• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.3823-3840
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• 2017

This paper analyzes the nodes deployment optimization problem in energy constrained wireless sensor networks, which multi-hop cooperative beamforming (CB) based cooperative-multi-input-single-output (CMISO) transmission is adopted to reduce the energy consumption. Firstly, we establish the energy consumption models for multi-hop SISO, multi-hop DSTBC based CMISO, multi-hop CB based CMISO transmissions under random nodes deployment. Then, we minimize the energy consumption by searching the optimal nodes deployment for the three transmissions. Furthermore, numerical results present the optimal nodes deployment parameters for the three transmissions. Energy consumption of the three transmissions are compared under optimal nodes deployment, which shows that CB based CMISO transmission consumes less energy than SISO and DSTBC based CMISO transmissions. Meanwhile, under optimal nodes deployment, the superiorities of CB based CMISO transmission over SISO and DSTBC based CMISO transmissions can be more obvious when path-loss-factor becomes low.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.139-145
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• 2015

본 논문은 무선 센서 네트워크의 계층형 라우팅 프로토콜 중 대표적인 알고리즘인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)의 원거리 전송 시의 에너지 효율이 급감하는 현상을 개선하기 위하여 DL-LEACH(Dual-hop Layered LEACH) 프로토콜을 제안한다. 이는, 데이터 전송에 듀얼 홉(dual hop : 싱글 홉 + 멀티 홉) 방식을 도입하여 근거리 전송에서는 부분적 싱글 홉 방식을, 원거리 전송에는 클러스터 헤드 간의 멀티 홉 전송 방식을 도입하였다. 제안된 DL-LEACH는 듀얼 홉 전송 방식을 사용하여 원거리 전송의 경우에는 클러스터 헤드의 에너지 소모를 줄이고, 근거리 전송의 경우에는 전송 루틴을 단순화하고 전송 거리를 줄여 센서 노드의 에너지 효율을 증가시켰다. 그러므로 일반적인 LEACH에 비교하여 넓은 센서 필드에 적합하다. 제안된 방법을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권4호
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• pp.443-450
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• 2012

As for cluster-based wireless sensor networks (WSNs), cluster lifetime is one of the most important subjects in recent researches. Besides reducing the energy consumptions of the clusters, it is necessary to make the clusters achieve equal lifetimes so that the whole network can survive longer. In this paper, we focus on the cluster lifetimes in multi-hop WSNs with cooperative multi-input single-output scheme. With a simplified model of multi-hop WSNs, we change the transmission schemes, the sizes and transmission distances of clusters to investigate their effects on the cluster lifetimes. Furthermore, linear and uniform data aggregations are considered in our model. As a result, we analyze the cluster lifetimes in different situations and discuss the requirements on the sizes and transmission distances of clusters for equal lifetimes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1313-1319
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• 2017

본 논문에서는 IEEE 802.15.6 초광대역(Ultra Wide Band, UWB) 무선 인체 영역 네트워크(Wireless Body Area Networks, WBAN)에서 다중 홉 전송에 대한 성능을 평가한다. IEEE 802.15.6 UWB WBAN에 대한 물리 계층 패킷 구조와 인코딩, 디코딩 과정을 고려한다. 데이터 페이로드의 길이, 전송 전력 세기, 노드들간 거리에 따라 한 홉 전송, 두 홉 전송, 세 홉 전송에 대한 데이터 전송 성공률과 에너지 효율을 제안하고 분석한다. 시뮬레이션을 통해, 한 홉 전송, 두 홉 전송, 세 홉 전송에서 데이터 페이로드의 길이, 전송 전력 세기, 노드들간 거리의 변화에 따라 달라지는 데이터 전송 성공률과 에너지 효율에 대해 비교하고 평가한다. 최종적으로 다양한 변수와 상황에 따라 다중 홉 전송에 대한 에너지 효율을 파악하고, 에너지 효율이 가장 높은 전송 방법을 택하여 전송할 수 있음을 보인다.

• International Journal of Contents
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• 제12권1호
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• pp.65-69
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• 2016

Wireless communication chipsets have fixed transmission rate and communication distance. Although there are many kinds of chipsets with throughput and distance purpose, they cannot support various types of wireless applications. This paper provides theoretic research results in order to support various wireless applications requiring different throughput, delayed quality-of-service (QoS), and different communication distances by using a wireless communication chipset with fixed rate and transmission power. As a performance metric, the probability for a data frame that successfully receives at a desired receiver is adopted. Based on this probability, the average number of transmission in order to make a successful frame transmission is derived. Equations are utilized to analyze the performance of a single-hop with channel coding and a dual-hop without error correction matter transmission system. Our results revealed that single-hop transmission assisted by channel coding could extend its communication distance. However, communication range extending effect of the single-hop system was limited. Accordingly, dual-hop transmission is needed to overcome the communication distance limit of a chipset.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.17-22
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• 2013

