• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제16권3호
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• pp.135-141
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• 2018

Wireless sensor networks (WSN) are composed of a large number of sensor nodes. Battery-powered sensor nodes have limited coverage; therefore, it is more efficient to transmit data via multi-hop communication. The network lifetime is a crucial issue in WSNs and the multi-hop routing protocol should be designed to prolong the network lifetime. Prolonging the network lifetime can be achieved by minimizing the power consumed by the nodes, as well as by balancing the power consumption among the nodes. A power imbalance can reduce the network lifetime even if several nodes have sufficient (battery) power. In this paper, we propose a routing protocol that prolongs the network lifetime by balancing the power consumption among the nodes. To improve the balance of power consumption and improve the network lifetime, the proposed routing scheme adaptively controls the transmission range using a power control according to the residual power in the nodes. We developed a routing simulator to evaluate the performance of the proposed routing protocol. The simulation results show that the proposed routing scheme increases power balancing and improves the network lifetime.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4864-4882
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• 2016

In this work, we consider the optimization problem of minimizing energy consumption for real-time multicast over wireless multi-hop networks. Previously, a distributed primal-dual subgradient algorithm was used for finding a solution to the optimization problem. However, the traditional subgradient algorithms have drawbacks in terms of i) sensitivity to iteration parameters; ii) need for saving previous iteration results for computing the optimization results at the current iteration. To overcome these drawbacks, using a joint network coding and scheduling optimization framework, we propose a novel distributed primal-dual Random Deflected Subgradient (RDS) algorithm for solving the optimization problem. Furthermore, we derive the corresponding recursive formulas for the proposed RDS algorithm, which are useful for practical applications. In comparison with the traditional subgradient algorithms, the illustrated performance results show that the proposed RDS algorithm can achieve an improved optimal solution. Moreover, the proposed algorithm is stable and robust against the choice of parameter values used in the algorithm.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.15-21
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• 2009

무선 센서 네트워크는 특정 지역의 센서 정보를 센서 노드를 통해 수집하는 네트워크이다. 지역 내 센서 노드의 측정된 데이터는 데이터를 수집, 처리하여 사용자에게 전달하는 싱크 노드로 전송된다. 하지만, 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드의 제한된 능력 때문에 센서 노드의 저전력 동작 기법이 필요하다. 센서 네트워크에서 노드들은 주위 노드가 유사한 데이터를 측정한다는 특성을 갖기 때문에 클러스터를 형성하여 클러스터 헤드로 데이터를 전송하는 클러스터링 기법이 저전력 동작 기법에 효과적으로 사용될 수 있다. 다중 흡 기반의 클러스터링 형성 기법에서 클러스터 내 멤버 노드의 개수는 균형적인 클러스터 형성에 영향을 주기 때문에, 클러스터링 기법은 클러스터를 균등하게 분할하는 방법이 필요하다. 이를 위해, 본문은 클러스터 내 적절한 멤버 노드를 설정하여, 에너지 효율적인 센서네트워크 클러스터링 방법을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권9호
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• pp.723-733
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• 2012

무선 애드 혹 네트워크는 단말의 이동으로 인해 패킷 손실과 전송 지연이 빈번하게 발생하며, 네트워크의 전송 홉 수가 증가할수록 처리율 저하는 더욱 심각해진다. 본 논문에서는 애드 혹 네트워크 성능을 향상시키기 위하여 IEEE 802.16j MMR (Mobile Multi-hop Relay) 기반 애드 혹 네트워크 시스템을 제안한다. 제안하는 무선 애드 혹 네트워크 시스템은 효율적인 데이터 전송을 위하여 Nearnest BS와 Farthest BS 스케줄링 방식을 적응적으로 사용하며, 데이터 손실과 전송 지연을 최소화하기 위한 경로를 선택한다. 제안한 무선 애드 혹 네트워크 시스템의 성능 분석을 위하여 NS-2 시뮬레이터의 LWX (Light Wimax) 모델을 수정하여 제안하는 시스템을 구현하였으며, 실험을 통해 다양한 시나리오에 대한 네트워크 성능을 분석하였다.

• 융합보안논문지
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• 제14권2호
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• pp.43-50
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• 2014

최근 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)에서 센서노드의 에너지 소모를 균등화 하고 효율성을 향상시켜 전제 네트워크의 수명을 최대화하기 위한 다양한 계층적 라우팅 프로토콜들이 제안되고 있다. 특히, 멀티-홉 기법이 향상된 에너지 효율성과 실제 적용 가능한 모델로 많은 각광을 받고 있다. 멀티-홉 기법에서는 센서 노드사이 거리에 따라 전송 에너지를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다고 가정한다. 이 논문에서는 대표적인 클러스터 알고리즘인 LEACH에 대하여 분석하고 이 알고리즘의 단점을 보완하고 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 지역-중앙 클러스터 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안한 클러스터 라우팅 알고리즘과 LEACH의 성능을 시뮬레이션을 통해 성능을 평가하고 분석하고 NS-2 시뮬레이션을 이용하여 성능 결과를 제시한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권4호
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• pp.495-504
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• 2009

