• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.15-24
• /
• 2008

본 논문은 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 전력 절약 고속의 멀티미디어 서비스를 지원하는 Cross-Layer 전송 구조(CLTA)를 제안한다. 본 논문의 주요한 목적은 모바일 ad-hoc 무선 센서 네트워크에서 경로들의 생존시간(lifetime)을 증가시키기 위해서 노드들의 이동성 기반위에서 경로의 안정성을 결정하는 방법과 전송전력을 절약하는 방법을 제안하고 보여주는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해서 본 연구에서는 네트워크 계층 기술과 물리계층 기술의 융합과 상호 유기적인 관계로 인해서 시너지 효과를 얻을 수 있는 Cross-Layer 구조 전략을 제안한다. 기존의 연구들은 주로 고정된 노드들로 구성된 센서 필드 환경에서 연구가 진행된 반면에, 본 논문은 센서 필드에서 고정된 노드들뿐만 아니라 이동 센서노드들도 함께 고려한 좀 더 실제적인 환경에서 연구가 진행된다. 제안된 구조(CLTA)의 성능평가는 시뮬레이션과 이론적인 분석을 통하여 이루어진다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.13-21
• /
• 2009

무선 센서 네트워크 환경에서 네트워크를 구성하는 센서 노드들은 라우팅 및 센싱 역할을 함께 수행해야 하기 때문에 각 센서 노드들은 항상 에너지 부담을 가지고 있다. 이러한 무선 센서 네트워크에 사용되는 센서는 무인으로 동작 되거나 사람이 접근하기 힘든 환경에서 동작하는 경우가 대부분이다. 또한 다량의 센서를 배치하여 무선 센서 네트워크를 형성 하는 경우가 많아 센서 노드의 크기가 작아야 하고, 가격이 저렴해야 하므로 노드에 공급할 수 있는 전원의 양과 데이터 처리 능력에 제한이 있게 된다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 환경에서 센서 노드의 전력 소모를 줄이고, 망을 효율적으로 관리할 수 있는 알고리즘과 효율적인 라우팅 프로트콜을 제안하고, 제안한 알고리즘을 LEACH 프로토콜에 적용시켜 에너지 효율성을 검증하였다. Particle Sensor에서 이전 주기에 측정된 값과 현재 주기에 측정된 값을 비교하여 현재 측정된 값이 작거나 같으면 먼지가 감소하고 있다고 가정하고 다음 주기에 sleep모드를 설정해 주어 센서 노드의 에너지 소비를 줄여주는 알고리즘이다. 제안한 알고리즘의 시뮬레이션 결과를 보면 센서 노드의 에너지 소모를 향상시켜 주었고, LEACH 라우팅 프로토콜에 적용시킨 결과 네트워크의 수명을 향상 시켰다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제43권11호
• /
• pp.1233-1244
• /
• 2016

저전력, 저품질의 네트워크 환경인 LLNs(Low power and Lossy Networks) IoT 네크워크 환경에서는 IETF에서 제안한 IPv6 라우팅 프로토콜인 RPL이 대표적으로 사용된다. RPL은 루프가 존재하지 않는 방향성 비순환 그래프(Directed Acyclic Graph)를 생성하는 것을 목표로 하며, 이를 위해 loop avoidance, loop detection 메커니즘과 문제 발생 시 복구를 위한 DIO Poisoning 메커니즘을 정의하고 있다. 하지만, 기존의 DIO Poisoning은 루프 발생 노드에서 일어난 poisoning이 해당 노드의 서브트리로 전파되어 복구 시간과 컨트롤 메시지가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 RPL 기반 IoT 무선 네트워크에서 루프 복구 과정 시 서브 트리의 라우팅 오버헤드가 추가로 발생할 수 있는 현상을 보완한 효율적인 경로 복구 기법을 제안한다. 개선된 RPL 루프 복구 과정에서는 기존 선호 부모로 선택될 수 없던 경로를 활용하여 빠르게 복구함으로써 새로운 경로설정을 위한 컨트롤 패킷 트래픽과 경로 복구 시간을 줄인다. 시뮬레이션을 사용하여 제안한 프로토콜이 기존 프로토콜에 비해 복구 시간 단축과 컨트롤 패킷의 감소를 통한 복구 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권7호
• /
• pp.191-201
• /
• 2013

