• 한국통신학회논문지
• /
• 제37A권11호
• /
• pp.903-917
• /
• 2012

WSN은 센서 탐지에 의한 데이터 전송을 목적으로 사용하며 이러한 송신 이벤트의 데이터 전송량은 일반적으로 용량이 작다. 이러한 이유로 일반적인 WSN MAC 프로토콜은 에너지 효율을 높이기 위하여 듀티 사이클 방식을 적용하지만, 이는 WMSN 환경에서 요구되는 대용량 멀티미디어 데이터 전송에 적합하지 않다. 본 논문에서는 WMSN 요구를 만족시키기 위하여 MAC 계층에서의 새로운 대용량 데이터 전송 기법을 제안하며, 기존 WSN 환경의 경쟁기반 MAC 프로토콜에서 도입하는 듀티 사이클 기법과 공존하여 적용할 수 있도록 설계하였다. 또한, 제안하는 대용량 데이터 전송기법은 송신 버퍼의 상태와 채널 환경을 고려하여 사용 유무를 결정하도록 설계되었으며, 송수신 노드가 대용량 데이터 전송 시점에서 이웃 노드에게 간섭받지 않고 채널 점유를 보장받을 수 있도록 설계되었다. 본 논문은 제안 방식의 객관적 성능을 평가하기 위하여 기존 듀티 사이클 기법을 지속적으로 운영하는 MAC과 제안하는 대용량 전송 방식을 혼용하여 운영하는 MAC을 모두 실험하고 그 결과를 분석하였다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1089-1096
• /
• 2019

최근 저성능 컴퓨팅을 통해 적은 양의 정보를 사용하는 소규모 사물 인터넷 서비스들이 확산되고 있다. 이를 위해 통신 반경이 넓고 전력 소모가 상대적으로 낮으며, 가격이 저렴한 저전력 장거리 통신 기술이 필요하다. 본 논문은 LoRa 통신 방식을 기반으로 넓은 지역에 분포되어 소량의 센싱 데이터를 전달하는 소물 인터넷 환경에서 멀티 홉 전송을 지원하는 MAC 계층과 라우팅 프로토콜을 제안한다. 단말 노드는 이동 가능하며, 통신 형태는 단말 노드와 네트워크 응용 서버 간의 양방향 전송을 제공한다. 제안한 프로토콜을 적용하여 스마트 팩토리 생산 설비 모니터링 시스템을 구축하였으며, 기본적인 모니터링 기능은 정상적으로 수행됨을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.1068-1072
• /
• 2018

지상의 무선 통신 환경과 비교하여 수중 환경은 전력제한, 긴 전파지연, 낮은 전송율, 큰 전파손실 등 통신에 불리한 많은 제약적인 특성들이 존재한다. 전파의 신호 감쇠가 심하여 상대적으로 전송 손실이 낮은 음파를 이용하여 통신하게 되는데 음파의 수중 속도는 약 1,500m/s로 지상의 전파속도에 비해 매우 느린 속도를 가진다. 따라서, 지상 통신을 위해 제안된 기존의 MAC 프로토콜들은 바로 수중 통신에 적용될 수 없고 수중 환경에 적합하게 새로운 설계가 필요하다. 본 논문은 무선망의 대표적인 CSMA 기반 MAC 프로토콜들에 대해 수중 환경에서 그 성능을 비교 분석하여 수중통신에 적합한 MAC 프로토콜 설계를 위한 중요 고려 사항들을 제시하였다. 분석결과, 수중환경에서는 제어 패킷의 개수가 MAC 프로토콜의 성능에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었고, 이 결과는 수중 통신에 최적인 새로운 MAC 프로토콜을 제안하는 연구들에 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
• /
• pp.429-431
• /
• 2013

In this paper, we propose a low-power hibernation technique (LHT) for WUSB over IEEE 802.15.6 hierarchical MAC to improve its energy efficiency. Simulation results show that the LHT also integrate WUSB transactions and WBAN traffic efficiently while it achieves high energy efficiency.

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

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.573-581
• /
• 2014

The salient features of UWB(Ultra WideBand) networks such as high-rate communications, low interference with other radio systems, and low power consumption bring many benefits to users, thus enabling several new applications such as wireless universal serial bus (WUSB) for connecting personal computers (PCs) to their peripherals and the consumer-electronics (CE) in people's living rooms. Because the size of multimedia data frame, WiMedia device must transmit the fragment of MSDU. However, when the fragment of MSDU is lost, WiMedia device maintains active mode for the time to complete the transmission MSDU, and there is a problem that unnecessary power consumption occurs. Therefore we propose new power management scheme to reduce unnecessary power consumption of WiMedia devices in the case that the fragment is lost.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제8권8호
• /
• pp.201-208
• /
• 2019

