• 제목/요약/키워드: energy-efficient communication

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무선 센서 네트워크에서 메쉬 토폴로지를 위한 비컨 스케줄링 (A Beacon Scheduling for Mesh Topology in Wireless Sensor Networks)

  • 김민정;심준호
    • 한국전자거래학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.49-58
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    • 2010
  • 무선 센서 네트워크 기술은 다양한 e-비즈니스 환경을 가능케 하는 차세대 기반 기술이다. 무선 센서 네트워크가 갖춰야 할 중요한 특징 중 하나는 에너지 효율성이다. 무선 센서 네트워크의 대표적인 국제표준인 IEEE 802.15.4는 에너지 효율을 위해 비컨 가능 모드를 제공하고 있다. 그러나 메쉬 토폴로지 같은 멀티 홉 네트워크에서 비컨 가능 모드를 이용하면 비컨끼리 충돌하여 센서 노드가 동기화하지 못할 수도 있다. 동기화하지 못한 노드는 통신에 참여할 수 없으므로 네트워크 내의 다른 노드에도 영향을 미친다. 본 논문에서는 메쉬 토폴로지를 이용하는 무선 센서 네트워크에서도 비컨 가능 모드를 이용하여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 비컨 스케줄링 기법을 제안한다. 이 기법을 이용하여 노드들이 비활성 구간에는 전원을 꺼서 에너지를 절약할 수 있게 하고, 비컨간의 충돌을 방지할 수 있다. 제안하는 기법의 성능평가를 위해 QualNet 시뮬레이터를 사용하여 구현하였으며, 센서 네트워크의 대표적인 응용인 모니터링 상황을 가정하여 실험하였다. 실험을 통해 제안하는 기법을 이용하여 메쉬 토폴로지를 이용하는 네트워크에서도 에너지를 효율적으로 사용할 수 있음을 증명하였다.

Hybrid Full Frequency Precoding for Integrated Remote Wireless Sensor and Multibeam Satellite Networks

  • Li, Hongjun;Dong, Feihong;Gong, Xiangwu;Deng, Changliang;Jia, Luliang;Wang, Jingchao
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권6호
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    • pp.2546-2566
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    • 2016
  • This paper investigates an efficient transmission scheme for the remote wireless sensors to receive information which is rarely discussed in the integrated remote wireless sensor and multibeam satellite networks (IWSMSNs). The networks can be employed to exchange sensing information for emergency scenario, ocean scenario, and so on, which are isolated from available terrestrial networks. As the efficient transmission link is important to the IWSMSNs, we propose a hybrid full frequency (HFF) precoding by taking advantage of frequency reuse and multiple-input multiple-output (MIMO) precoding. Considering energy efficiency and sinks fairness are crucial to transmission link, thus the HFF precoding problems are formulated as transmit power minimization (TPM) and max-min fair (MMF) received signal to interference plus noise ratio (SINR) problems, which can be transformed to indefinite quadratic optimization programs. Then this paper presents a semi-definite programming (SDP) algorithm to solve the problems for the IWSMSNs. The promising potential of HFF for the real IWSMSNs is demonstrated through simulations.

정보와 전력의 동시 전송을 최대화하기 위한 자원 관리 기법 (Resource Management for Maximizing Simultaneous Transfer of Information and Power)

  • 이기송;김민호;조동호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권8호
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    • pp.1560-1566
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    • 2015
  • 차세대 무선 통신 시스템에서는 효율적인 전력 사용을 위해서 서비스를 받지 않는 수신기는 송신기로부터 전송되는 신호를 이용하여 전력을 획득할 수 있는 환경을 고려하고 있다. 본 논문에서는 최적화 기법을 이용하여 시스템의 총 데이터 전송률과 전력 획득량을 동시에 최대화할 수 있는 서브 채널 및 파워 할당 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안 기법은 시스템의 총 데이터 전송률과 전력 획득량을 균형있게 증가시킴을 보였다. 특히, 제안 기법은 기존 기법에 비해 미미한 데이터 전송률 저하를 보이지만 전력 획득량은 크게 증가시켜 효율적인 전력 사용을 가능하게 함을 보였다.