본 논문에서는 모바일 Ad-hoc 무선 네트워크에서 경로 안정성을 이용한 위치기반 멀티캐스트 라우팅 프로토콜(지오멀티캐스트)을 제안한다. 본 논문에서 제안한 지오멀티캐스트의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 어떤 특정한 지역 내에 분포하는 모바일 노드들 중 특정 노드들에게 데이터 전송이 가능하다. 둘째, 노드들의 이동성 정보를 이용하여 안정적인 라우팅 경로를 선택한다. 셋째, 지오멀티캐스트 가이드라인 정보를 사용하여 경로 설정을 위한 불필요한 컨트롤 오버헤드나 전력의 낭비를 줄일 수 있다. 넷째, 지오멀티캐스트 서비스를 지원하기 위한 안정된 경로 설정 관련 이론적인 모델을 전개한다. 제안된 지오멀티캐스의 성능평가는 OPNET을 이용한 시뮬레이션과 이론적인 분석을 통하여 이루어졌으며, 이론적인 결과와 시뮬레이션 결과가 유사하게 일치함을 확인 하였다. 그리고 특정한 영역에 있는 특정한 그룹에 속해있는 노드들에게 효과적으로 데이터 페킷 전송이 이루어짐을 알 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제12권12호
• /
• pp.5744-5764
• /
• 2018

In Wireless Sensor Networks (WSNs) for Internet of Things (IoT) environment, fault tolerance is a most fundamental issue due to strict energy constraint of sensor node. In this paper, a robust energy saving data dissemination protocol for IoT-WSNs is proposed. Minimized energy consumption and dissemination delay time based on signal strength play an important role in our scheme. The representative dissemination protocol SPIN (Sensor Protocols for Information via Negotiation) overcomes overlapped data problem of the classical Flooding scheme. However, SPIN never considers distance between nodes, thus the issue of dissemination energy consumption is becoming more important problem. In order to minimize the energy consumption, the shortest path between sensors should be considered to disseminate the data through the entire IoT-WSNs. SPMS (Shortest Path Mined SPIN) scheme creates routing tables using Bellman Ford method and forwards data through a multi-hop manner to optimize power consumption and delay time. Due to these properties, it is very hard to avoid heavy traffic when routing information is updated. Additionally, a node failure of SPMS would be caused by frequently using some sensors on the shortest path, thus network lifetime might be shortened quickly. In contrast, our scheme is resilient to these failures because it employs energy aware concept. The dissemination delay time of the proposed protocol without a routing table is similar to that of shortest path-based SPMS. In addition, our protocol does not require routing table, which needs a lot of control packets, thus it prevents excessive control message generation. Finally, the proposed scheme outperforms previous schemes in terms of data transmission success ratio, therefore our protocol could be appropriate for IoT-WSNs environment.

• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1347-1360
• /
• 2018

Owing to limited energy in wireless devices power saving is very critical to prolong the lifetime of the networks. In this regard, we designed a cross-layer optimization mechanism based on power control in which source node broadcasts a Route Request Packet (RREQ) containing information such as node id, image size, end to end bit error rate (BER) and residual battery energy to its neighbor nodes to initiate a multimedia session. Each intermediate node appends its remaining battery energy, link gain, node id and average noise power to the RREQ packet. Upon receiving the RREQ packets, the sink node finds node disjoint paths and calculates the optimal power vectors for each disjoint path using cross layer optimization algorithm. Sink based cross-layer maximal minimal residual energy (MMRE) algorithm finds the number of image packets that can be sent on each path and sends the Route Reply Packet (RREP) to the source on each disjoint path which contains the information such as optimal power vector, remaining battery energy vector and number of packets that can be sent on the path by the source. Simulation results indicate that considerable energy saving can be accomplished with the proposed cross layer power control algorithm.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권8호
• /
• pp.25-32
• /
• 2011

