• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제26권8호
• /
• pp.1196-1204
• /
• 2022

본 논문은 브로드캐스트 전송방식을 사용하는 무선 애드혹 네트워크에서 네트워크 수명을 최대화하는 최적화 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 최적화 알고리즘은 메모리 구조를 이용하여 로컬 검색 방법을 향상시키는 메타휴리스틱 방식인 타부서치 알고리즘을 적용한다. 제안된 타부서치 알고리즘은 네트워크 수명 최대화 문제에 대하여 효율적인 인코딩 방식과 인접해 검색 방법을 제안한다. 제안된 방식을 적용하여 효율적인 브로드캐스트 라우팅을 설계함으로써 전체 네트워크의 수명을 최대화한다. 제안된 타부서치 알고리즘은 네트워크에서 발생하는 브로드캐스트 전송에서 모든 노드의 소모 에너지와 최초 소실 노드 시점, 알고리즘 실행 시간 관점에서 평가되었다. 다양한 조건의 성능평가 결과에서 제안된 타부서치 알고리즘이 이전에 제안된 메타휴리스틱 알고리즘과 비교했을 때 더 우수함을 확인할 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
• /
• 제10권5호
• /
• pp.41-47
• /
• 2009

무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)는 기존의 애드혹 네트워크(Ad-hoc Networks)보다 제한된 노드 자원, 배터리 의존성과 같은 제약사항을 가진다. 이러한 이유로 기존의 방법들과는 다른 형태의 에너지 효율적인 라우팅 연구가 진행되었지만 여전히 많은 문제점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 노드의 에너지와 차수를 고려한 클러스터 기반의 백본 생성 알고리즘을 제안한다. 클러스터링과 같은 계층구조 방식은 본질적으로 데이터 집중 및 융합에 유리한 장점이 있으며, 클러스터 헤드의 관리에 의해서 일반 노드들을 조정하여 전력 소모도 낮출 수 있다. 또한 백본을 구성하는 백본노드만 라우팅 정보를 유지하여 제어트래픽과 같은 통신오버헤드를 크게 줄일 수 있으며, 깨어있는 노드의 수를 최소화할 수 있다. 그러나 백본노드들은 비백본 노드의 트래픽을 모두 처리해야 하므로 에너지 소모가 크다. 따라서 에너지레벨 또는 차수가 높은 노드를 클러스터헤드로 선정해서 강건한 백본을 형성하고, 헤드 주변 노드 간 패킷전달의 역할을 분산함으로써 전체 네트워크 라이프타임(Network Lifetime)을 증가시킬 수 있는 방안을 제안한다. 시뮬레이션 결과에서 제안 알고리즘은 기존 연구에 비해 클러스터헤드의 잔여에너지측면에서 약 10.36%, 차수측면에서 약 24.05%의 성능 향상을 보이며, 네트워크 라이프타임도 향상되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
• /
• pp.758-760
• /
• 2012

무선 센서 네트워크에서는 주로 위치 추적과 같은 주변의 정보를 얻고자 하는 환경에 사용되며, 이러한 정보는 무선 링크를 통해 전송하기 때문에 불필요한 재전송을 요구하고 많은 손실이 발생한다. 이 때문에 신뢰적이고 에너지 효율적인 링크를 선택하기 위해 RSSI(received signal strength indication), LQI(link quality indication)등을 이용하여 무선 링크에 대한 품질을 추정하는 기법이 필요하다. 본 논문에서는 센서 노드간의 각 경로 내의 표준편차가 작은 경로에 우선순위를 정하고 우선순위가 높은 경로마다 LQI 값을 각각 누적하여 높은 값을 가지는 경로를 선택하며 그 중에서도 hop count가 적은 경로를 선택하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 전체 LQI의 값이 높고 hop count가 적은 경로라도 노드간의 편차가 다양하여 수명이 단축되는 경로를 제거하기 때문에 보다 안정적인 경로를 선택할 수 있는 장점이 있다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
• /
• 제37권3호
• /
• pp.137-145
• /
• 2010