본 논문에서는 레일리 페이딩 채널의 멀티 홉 협력 전송 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜에서, 멀티 홉 협력 전송은 시스템 성능의 향상을 위해 사용되었다. 중계라는 특성으로 인해, 전송받는 노드와 다음의 노드뿐만 아니라, 목적지와 그 사이의 전송 받는 모든 노드들이 제한되어 있지 않다. 제안된 프로토콜은 선택된 릴레이나 몇몇의 중간 노드로부터 건너 뛰어 전송되는 멀티 홉 직접 전송 프로토콜에 비해 평균 전송 전력을 절약할 수 있다. 제안하는 기법은 모바일 ad-hoc 무선 네트워크에서 시행 및 평가되어진다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.609-610
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• 2017

무선 통신 서비스의 증가에 따라 부족한 스펙트럼을 효율적으로 사용하고자하는 인지무선통신기법이 주목받고 있다. 인지무선통시에서는 주 사용자에 대한 간섭을 최소화하려는 노력이 중요한 기술적 요소가 된다. 본 논문에서 고려하고 있는 멀티채널을 갖는 에드혹 인지무선네트워크에서 멀티홉전송을 하기 위해서는 주 사용자와의 충돌뿐아니라 채널간의 간섭을 고려하여 경로 및 채널 선택이 이루어 져야한다. 멀티채널 환경에서 무선인지통신은 채널 간에 간섭과 주 사용자와의 충돌에 따라 서로 다른 용량를 갖게 된다. 본 논문에서는 멀티채널 환경에서 채널 간 간섭을 최소화하며 주 사용자와의 충돌을 줄임으로써 전송용량을 높일 수 있는 멀티홉 전송방식을 제안하고 성능을 비교 분석하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.177-185
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• 2008

응용분야를 계속 확장해가고 있는 무선 센서네트워크에서 매체접근제어 (MAC)에 관한 연구는 주로 에너지 효율을 높이는데 집중되어왔으며 전송지연(Latency)에 관한 연구는 상대적으로 적다. 그러나 센서 네트워크의 특성상 다중 홉(multi-hop) 전송이 빈번하게 일어나는 환경에서 종단 간 전송지연은 특히 시간 종속적인 응용분야에서는 중요한 성능상 제약이 될 수 있다. 본 논문에서는 분산적인 전송전력제어방식을 이용하여 다중 링크를 동시에 개설할 수 있도록 함으로써 센서네트워크의 전송 전력을 줄임과 동시에 네트워크의 공간 활용도를 향상시키고 전송지연시간을 개선 할 수 있는 매체접근제어(MAC) 방식을 제안하였다. 시뮬레이션을 통한 성능 검증 결과 제안하는 방식인 TPCS-MAC은 센서노드의 전력소모를 줄임과 동시에 특히 다중 홉(multi-hop) 센서네트워크에서 발생하는 종단 간 지연 (end-to-end latency) 문제를 개선하는 것으로 판명되었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제12권2호
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• pp.142-147
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• 2012

In this paper, we propose a novel protocol called Cooperative Multi-hop transmission using Incremental Relaying (CMIR). We evaluate the performance of the CMIR protocol by deriving expressions for the average end-to-end outage probability and the average number of transmissions. Monte Carlo simulations are presented to verify the accuracy of the theoretical analyses.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권1호
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• pp.84-92
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• 2015

Multi-hop relay networks have been widely considered as a promising solution to extend the coverage area and to reduce the deployment cost by deploying the relay stations (RSs) in mobile communication systems. Suitable deployment for the RSs is one of the most important features of the demand nodes (DNs) to obtain a high data transmission rate in such systems. Considering a tradeoff among the network throughput, the deployment budget, and the overall coverage of the systems, efficient RS deployment schemes and corresponding algorithms must be developed and designed. A novel cluster-based RS deployment scheme is proposed in this paper to select the appropriate deployment locations for the relay stations from the candidate positions. To make an ideal cluster distribution, the distances between the DNs are calculated when deploying the RSs. We take into account the traffic demands and adopt a uniform cluster concept to reduce the data transmission distances of the DNs. On the basis of the different candidate positions, the proposed scheme makes an adaptive decision for selecting the deployment sites of the RSs. A better network throughput and coverage ratio can be obtained by balancing the network load among the clusters. Simulation results show that the proposed scheme outperforms the previously known schemes in terms of the network throughput and the coverage ratio. Additionally, a suitable deployment budget can be implemented in multi-hop relay networks.