• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3432-3448
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• 2015

Interference can cause serious problems in our daily life. Traditional ways in localizing a target can't work well when it comes to the source of interference for it may take an uncooperative or even resistant attitude towards localization. To tackle this issue, we take the BPSN (Binary Proximity Sensor Networks) and consider a passive way in this paper. No cooperation is needed and it is based on simple sensor node suitable for large-scale deployment. By dividing the sensing field into different patches, when enough patches are formed, good localization accuracy can be achieved with high resolution. Then we analyze the relationship between sensing radius and localization error, we find that in a finite region where edge effect can't be ignored, the trend between sensing radius and localization error is not always consistent. Through theoretical analysis and simulation, we explore to determine the best sensing radius to achieve high localization accuracy.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권11호
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• pp.846-850
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• 2009

최근 환경 모니터링, 스마트 빌딩, 의료 분야, 농업 분야 등에서 센서 네트워크가 널리 활용되고 있다. 센서 노드는 배터리로 동작한다. 넓은 지역에 배포된 센서 노드의 배터리를 주기적으로 교체하는 것은 불가능하기 때문에 에너지는 센서 네트워크에서 가장 중요한 자원이다. 따라서, 센서 데이터를 수집하는 동안 네트워크 수명을 연장시키기 위한 에너지 효율적인 메커니즘에 대한 연구는 필수적이다. 대표적인 연구로는 송수신하는 데이터의 크기를 줄이기 위한 데이터 압축 기법과 통신간 충돌을 방지하여 에너지 사용의 효율을 높이기 위한 MAC 프로토콜 기법이 있다. 기존 데이터 압축 기법은 센서 데이터의 공간 또는 시간적인 연관성을 이용하며, 기존 MAC 프로토콜은 TDMA, FDMA, CDMA 등의 방법을 통해 데이터의 충돌을 방지한다. 본 논문에서는 MAC 프로토콜 중 하나로 널리 사용되고 있는 TDMA 스케줄을 조정하여 송수신되는 센서 데이터의 크기를 줄이는 새로운 압축 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 데이터 전송 시점을 이용하여 센서의 측정값을 인코딩하여 데이터의 크기를 줄이고, 동적으로 시간 슬롯을 할당함으로써 발생되는 전송 지연을 줄인다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 성능 평가를 수행하였으며, 실험 결과, 기존 데이터 수집 기법에 비해 통신 비용이 약 52% 감소하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제15C권3호
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• pp.205-212
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• 2008

다수의 이종 센서 네트워크가 넓은 지역에 포설된 경우 각 센서 네트워크에서 수집된 데이터를 싱크 (sink)에서 게이트웨이 (GW)로 전송하기 위해 릴레이 포인트 (relay point: RP)들로 구성된 전달망이 이용된다. 전달망 내에서 RP의 위치는 전달망의 에너지 효율을 결정하는 중요한 요인이지만 전달망 내의 싱크의 수가 동적으로 변하고 특히 싱크가 이동하는 경우 이들의 경로를 미리 알지 못한다면 각 RP의 최적 위치를 전달망 포설시에 결정할 수 없게 된다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 RP를 격자 모양으로 포설한 트리 기반 전달망에서 RP의 운용 비용과 경로 관리 부하 측면에서 효율적인 싱크와 GW 사이의 경로 관리 기법을 제안한다. 제안 기법의 성능은 단일 경로 설정 비용에 대한 수학적 분석과 ns-2를 이용한 모의 실험을 통해 검증되었다. 분석 결과 제안 기법은 싱크과 GW 사이의 데이터 전송 시간, 전달망의 서비스 지속 시간 및 경로 관리 부하 측면에서 AODV보다 우수하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권11A호
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• pp.1147-1158
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• 2006