A Practical Unacknowledged Unicast Transmission in IEEE 802.11 Networks

  • Yang, Hyun;Yun, Jin-Seok;Oh, Jun-Seok;Park, Chang-Yun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제5권3호
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    • pp.523-541
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    • 2011
  • In current IEEE 802.11 wireless LAN, every unicast transmission requires an ACK from the receiver for reliability, though it consumes energy and bandwidth. There have been studies to remove or reduce ACK overhead, especially for energy efficiency. However none of them are practically used now. This paper introduces a noble method of selective unacknowledged transmission, where skipping an ACK is dynamically decided frame by frame. Utilizing the fact that a multicast frame is transmitted without accompanying an ACK in 802.11, the basic unacknowledged transmission is achieved simply by transforming the destination address of a frame to a multicast address. Since removing ACK is inherently more efficient but less strict, its practical profit is dependent on traffic characteristics of a frame as well as network error conditions. To figure out the selective conditions, energy and performance implications of unacknowledged transmission have been explored. Extensive experiments show that energy consumption is almost always reduced, but performance may be dropped especially when TCP exchanges long data with a long distance node through a poor wireless link. An experiment with a well-known traffic model shows that selective unacknowledged transmission gives energy saving with comparable performance.

계층적 센서 네트워크에서 균등한 에너지 소비를 위한 클러스터링 기법에 관한 연구 (A Study on clustering method for Banlancing Energy Consumption in Hierarchical Sensor Network)

  • 김요섭;홍영표;조영일;김진수;은종원;이종용;이상훈
    • 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.

빌딩 에너지시스템 통합네트워크 구축에 관한 연구 (The Novel Configuration of Integrated Network for Building Energy System)

  • 홍원표
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.229-234
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    • 2008
  • The new millennium has started with several innovations driven by fast evolution of the technologies in energy sector. A strong impulse towards the diffusion of new economical efficient technologies regulatory incentives related to energy production from renewable source and a small scale building trigeneration and to promotion of more sustainable environmental-friendly generation solutions, the evolution of electricity markets, more and more binding local emission constraints, and the need for improving the security of supply to reduce the energy system vulnerability. The 24 percentage energy quantify of total energy consumption consumes in commercial buildings and residential houses and the 30% portion of total $CO_2$ emissions covers also in the commercial buildings and residential houses sector. To cope with efficiently this energy sinuation in building sector, Building microgrid or building tooling, heating & power(BCHP) system has been interested in recent day due to meeting thermal and electric energy requirements efficiently and with appropriate energy quality. A multi agent system is a collective of intelligent agents that communicate with each other and work cooperatively to achieve common goals. Also, it is to medicate and coordinate communication between Control Areas and Security Coordinators for teal-time control of the BCHP system and the power pid. In this new circumstance, it is very important to integrate the power and energy delivery system and the information system(communication, networks, and intelligent equipment) that controls it. Therefore, development of smart control modules with open communication protocol and seamlessly interchange the data and information between control network and data network including extranet and intranet give a great meanings. We designed and developed the TCP/IP-CAN IED agent modules and ModBus./LonTalk/(TCP/IP) IED agent ones to configure the multi-agent system based smart energy network of commercial buildings and also intelligent algorithms for inverter fault diagnostics which ran be operated in control level or agent level network.