인체 통신은 인체를 매질로 통신하는 기술로, BAN (Body-Area Network) 환경에서, 무선 통신에 비해 신호 감쇠 측면에서 큰 이점이 있어 배터리로 동작하는 웨어러블 기기 간 통신 시 저전력 통신을 지원할 수 있다. 하지만, 인체 통신은 그 이점에 비해 안전성 등의 문제가 있어 채널 특성에 대한 연구가 미비하였다. 이에 본 논문은 인체 채널 특성에 있어 통신 성능에 영향을 주는 MAC 파라미터를 제시하고, 이를 이용한 새로운 인체 통신 용 MAC 프로토콜을 제안하고, 또한, 각기 다른 가드 인터벌을 설정하여 성능을 분석하였다. 결과로, IEEE 802.15.6 표준 기반 Slotted aloha 프로토콜에 비해 약 300kbps의 Goodput 이득을 가졌으며, Duty cycle 또한 약 7.07%로, 표준의 최소 duty cycle이 약 5%이지만, Goodput을 고려했을 때, 인정할 수 있는 성능이라 볼 수 있다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37권6B호
• /
• pp.423-432
• /
• 2012

솔라셀의 동작 상태와 센서 MAC 프로토콜의 Active 및 Sleep 동작 모드를 고려하여 충전배터리와 센서통신장치의 입력 전원을 제어하는 회로를 설계한다. 솔라셀과 재충전 배터리를 단순 조합하는 센서통신장치는 햇빛이 없는 시간이 장기간 지속될 때 배터리 소모가 많아서 작동을 멈추게 된다. 일반적으로 센서 MAC 프로토콜은 전력소모를 줄이기 위하여 짧은 Active모드와 전력 소모가 거의 없는 긴 Sleep모드를 반복한다. 이러한 특성을 고려하여, 햇빛이 충분하고 Sleep모드이면 배터리를 충전하고 햇빛이 불충분하고 Active모드이면 배터리 전력을 사용하도록 설계함으로써 배터리 지속 시간을 크게 향상시켰다. 또한, 센서통신장치는 솔라셀의 출력전력값의 크기에 따라서 솔라셀과 배터리 사이에서 입력 전원을 스위칭 하도록 하였다. 스위칭 도중에 일시적 전원 차단으로 인한 마이크로프로세서의 리셋을 방지하기 위하여 커패시터를 사용하였다. 또한, 커패시터는 Sleep모드에서 전원을 공급한다. 실험을 통하여 본 센서통신장치가 장기간의 햇빛이 없는 경우에도 안정적으로 작동한다는 것을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
• /
• pp.854-857
• /
• 2008

무선 센서 네트워크의 센서 노드는 내부 전원을 사용함으로 인해 수명이 제한적이다. 기존의 여러 MAC 프로토콜은 무선 센서 네트워크에서 에너지 절약을 위해 sleep/listen cycle을 스케쥴링한다. 또한, MAC프로토콜의 duty-cycle은 사용자의 조정에 의해 낮은 duty cycle로 변화할 수 있으며, 이는 프레임에서 sleep 시간을 결정하게 된다. 이러한 duty cycle의 크기는 MAC 프로토콜의 성능에 직접적인 영향을 미친다. 본 논문에서는 NS-2 환경에서 서로 다른 duty cycle을 갖는 TEEM과 SMAC을 시뮬레이션하고 두 개의 프로토콜의 에너지 소비와 성능 측면에서 duty cycle을 분석한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제11권8호
• /
• pp.1519-1527
• /
• 2007

센서 네트워크에서는 다양하고 폭 넓은 응용 프로그램을 위해서 경제적으로 실행 가능한 모니터링 솔루션을 제공한다. 대부분의 연구에서는 값싼 노드들을 겨냥해서 연구가 진행된다. 센서 네트워크들이 노출되는 보안위협들과 맞서기 위해서, 암호 프로토콜은 센서 노드들 사이에서 점대점 암호화 방식으로 암호화를 실행한다. 알려진 파괴와 속임 위협들은 전송시에 데이터를 암호화 하는 것과 동시에 데이터 소스를 인증하는 것에 의해서 막을 수 있다. 제한된 자원을 가진 노드들에서 저 전력 장치들에게 효과적이라고 알려진 대칭키 알고리즘이 사용된다. 데이터보호는 Dragon Stream Cipher 대칭키 암호화와 새롭게 디자인된 Dragon-MAC Message Authentication Code를 짜 넣는 것에 의한 방법에 의해서 완전하게 된다. 제안된 알고리즘은 MAC 알고리즘에 의해서 요구되는 동작 계산값을 최소화 하기 위한 목적으로써 Dragon Stream Cipher을 기초로 한 계산된 몇몇의 데이터를 사용하기 위해서 디자인 되었다. 빠른 키 스트림 생성을 가진 문자 기반의 Stream Cipher 인 Dragon을 목표로 하여, 한정된 환경에 적합하다. 무선센서 노드에서 권한 암호화의 이행을 통한 실제 인증과 메시지 인증을 겨냥해서 우리의 프로토콜은 계획되었다.