경제성 및 전력 효율성 등을 고려하여 단일 주파수 채널을 사용하는 클러스터 기반의 계층구조 무선 센서 네트워크에서 클러스터 헤드는 클러스터 내의 노드들에 대한 무선 자원 할당 및 제어를 관장하며, 데이터 축약(data aggregation) 또는 라우팅 등의 처리 기능이 집중되어 클러스터 내의 노드들과 빈번한 통신이 이루어진다. 따라서 클러스터 헤드는 일반 노드에 비해 상대적으로 많은 에너지를 소모하게 되고 배터리가 먼저 고갈되면 그 동작을 멈추게 된다. 이는 무선 센서 네트워크 수명을 단축시키는 주요한 원인이 되기 때문에 전력 효율적인 망 구조를 도출할 수 있는 클러스터링을 통해 에너지 소모가 많은 클러스터 헤드의 개수를 최소화하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 노드간의 상호 응답 과정을 통해 주변 노드들을 발견하고 그 개수를 세어 나가는 과정을 통해 클러스터 헤드와 게이트웨이간의 거리를 최대화시켜 평균적으로 클러스터 헤드의 개수를 최소화할 수 있는 새로운 형태의 클러스터링 알고리즘을 제안하였으며, 모의실험을 통해 제안된 클러스터링 알고리즘에 의해 클러스터 헤드 개수가 기존의 클러스터링 알고리즘 대비 최대 21% 감소함을 보여준다. 또한 각 노드들의 역할을 재설정하여 네트워크의 평균 수명을 극대화하기 위한 전력 균형 분배(load balancing) 과정에서 에너지 소모가 많은 재클러스터링 과정의 발생을 억제함으로써 전체 네트워크 수명을 연장 시킬 수 있는 새로운 방식을 제안하였다

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권4호
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• pp.351-361
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• 2014

무선 센서네트워크의 데이터 전송을 위해서 각 노드는 백오프(Back-off)기법을 이용하여 이웃노드와 채널을 경쟁한다. 수중음향 센서네트워크에서도 일반적으로 백오프를 이용하여 노드 간 채널을 경쟁한다. 그러나 수중음향 센서네트워크의 백오프에 이용되는 슬롯타임(Slot-time)은 무선 센서네트워크와는 달리 매우 긴 지연시간을 갖는다. 따라서, 수중음향 센서네트워크에서는 긴 슬롯타임에 의해 각 노드간의 통신성능 저하 문제가 발생한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 실제 노드가 배치된 상태를 이웃 노드와의 전파지연 시간을 이용하여 계산하고, 슬롯타임을 노드 스스로 최적화한다. 이러한 방법을 통해 각 노드들 간의 통신에 낭비되는 시간을 줄이고 네트워크 성능을 향상 시킨다. 본 논문에서는 제안하는 기법을 구체적으로 기술하고 제안하는 기법과 기존의 연구와의 성능차를 확인한다. 성능 비교결과 제안하는 기법이 기존의 기법에 비하여 우수한 성능을 갖는 것을 확인 하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.439-459
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• 2010

Structural health monitoring (SHM) of civil infrastructure using wireless smart sensor networks (WSSNs) has received significant public attention in recent years. The benefits of WSSNs are that they are low-cost, easy to install, and provide effective data management via on-board computation. This paper reports on the deployment and evaluation of a state-of-the-art WSSN on the new Jindo Bridge, a cable-stayed bridge in South Korea with a 344-m main span and two 70-m side spans. The central components of the WSSN deployment are the Imote2 smart sensor platforms, a custom-designed multimetric sensor boards, base stations, and software provided by the Illinois Structural Health Monitoring Project (ISHMP) Services Toolsuite. In total, 70 sensor nodes and two base stations have been deployed to monitor the bridge using an autonomous SHM application with excessive wind and vibration triggering the system to initiate monitoring. Additionally, the performance of the system is evaluated in terms of hardware durability, software stability, power consumption and energy harvesting capabilities. The Jindo Bridge SHM system constitutes the largest deployment of wireless smart sensors for civil infrastructure monitoring to date. This deployment demonstrates the strong potential of WSSNs for monitoring of large scale civil infrastructure.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.1-6
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• 2022

