• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.49-54
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• 2009

무선 센서 네트워크에서 센서 노드는 제한된 자원과 센싱 능력을 가지고 있으며 분산된 환경에서 동작한다. 특히 적은 에너지 자원을 가지고 있으며, 한 번 살포된 후에는 사용자의 접근이 제한되며 배터리를 교체할 수 없다. 에너지 소비를 최소화하여 전체 센서 네트워크의 수명을 최대화하는 것은 중요한 이슈 중 하나이다. LEACH에서는 현재 에너지 량을 고려하지 않고 확률적으로 클러스터 헤드를 선택한다. 본 논문에서는 평균 에너지 레벨보다 센서 노드의 에너지 레벨이 높을 경우, 클러스터 헤드로 선출될 자격을 부여하는 클러스터 형성 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 클러스터 형성 기법의 우수성을 검증한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.187-192
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• 2009

본 논문은 좀 더 세밀한 얼굴의 특징점을 검출하기 위하여 계곡에너지[1]를 확장한 확장형 계곡에너지 알고리즘을 제안하였다. 제안된 계곡에너지는 먼저 화소간의 밝기의 차이를 측정하는 계곡 마스크의 크기를 고정시키지 않고 가변의 형태로 구성하였다. 다음으로 여러 마스크에 따라 발생된 서로 다른 값들을 누적시킴으로써 계곡에너지의 특징점의 정보를 다양화시켰다. 결국 환경변화에 보다 유연한 계곡에너지를 구할 수 있었다. 제안한 알고리즘을 검증하기 위하여 많은 영상에 적용하여 실험한 결과 98% 이상의 얼굴특징 영역을 추출할 수 있었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.146-151
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• 2017

본 논문은 전력선 통신 시스템에서 에너지 효율을 최적화하기 위해 송신 전력 및 부 채널 할당을 최적화하는 에너지 효율적인 자원 할당 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 특히 수신기에 최대의 신호 전력을 전달하기 위해서 기존의 연구와 다르게 주파수에 따라 변하는 전력선 채널의 특성을 시스템 모델에서 고려하였다. 또한, 에너지 효율 함수를 최대화 할 때 송신기의 최대 신호전력 한계 및 최소 데이터 전송률 만족 등 현실적인 제한조건들을 고려하여 전송 알고리즘을 설계하였다. 따라서 본 논문에서는 비선형 분수 프로그래밍과 라그랑지 이중 기법을 이용하여 최적값을 산출하였고 시뮬레이션을 통해 베이스라인 기법 대비 제안한 알고리즘의 에너지 효율 성능의 우수성을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.1241-1248
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• 2014

사물인터넷의 하위 구조인 센서 네트워크는 센서 노드의 효율적인 배터리 사용이 중요한 요소이다. 센서노드의 배터리 사용 시간을 최대화할 수 있으면 센서 네트워크의 생존 시간도 늘어나고 사물인터넷의 신뢰도도 향상될 것이다. 이 문제에 대한 기존의 해결들은 주로 후보 노드들의 에너지 잔량에 기반하여 클러스터 헤드의 주기적 교체에 중점을 두었다. 본 연구에서는 헤드 교체 주기를 효율적으로 관리하여 네트워크의 생존 시간을 최대화하고자 한다. 제안하는 기법은 센서노드의 에너지 잔량, 위치, 밀도 등을 고려한 임계치에 기반하여 헤드를 교체하고 최초로 소멸되는 노드의 시각과 최후로 소멸되는 노드의 시각 사이의 시간을 최소화 한다. 실험 결과 제안하는 기법은 노드간의 에너지 균형과 네트워크의 생존시간을 최대화하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.303-309
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• 2012

본 연구는 인체의 활동량과 음성 신호를 기반으로 에너지 소모량을 추정하고자 수행하였으며, 3축 가속도 센서와 PVDF(polyvinylidene fluoride) 필름을 이용하여 활동량과 음성 신호를 검출하였다. 인체의 움직임과 음성 신호, 그리고 실제 에너지 소모량 값은 MP-150 시스템과 호흡가스 분석기를 이용하여 수집하였다. 음성신호의 전력 값과 피험자의 체중을 독립 변수로 활용하였을 때 0.918의 R 제곱 값을 보였으며, 활동량 분석에 있어서는 SVM(signal vector magnitude), BMI(body mass index), 키, 그리고 나이를 독립 변수로 활용하였을 때 가장 높은 상관성을 나타냈다. 음성과 활동량을 토대로 하는 에너지 소모량 추정은 활동량만을 이용하여 추정하는 기존의 기기보다 정확한 결과값을 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권12호
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• pp.4081-4098
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• 2022

