• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.893-901
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• 2007

품질 보장을 요구하는 실시간 멀티미디어 서비스가 이동 무선 네트워크로 확산됨에 따라 무선 채널에서 에너지 효율의 중요성이 더욱 강조되고 있으며, DMS(Dynamic Modulation Scaling)의 도입으로 스케줄러의 출력 링크의 속도를 낮춤으로서 무선 채널의 에너지 소비를 줄일 수 있게 되었다. 본 연구에서는 WFQ(Weighted Fair Queuing)의 대역폭 이용도 저하 문제를 해결한 LOFQ(Latency-Optimized Fair Queuing)를 확장하여 출력 링크의 속도를 줄일 수 있는 공평 큐잉 알고리즘인 REFQ(Rate Efficient Fair Queuing)를 제안하고 성능을 평가한다. 평가결과 WFQ에 비해서 35%의 링크 속도 절감 효과를 얻었고, DMS 무선 모뎀에 적용 시 에너지 소비를 최대 90% 정도 줄일 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.49-59
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• 2014

최근 무선 센서 네트워크(WSN)이 침입 탐지와 생태, 환경, 대기, 산업, 교통, 화재 감시 등에 다양하게 적용되어 사용되고 있다. 본 논문에서는 에너지 효율적인 클러스터링 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 수신전력을 바탕으로 하여 최적위치의 클러스터헤드를 선출하고 이를 통해 균일한 클러스터사이즈를 가지도록 한다. 또한 최대 깊이가 제한된 MST를 이용한 라우팅 트리를 구성하고 멀티 홉 전송을 통해 센서 노드의 위치에 관계없이 균일한 에너지 소모를 유도하도록 하였다. 이를 통해 제안 알고리즘은 기존의 LEACH나 HEED에 비해 노드의 에너지 소모를 감소시키고 균등한 에너지 소모를 유도하여 네트워크 수명을 증대시킬 수 있다. 시뮬레이션 결과 제안 알고리즘이 공평한 에너지 소모를 통해 네트워크 수명을 증대시킬 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권1호
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• pp.17-25
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• 2011

A convergecast is a popular routing scheme in wireless sensor networks (WSNs) in which every sensor node periodically forwards measured data along configured routing paths to a base station (BS). Prolonging lifetimes in energy-limited WSNs is an important issue because the lifetime of a WSN influences on its quality and price. Low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) was the first attempt at solving this lifetime problem in convergecast WSNs, and it was followed by other solutions including power efficient gathering in sensor information systems (PEGASIS) and power efficient data gathering and aggregation protocol (PEDAP). Our solution-chain routing with even energy consumption (CREEC)-solves this problem by achieving longer average lifetimes using two strategies: i) Maximizing the fairness of energy distribution at every sensor node and ii) running a feedback mechanism that utilizes a preliminary simulation of energy consumption to save energy for depleted Sensor nodes. Simulation results confirm that CREEC outperforms all previous solutions such as LEACH, PEGASIS, PEDAP, and PEDAP-power aware (PA) with respect to the first node death and the average lifetime. CREEC performs very well at all WSN sizes, BS distances and battery capacities with an increased convergecast delay.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.995-1002
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• 2018

우선 순위 기반 MAC프로토콜에서 경쟁이 심한 경쟁접근구간은 더 많은 수의 충돌 및 재전송을 초래할 수 있다. 경쟁접근구간 동안 우선순위가 높은 트래픽은 우선순위가 낮은 트래픽을 지배하여 우선 순위가 낮은 트래픽이 고갈되어 WBAN 처리량, 지연 및 에너지 소비에 악영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 우선 순위가 낮은 트래픽에 대한 공정한 기회를 제공하기 위해 경쟁접근구간에서 경쟁을 줄이는 응급데이터-퍼스트-우선 순위 MAC(: EFP-MAC) 슈퍼 프레임 구조를 제안한다. 시뮬레이션 결과는 제안 된 EFP-MAC이 IEEE 802.15.4 표준에 비해 낮은 에너지 소비, 높은 처리량 및 낮은 대기 시간을 달성함을 보인다.