네트워크-온-칩(Networks-on-Chip, NoC)은 고도로 복잡해지고 있는 다중 프로세서 시스템-온-칩(Multi-Processor System-on-chip, MPSoC)에서의 버스 트래픽 문제를 해결할 핵심기술이나 전통적인 전기적 상호 연결 구조로는 머지않아 대역폭 및 전력소비 등의 한계에 직면할 것으로 예상된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 광학적 상호연결과 전기적 상호연결을 같이 사용하는 하이브리드 광학 NoC기술이 최근 활발히 연구되고 있다. 대부분의 하이브리드 광학 NoC에서 전기적인 연결은 웜홀 스위칭(Wormhole switching)과 deterministic 알고리즘인 X-Y 라우팅 알고리즘을 사용하며, 광학적 버스 기반 데이터 전송을 위한 경로 설정 및 광학 라우터 설정을 한다. 광학적 연결에서는 서킷 스위칭(Circuit switching) 방식을 사용하며, 미리 설정된 경로 및 라우터를 이용하여 payload 데이터만 전송을 하게 된다. 그러나 기존에 발표된 하이브리드 광학 NoC같은 경우에는 한 번에 하나의 경로에서만 데이터를 전송 할 수 있다는 단점을 가지고 있어 성능 향상에 한계가 있다. 본 논문에서는 하이브리드 광학 NoC에서 동시에 여러 경로를 이용하여 데이터를 전송하기 위해 전기적인 연결에서 서킷 스위칭 방식과 적응적(adaptive) 알고리즘을 이용하는 새로운 라우팅 알고리즘을 제안하며, 적응적 알고리즘의 문제점인 livelock을 제거할 수 있는 방법 또한 제안한다. 모의실험은 전기적인 NoC, 그리고 웜홀 스위칭 방식의 기존 하이브리드 광학 NoC와 비교 수행 하였다. 그 결과 제안된 방식은 기존 하이브리드 광학 NoC에 비해 60%의 throughput 증가, 그리고 전기적 NoC와 비교했을 때 65%의 전력 감소를 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.219-228
• /
• 2007

모바일 애드혹 네트워크에서는 노드가 이동성을 가지고 한정된 용량의 전지를 사용하기 때문에, 다중 홉으로 통신하는데 있어서 종단 간 경로를 설정하는 것이 매우 중요하다. 그 중에서도 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜은 많이 사용되고 있는 프로토콜 중 하나이다. 하지만 경로를 탐색하는 과정에서 최단 홉의 수만을 고려하기 때문에, 노드의 이동성이나 전지의 소진 등으로 인해 중간 노드의 경로가 단절이 되는 문제점이 발생하게 된다. 경로의 단절이 발생하게 되면, 중간 노드들은 데이터 패킷을 폐기시키고 송신노드는 경로를 재설정해야 하기 때문에 대역폭의 낭비와 에너지 소비량이 증가되는 문제가 발생한다. 또한 이것은 네트워크의 생존시간을 단축하는 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 기존의 AODV 라우팅 프로토콜을 기반으로 전지의 남은 에너지양을 비롯하여 신호 세기, SNR(Signal to Noise Ratio) 등의 MAC 레이어의 자원들을 이용하여 경로를 설정하는 라우팅 프로토콜을 제안한다.

• 전기학회논문지P
• /
• 제62권2호
• /
• pp.72-78
• /
• 2013

In this study, samples from the site where there occurred unbalanced current when cable routing were analyzed, and the simulation program for electric power system analysis, PSCAD/EMTDC, was used to calculate the current unbalance on cable routing. Based on electromagnetic finite element analysis(FEA), electromagnetic parameters enabled the interlocking with COMSOL for the calculation of allowable current ampacity and magnetic filed distribution. This then led to modeling unbalanced current between common modes using the unbalanced current analysis program, thereby comparing and discussing the results from both. The analyzed model is a common mode 2 parallel circuit, which is a basic model for cable routing, and by arranging cables in various ways, the arrangement with the least current unbalance was suggested, which would, in the future, prevent earth faults and extend life for the whole cable.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제22권11호
• /
• pp.984-990
• /
• 2016

In wireless mesh sensor networks (WMSNs), sensor nodes are connected in the form of a mesh topology and transfer sensor data by multi-hop routing. A data aggregation method for WMSNs is required to minimize the number of routing hops and the energy consumption of each node with limited battery power. This paper presents a shortest path data aggregation method for WMSNs. The proposed method utilizes a simple hash function based on shuffled row major indexing for addressing sensor nodes. This allows sensor data to be aggregated without complex routing tables and calculation for deciding the next hop. The proposed data aggregation algorithms work in a fractal fashion with different mesh sizes. The method repeatedly performs gathering and moves sensor data to sink nodes in higher-level clusters. The proposed method was implemented and simulations were performed to confirm the accuracy of the proposed algorithms.