다수의 센서로 구성된 무선 센서 네트워크는 다양한 환경에서의 정보수집을 목적으로 하며 현재 다양한 분야에 응용 및 활용이 되고 있다. 센서 네트워크를 구성하는 각 센서 노드들은 한정된 전력의 배터리로 동작하므로 에너지 효율성 및 장시간의 네트워크 수명을 제공하는 것이 센서 네트워크의 중요한 연구 목표 중 하나이다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 에너지 효율성을 향상 시키고 데이터 신뢰성을 보장하기 위해 새로운 클러스터 기반의 지역 멀티홉 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 클러스터 내의 멀티홉 형성으로 센서 노드들의 데이터 전송을 위한 에너지 소비를 최소화하며 지역 클러스터 헤드 순환 기법을 통해 기존 클러스터링 기법에서 빈번한 클러스터 구성으로 인한 에너지 낭비를 효율적으로 관리한다. 시뮬레이션을 통해 기존에 제안되었던 LEACH, LEACH-C, PEACH와 비교해 전체 노드의 에너지 소모를 균등하게 하여 에너지 효율성을 향상시키고 네트워크 수명을 연장하였음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.471-476
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• 2015

본 논문에서는 멀티 홉 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 하이브리드(hybrid) MAC 프로토콜을 제안한다. 제안하는 MAC 프로토콜은 경쟁방식(CSMA) 방식과 비경쟁방식(TDMA) 방식을 혼합하여 사용한다. 싱크 노드로부터 멀리 떨어진 센서 노드들은 주로 데이터 측정 임무를 담당하기 때문에 데이터 발생 및 전송 트래픽이 적어 구현이 간단한 경쟁방식을 사용하는 것이 유리하다. 그러나 싱크 노드와 가까운 노드들은 데이터 측정 뿐 만 아니라 relay 노드로 동작하기 때문에 많은 데이터를 전송할 필요가 있으므로 경쟁방식을 사용하면 데이터 패킷의 충돌 및 전송지연이 증가하게 된다. 본 논문에서는 싱크 노드와 1홉 거리의 센서 노드들은 마치 비경쟁방식처럼 슬롯을 할당하여 데이터 패킷을 전송하는 메커니즘을 제안한다. 제안하는 메커니즘은 에너지 및 지연에 효율적인 장점을 가진다. 제안된 MAC 프로토콜은 유사한 다른 프로토콜에 비해 데이터 패킷 전송 지연에서 더 좋은 성능을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.1593-1608
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• 2009

다중 홉 무선 네트워크에서는 일부 중계 단말이 악의적인 목적으로 비협력적이거나 이기적인 행동을 하면 네트워크의 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. 무선 단말간의 협력적인 동작을 가정한 기존의 애드혹 라우팅 기법에서는 악의적으로 행동하는 이기적인 무선 단말에 의해 발생되는 성능 감소 문제를 해결할 수 없다. 이에 본 논문에서는 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 향상 시킬 수 있는 평판 기반의 협력적 애드혹 라우팅 프로토콜인 CARE (Cooperative Ad hoc routing protocol based REputation) 기법을 제안하였다. 제안한 CARE 기법은 홉 대 홉 기반의 패킷 포워딩 과정에서 악의적으로 행동하거나 무단으로 라우팅 경로에서 이탈하는 이기적인 무선 단말을 우회하도록 라우팅 경로를 설정하는 네트워크 계층간의 수평적 상호 작용을 제공한다. 그리고 CARE 기법은 수직적 상호 작용을 기반으로 하여 MAC 계층으로부터 획득한 무선 채널의 상황 정보를 반영하여 라우팅 경로의 품질 향상시키며, 네트리크 계층에서 획득한 무선 단말의 평판 정보를 전송 계통에 반영하여 TCP의 성능 향상을 제공한다. CARE로 기법의 성능을 평가한 결과, 단말의 빈번한 이동과 악의적인 단말이 존재하는 다중 홉 무선 네트워크 환경에서 패킷 전송의 낮은 실패율과 패킷의 평균 전송 시간의 향상을 제공함과 동시에 종단간 무선 단말의 향상된 TCP 성능을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권2호
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• pp.389-392
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• 2017

멀티홉 무선망에서 플로우가 교차하는 노드의 네트워크 코딩 가능 여부를 검사하기 위한 조건인 PCC와 RFCC가 기존에 제안되었다. PCC의 경우 교차 노드가 하나인 경우에만 정확하게 동작한다. 이 문제를 해결하기 위해 RFCC는 중간 노드의 디코딩 가능성을 고려한 네트워크 코딩 조건을 정의했다. 그러나 중간 노드의 디코딩 가능성 검사와 디코딩으로 인한 코딩 연산 횟수가 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 이 오버헤드를 줄이기 위해서 목적지 노드에서만 디코딩이 가능하도록 하고, 이를 위한 네트워크 코딩 조건인 DCC를 정의한다. DCC의 성능을 시뮬레이션 수행을 통해 분석한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권8호
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• pp.19-24
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• 2012

본 논문에서는 롱 홀 (long-haul) 다중 홉 무선 네트워크에서 단일 데이터 스트림에 대한 opportunistic 라우팅 기법의 성능분석을 수행한다. 성능분석에서는 네트워크 노드간의 링크 레벨 간섭을 고려한다. 일반적으로 opportunistic 라우팅 기법은 무선 다중 홉 네트워크의 성능을 크게 향상시킬 것으로 기대되어 왔고 이에 대한 성능향상 및 전송 기법에 대한 많은 연구가 수행되어 왔으나, 본 논문의 연구 결과는 롱 홀의 경우에는 opportunistic 라우팅의 성능향상 정도가 그리 크지 않다는 것을 보여준다. 이와 같은 연구 결과는 opportunistic 라우팅 기법은 구현의 복잡성을 고려할 경우에 롱 홀 환경에서는 적용하는 것이 적당치 않으며, 환경에 따라 short-haul 환경에 집중하여 적용해야 함을 의미한다.