유비쿼터스 컴퓨팅 환경이 일반화되면서 센서의 역할이 중요해지고 있다. 응용에 따라 단순히 주변의 환경 정보를 수집하는 기능보다는 그 자체가 계산 기능을 가지고 다양한 역할을 수행할 수 있게 되었다. 이러한 센서를 활용한 과제에서 중요한 고려사항 중 하나는 에너지의 효율성이다. 본 연구에서는 무선 센서네트워크에서 속성 질의 처리를 수행할 수 있는 알고리즘을 개발하고자 한다. 이를 위해 각 센서들은 모든 자식 노드들의 속성값에 대한 부분 정보를 유지하도록 한다. 하지만 정보의 양이 너무 커지면, 정보 유지 비용이 커지게 된다. 또한 정보의 갱신 비용 역시 무시할 수 없다. 따라서 각 노드가 수집한 속성값 자체를 전달하는 대신 그 값의 범위를 표현한 비트값 즉, AVB(Attribute-Value Bits),을 보내도록 한다. 이는 적은 공간으로 모든 자손노드들의 속성값에 대한 영역 범위를 유지할 수 있어서 질의 처리 과정동안 필요한 메시지의 수를 크게 줄일 수 있다. 이에 대한 실험을 통하여, 제안한 기법의 다양한 속성을 살펴보았다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제25권8호
• /
• pp.1082-1087
• /
• 2021

노드 이동 모델은 활용 서비스 및 목적에 따라 제안되어야 한다. 현재 가장 널리 활용되는 무작위 이동 모델은 간편하고 구현하기가 쉽다는 장점이 있다. 이 모델에서 노드 이동 특성은 이동 속도와 이동 방향을 무작위 속성으로 처리하며, 매번 노드들의 이동이 서로 독립적으로 발생한다. 본 논문에서는 모바일 애드혹 네트워크 이동 환경에서 적용 가능한 확률론적인 이동 모델을 제안한다. 제안 확률 이동 모델에서는 네트워크의 전체 노드 이동 특성을 표현하기 위하여 이동하는 노드 수와 노드 이동 거리가 특정 확률 분포 특성을 가지도록 랜덤 변수로 처리한다. 또한, 제안 이동 모델을 대표적인 무작위 이동 모델과 비교하여 노드들의 이동 변화에 안정적인 특성을 나타냄을 보이고, 기존 라우팅 프로토콜에 제안 모델을 적용하여 에너지 소비 효율 측면에서 향상된 특성을 보임을 확인한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제6권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2017

무선 센서 네트워크에서 구조 팀이나 군대의 소대처럼 이동 싱크 그룹에서 통신은 이동성을 제어하기 위해 새로운 도전 문제를 가져온다. 이를 위해, 이동 싱크 그룹을 지원해주기 위한 많은 연구가 제안되었다. 이동 싱크 그룹에서 이들은 어플리케이션의 특성에 따라 다수의 작은 그룹으로 분리 될 수 있다. 예를 들면, 전쟁에서 소대는 임무를 수행하기 위해 다수의 분대로 분리 될 수 있다. 그러나, 이전 연구들은 이동 싱크 그룹의 분리에 의해 발생되는 세가지 이슈를 다루지 않기 때문에 이동 싱크 그룹의 분리를 효율적으로 지원할 수 없다. 첫 번째 이슈는 새로운 작은 이동 싱크 그룹을 위한 리더 싱크를 선정하는 것이다. 소스로부터 작은 이동 싱크 그룹까지 효율적을 데이터를 전송하는 것이 두 번째 이슈이다. 마지막으로, 세 번째 이슈는 작은 이동 싱크 그룹들의 리더 싱크들 사이에 데이터를 공유하는 것이다. 그러므로, 본 논문은 이러한 세가지 이슈를 해결하는 것에 의해 이동 싱크 그룹의 분리를 효율적으로 지원하기 위한 라우팅 프로토콜을 제안한다. 첫 번째 이슈를 위해, 제안 프로토콜은 새로운 리더 싱크와 이전 리더 싱크 사이의 거리와 새로운 리더 싱크로부터 이것의 모든 멤버 싱크까지의 거리의 합이 최소가 되도록 새로운 작은 이동 싱크 그룹의 리더 싱크를 선정한다. 두 번째 이슈의 소스로부터 작은 이동 싱크 그룹까지의 효율적인 데이터 전송을 위해, 제안 프로토콜은 소스와 리더 싱크들의 위치 정보를 통한 계산을 통하여 소스로부터 작은 이동 싱크 그룹까지의 데이터 전송 거리를 최소화하기 위한 경로를 결정한다. 세 번째 이슈와 관련하여, 제안 프로토콜은 멤버 싱크들의 위치 정보를 고려하여 리더 싱크들 사이에 효율적인 데이터 공유를 제옥하기 위한 리더 싱크들 사이의 멤버 싱크를 이용한다. 시뮬레이션 결과는 제안 프로토콜이 이전 프로토콜에 비해 에너지 소비의 관점에서 우수함을 증명한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.839-846
• /
• 1994