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무선 센서 네트워크를 위한 잔여 수명 기반 클러스터링 통신 프로토콜 (Lifetime-based Clustering Communication Protocol for Wireless Sensor Networks)

  • 장백철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.2370-2375
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    • 2014
  • 무선 센서 네트워크는 넓은 지역을 위한 분산 센싱 시스템을 구현하는 데에 큰 잠재성을 가지고 있다. 각 센서의 배터리 교환이 대체로 어렵다고 생각되기 때문에, 무선 센서 네트워크의 수명 향상은 매우 중요한 연구 주제이다. 클러스터링 방식은 각 각의 센서 노드가 패킷을 원거리의 싱크 노드에게 보낼 필요 없이, 가까운 거리의 클러스터 헤드에게 보내면 되므로 에너지 효율적이다. 이 논문에서 우리는 잔여수명을 기반으로 클러스터 헤드를 선정하는 무선 센서네트워크를 위한 클러스터링 통신 프로토콜을 제안한다. 우리가 제안한 알고리즘을 평가하기 위해, 대표적인 무선 센서네트워크 클러스터링 알고리즘 중의 하나인 LEACH와 그 성능을 비교한다. 실험 결과는 우리의 알고리즘이 LEACH보다 트래픽 양 측면에서 20% ~ 30%, 그리고 확장성 특면에서 30% ~ 40% 만큼 노드들의 평균 수명을 향상 시킨다는 것을 보여 준다.

무선 센서네트워크를 위한 TEEN 기반의 안전한 그룹통신 기법 (Teen Based Secure Group Communication Scheme for Wireless Sensor Networks)

  • 서일수
    • 융합보안논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.71-78
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    • 2009
  • 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)는 계산 능력, 전력, 통신 대역폭 등 다양한 제약 조건을 가지기 때문에 기존의 보안 기법을 WSN에 적용하기는 매우 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에 적용 가능한 안전한 그룹통신 기법을 제안한다. 제안한 기법은 클러스터링 기반의 계층적 라우팅 프로토콜인 TEEN(Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol) 알고리즘에 보안 메커니즘이 결합된 형태로서, 네트워크는 센서노드, 클러스터 헤더, 베이스 스테이션(BS : Base Station)으로 이루어진다. 보다 강력한 보안성 제공과 효율적인 키 관리를 위해 제안된 기법은 비밀 키 및 공개 키 알고리즘 모두를 사용하며, 전력소모를 줄이기 위해 참여 노드들 간의 통신은 계층적 트리구조에 의해 이루어진다. 따라서 본 논문에서 제안한 기법은 강력한 보안성을 제공할 뿐만 아니라, 통신에 있어 보다 낮은 전력을 소모하므로 무선 센서 네트워크 환경에 적합하다고 할 수 있다.

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Energy Efficiency Analysis of Cellular Downlink Transmission with Network Coding over Rayleigh Fading Channels

  • Zhu, Jia
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권3호
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    • pp.446-458
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    • 2013
  • Recently, energy-efficient cellular transmission has received considerable research attention to improve the energy efficiency of wireless communication. In this paper, we consider a cellular network consisting of one base station (BS) and multiple user terminals and explore the network coding for enhancing the energy efficiency of cellular downlink transmission from BS to users. We propose the network coded cellular transmission scheme and conduct its energy consumption analysis with target outage probability and data rate requirements in Rayleigh fading environments. Then, the energy efficiency in Bits-per-Joule is further defined and analyzed to evaluate the number of bits delivered per Joule of energy cost. Numerical results show that the network coded cellular transmission significantly outperforms the traditional cellular transmission in terms of energy efficiency, implying that given a Joule of energy cost, the network coded cellular transmission scheme can deliver more bits than the traditional cellular transmission.

UV-curable Acrylate/Alkyd Resin 혼합계의 경화특성 II (Curing Properties of UV-ccurable Acrylate/Alkyd Resin Blends II)

  • 남수용;이경옥;대평태문;구철회
    • 한국인쇄학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.157-166
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    • 2000
  • UV-curable resins have adventages of quick set, space saving, clean environment, and efficient use of energy. The polymerization induced phase separation has been studied to solve the problem in UV-curing of thick films and develop the new functional materials. On the exposure to UV irradiation, the dynamic elasticity properties were mesured for mixtures of alkyd resin and UV-cruable monomers which have different molecular structures and molecular weights. The curing rate increases with increasing temperature and UV intensity. In addition, The gel point is strongly influenced by temperature and UV intensity

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