With the aim of tackling the contradiction between computation intensive industrial applications and resource-weak Edge Devices (EDs) in Industrial Internet of Things (IIoT), a novel computation task offloading scheme in SDIN-enabled MEC based IIoT is proposed in this paper. With the aim of reducing the task accomplished latency and energy consumption of EDs, a joint optimization method is proposed for optimizing the local CPU-cycle frequency, offloading decision, and wireless and computation resources allocation jointly. Based on the optimization, the task offloading problem is formulated into a Mixed Integer Nonlinear Programming (MINLP) problem which is a large-scale NP-hard problem. In order to solve this problem in an accessible time complexity, a sub-optimal algorithm GPCOA, which is based on hybrid evolutionary computation, is proposed. Outcomes of emulation revel that the proposed method outperforms other baseline methods, and the optimization result shows that the latency-related weight is efficient for reducing the task execution delay and improving the energy efficiency.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권1호
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• pp.1-17
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• 2017

Mobile Cloud Computing has become a promising computing platform. It moves users' data to the centralized large data centers for users' mobile devices to conveniently access. Since the data storage service may not be fully trusted, many public verification algorithms are proposed to check the data integrity. However, these algorithms hardly consider the huge computational burden for the verifiers with resource-constrained mobile devices to execute the verification tasks. We propose an energy-efficient algorithm for assigning verification tasks (EEAVT) to optimize the energy consumption and assign the verification tasks by elastic and customizable ways. The algorithm prioritizes verification tasks according to the expected finish time of the verification, and assigns the number of checked blocks referring to devices' residual energy and available operation time. Theoretical analysis and experiment evaluation show that our algorithm not only shortens the verification finish time, but also decreases energy consumption, thus improving the efficiency and reliability of the verification.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권1호
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• pp.105-122
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• 2011

The fundamental design goal of wireless sensor MAC protocols is to minimize unnecessary power consumption of the sensor nodes, because of its stringent resource constraints and ultra-power limitation. In existing MAC protocols in wireless sensor networks (WSNs), duty cycling, in which each node periodically cycles between the active and sleep states, has been introduced to reduce unnecessary energy consumption. Existing MAC schemes, however, use a fixed duty cycling regardless of multi-hop communication and traffic fluctuations. On the other hand, there is a tradeoff between energy efficiency and delay caused by duty cycling mechanism in multi-hop communication and existing MAC approaches only tend to improve energy efficiency with sacrificing data delivery delay. In this paper, we propose two different MAC schemes (ADS-MAC and ELA-MAC) using closed-loop control in order to achieve both energy savings and minimal delay in wireless sensor networks. The two proposed MAC schemes, which are synchronous and asynchronous approaches, respectively, utilize an adaptive timer and a successive preload frame with closed-loop control for adaptive duty cycling. As a result, the analysis and the simulation results show that our schemes outperform existing schemes in terms of energy efficiency and delivery delay.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권6호
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• pp.1113-1132
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• 2011

In wireless sensor networks (WSNs), most energy saving asynchronous MAC protocols are custom tailored for unicast communications only. However, broadcast protocols are very commonly used in WSNs for a variety of functionalities, such as gathering network topology information, event monitoring and query processing. In this paper, we propose a novel low-power asynchronous broadcast MAC protocol called Alarm Broadcast (A-CAST). A-CAST employs the strobe preamble that specifies the residual waiting time for the following data transmission. Each receiver goes back to sleep upon hearing the strobe preamble for the residual time duration, to conserve energy and to wake up just before data transmission starts. We compute the energy consumption of A-CAST via rigorous mathematical analysis. The analytic results show that A-CAST outperforms B-CAST, a simple broadcast extension of the well-known B-MAC. We also implement A-CAST on sensor motes and evaluated its performance through real experiments. Our experimental results show that A-CAST reduces the energy consumption by up to 222% compared to the previously proposed protocols.