• 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

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권4호
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• pp.1866-1888
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• 2017

Efficient energy consumption in WSN is one of the key design issues for improving network stability period. In this paper, we propose a new Heterogeneity-aware Energy-efficient Clustering (HEC) technique which considers two types of heterogeneity - network lifetime and of sensor nodes. Selection of cluster head nodes is done based on the three network lifetime phases: only advanced nodes are allowed to become cluster heads in the initial phase; in the second active phase all nodes are allowed to participate in cluster head selection process with equal probability, and in the last dying out phase, clustering is relaxed by allowing direct transmission. Simulation-based performance analysis of the proposed technique as compared to other relevant techniques shows that HEC achieves longer stable region, improved throughput, and better energy dissipation owing to judicious consumption of additional energy of advanced nodes. On an average, the improvement observed for stability period over LEACH, SEP, FAIR and HEC- with SEP protocols is around 65%, 30%, 15% and 17% respectively. Further, the scalability of proposed technique is tested by varying the field size and number of sensing nodes. The results obtained are found to be quite optimistic. The impact of energy heterogeneity has also been assessed and it is found to improve the stability period though only upto a certain extent.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.525-526
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• 2009

Due to the limitation of battery life time, energy is one of the most crucial issues for wireless sensor networks. Thus this paper proposes an energy efficient duty cycle scheme to conserve energy mostly. To handle the large varieties of data (i.e., both low and high traffic load) the proposed duty cycle scheme ensures a fair access period (FAP) and a prioritized access period (PAP). The idea presented in this paper able to reduce the collision probability and energy consumption. Finally simulation outputs have demonstrated the effectiveness of the proposed duty cycle task and showed a noticeable performance in terms of energy usage.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3046-3060
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• 2012

Low power listening (LPL) MAC protocols based on duty-cycling mechanism have been studied extensively to achieve ultra low energy consumption in wireless sensor networks (WSNs). Especially, recent ACK-based LPL schemes such as X-MAC employ strobe preambles and an early ACK, and show fair performances in communications and energy efficiencies. However, the state-of-the-art ACK-based LPL scheme still suffers from collision problems due to the protocol incompleteness. These collision effects are not trivial and make WSNs unstable, aggravate energy consumptions. In this paper, we propose two novel schemes; (i) ${\tau}$-duration CCA to mitigate the collision problem in ACK-based LPL MAC protocols. (ii) Short Preamble Counter (SPC) to conserve more energy by reducing unnecessary overhearing. We demonstrate the performance improvement of our scheme via a mathematical analysis and real-time experiments. Both analysis and experimental results confirm that our proposed scheme saves energy by up to 36% compared to the naive ACK-based LPL MAC protocol thanks to ${\tau}$-duration CCA and SPC.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2004년도 하계학술대회
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• pp.382-385
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• 2004

In this paper, a new clustering algorithm using the Guaranteed Distance is proposed. In the new algorithm, the appropriate distribution of clusterheads is accomplished by guarantee the stochastic average distance between clusterhead (CH)s. Using this algorithm, 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 nodes can be achieved.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권2호
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• pp.149-157
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• 2008

제한된 배터리를 갖는 노드로 구성되는 무선 센서 네트워크에서는 에너지 효율적인 MAC 프로토콜의 연구가 활발히 진행되고 있으며 낮은 듀티 사이클 동작이 에너지 소모를 줄이는 효과적인 방법으로 널리 사용되고 있다. 낮은 듀티 사이클을 사용하는 MAC 프로토콜에서 불필요한 에너지 소모 및 지연을 줄이고 전송률을 향상시키기 위해 Short Preamble 기법이 제안되었지만 송신 노드간의 경쟁을 충분히 고려하지 않아 불공정한 경쟁의 문제가 발생할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Short Preamble에 우선순위 정보를 추가하여 수신 노드에서 적절히 송신 노드를 선택할 수 있는 Preamble Counting기법을 제안하였다. Preamble Counting을 사용함으로써 송신 노드간의 에너지 소모 및 패킷 전송률의 균형을 이룰 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.