본 논문은 Wake-up radio를 활용한 지역화 Time Slotted Channel Hopping (TSCH) 슬롯프레임 기반 항공 데이터 수집 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 무인항공기가 대규모 서비스 영역 내 배치된 센서 기기들의 데이터를 수집할 때 소요되는 지연 시간 및 소모 에너지를 최소화하는 것을 목표로 한다. 이를 위해, 제안 기법은 서비스 영역을 다수의 지역으로 분할하고, 각 지역 내 센서 기기들이 요구하는 셀의 수에 따라 지역별로 TSCH 슬롯프레임의 길이를 결정한다. 이후, 각 지역 내 센서 기기들의 ID를 활용하여 TSCH 슬롯프레임 내 데이터 전송 전용 셀을 할당한다. 에너지 효율적인 데이터 수집을 위해, 센서 기기는 Wake-up radio를 활용한다. 구체적으로, 센서 기기는 Wake-up radio를 활용하여 비콘 수신 및 데이터 전송을 위해 할당된 셀에서만 네트워크 인터페이스를 활성화한다. 시뮬레이션 결과는 제안 기법이 기존 기법 대비 지연 시간 및 에너지 소모 측면에서 더 우수한 성능을 가지는 것을 보여주었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.438-442
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• 2010

무선 센서 네트워크 기술이 발전됨에 따라 소규모 무선 센서 네트워크에서 대규모 무선 센서 네트워크로 변하고 있으며, 이로 인하여 대규모 무선 센서 네트워크를 효율적으로 관리하기 위하여 여러 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 대규모 무선 센서 네트워크를 효율적으로 관리하는 클러스터 기법을 사용한다. 또한 음성 정보를 전송하기 위해 네트워크 코딩 기법을 사용하여 수집된 자료를 목표지점까지 전달하는데 걸리는 딜레이 시간을 줄이는 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.118-121
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• 2006

무선 센서 네트워크 응용 프로그램의 적용 분야가 확대됨에 따라 다양한 응용프로그램을 지원할 수 있도록 응용 및 시스템 기능을 모듈화 하고 네트워크를 통해 업데이트하는 기술이 연구되었다. 센서 시스템의 실시간 코드 교체는 대용량의 코드를 네트워크를 통해 전달해야 하는 고 비용의 동작으로 센서 응용의 자원 절약과 정상적인 응용 수행을 위해 보다 효율적인 관리가 필요하다. 본 논문에서는 모듈화 된 커널 및 응용 코드를 네트워크를 통해 재구성함에 있어 발생하는 오버헤드를 줄이기 위해 네트워크를 영역 별로 나누고 코드의 전파 거리를 최소화하는 코드 전파 기법을 제안한다. 제안된 기법은 대규모 센서 네트워크에서도 예상 가능한 시간 안에 코드 전송을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.359-366
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• 2018

국내 고도성장기 이후 본격 건설되기 시작한 사회 기반 시설물은 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 사고 발생 시 대량 인명 피해로 직결될 수 있는 교량, 터널 등의 대형 구조물들에 대한 안전성 평가가 필요하다. 하지만, 기존의 유선 센서 기반의 SHM을 개선한 무선 스마트 센서네트워크는 짧은 신호도달거리로 인해 경제적이고 효율적인 시스템 구축이 힘들다. 따라서 LoRa LPWAN시스템은 사물인터넷의 확산과 더불어 저전력 장거리통신이 각광을 받고 있으며, 이를 구조건전성 모니터링에 응용함으로써 경제적이면서도 효율적인 SHM 구축이 가능하다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN의 구조건전성 모니터링에 적용 가능성을 검토하고 비면허 통신 대역을 사용함으로 인해 발생하는 채널간의 충돌을 해결하면서 대역폭을 효율적으로 활용할 수 있는 채널 기반의 LoRa 네트워크 운영방법을 제안한다.