬레이션을 통하여, 클러스터당 활성화될 노드의 수와 부하 및 패킷 손실 확률에 따라 이상의 세 가지 방법의 에너지 소모량을 비교 분석한다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권3호
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• pp.111-117
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• 2009

This paper presents an energy-efficient and bandwidth-efficient 2-1-1 relaying scheme in which a sensor node(SN) assists two others in their data transmission to a clusterhead in WSNs(Wireless Sensor Networks) using LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy). We derive the closed-form BER expression of this scheme which is also a general BER one for the decode-and-forward cooperative protocol and prove that the proposed scheme performs the same as the conventional relaying scheme but obtains higher channel utilization efficiency. A variety of numerical results reveal the relaying can save the network energy up to 11 dB over single-hop transmission at BER of $10^{-3}$.