본 논문에서 수지형 하천내 1차원 부정류 흐름해석을 위한 알고리즘을 개발하였다. 이 해석 알고리즘은 수지형 하천내 부정류의 흐름을 각각의 지류내 단면간에는 연속방정식과 모우멘트 방정식을 적용하고 합류점과 분류점에서는 연속방정식과 에너지방정식을 적용하여 유한차분화한후, 이에 적합한 순환방정식을 도출하여 적용하였으며, 이때 순환계수들은 합류하는 하천단면, 분류하는 하천단변, 합류점, 분류정에 따라 각각 다르게 결정토록 하였다. 이와같은 순환계수 및 순환방정식을 이용하여 수지형 하천내 흐름해석을 단일 하천내 흐름해석과 동일하게 전진법에서는 순환계수를 계산하고, 후진법에서는 순환방정식의 해를 구하는 것이 가능하도록 하였다. 이에 따라 흐름해석을 위한 컴퓨터 저장용량도 $2N{\times}2N$ 행렬로부터 $2N{\times}4$ 행렬로 줄이도록 하였고 계산시간도 상당히 절약하였으며 이때 N은 수지형 하천내 흐름특성인 유량 및 수위를 결정해야하는 절점을 나타낸다. 이와같이 제안된 알고리즘을 이용하여 수지형 하천내 부정류 흐름을 개인용 컴퓨터등을 이용하여 효율적이며 정확하게 해석할 수 있다.

• 정보처리학회논문지C
• /
• 제14C권2호
• /
• pp.171-178
• /
• 2007

개별적으로 이동하는 노드들과 그룹으로 이동하는 노드들로 함께 구성된 애드 혹 네트워크에서 멀티케스트 어플리케이션을 수행하는 노드들은 비슷한 이동 특성을 갖는 그룹에 속하는 경우가 많다. 그룹 이동성은 확장성을 향상시키고, 프로토콜 오버헤드를 줄이는 좋은 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 이질적 그룹 이동성을 갖는 네트워크에서 동일한 그룹 이동성을 갖는 노드들을 다중 인터페이스의 단일 개체로 간주하여 멀티캐스트 트리를 구성하는 멀티캐스트 구조를 제안한다. 논리적 협업 개제 기반 멀티캐스트 구조의 적용은 비계층적 멀티캐스트 구조를 유지하면서 계층적 멀티캐스트 구조로부터 얻을 수 있는 확장성, 멀티캐스트 트리 단순화, 프로토콜 오버헤드 감소 등을 수용하며, 임의의 노드가 입출력 인터페이스 역할을 함으로서 데이터 포워딩 부하를 여러 노드로 분산시켜 전력 소비의 집중현상을 막을 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 다중 인터페이스를 갖는 논리적 협업 개체 기반의 멀티캐스트 프로토콜이 효율적인 데이터 전송과 프로토콜의 확장성을 제공하는 것을 볼 수 있다.

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

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.826-829
• /
• 2008

모바일 환경에서는 모바일 기기의 제한된 에너지를 효율적으로 사용하는 것이 요구된다. 특히 모바일 Peer-to-Peer(P2P) 시스템에서 모바일 기기가 피어로서 저장된 에너지를 모두 소모하면 더 이상파일 탐색 등과 같은 작업에 참여할 수 없게 된다. 또한 에너지가 없는 피어가 증가하게 되면 파일탐색 실패율이 증가하게 되고, 결국 파일탐색이 불가능하게 된다. 슈퍼피어(super peer)를 기반으로 한 계층적 P2P 시스템은 기존 단일 계층 P2P 시스템보다 더 적은 양의 메시지로 파일탐색을 가능하게 해준다. 하지만 하나의 슈퍼피어가 관리하는 서브피어(sub-peer)가 많을 경우, 서브피어의 관리 비용과 파일 탐색 요청의 증가로 슈퍼피어의 에너지 소모 비율이 크게 증가하게 되며, 이로 인해 네트워크 참여 시간이 줄어들게 된다. 이는 전체 네트워크 유지시간 감소에 영향을 미친다. 본 논문은 무선 통신 기반의 모바일 환경에서 슈퍼피어를 기반으로 한 계층적 P2P 시스템을 기반으로, 슈퍼피어가 관리하는 서브피어들의 수를 제한하고, 만약 일정한 수를 초과하였을 경우, 초과한 슈퍼피어의 서브피어들 중에서 새로운 슈퍼피어를 선정하고, 기존 슈퍼피어로부터 일부 서브피어들을 분배하여 관리하게 하는 시스템을 제안하였다. 실험을 통해 성능을 평가 하였으며, 실험 결과 파일 탐색 요청을 위한 네트워크 유지시간이 더 오래 지속됨을 확인하였다.