• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.67-71
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• 2015

본 논문에서는 동일 채널 간섭을 겪는 중계기에 전력 분할 프로토콜을 적용하여 시스템의 성능을 최적화하는 방안을 제안하였다. 동일 채널 간섭을 겪는 중계기에 전력 분배 요인을 조절할 경우, 간섭 요인이 새로운 전력원으로 작용하기 때문에 수집 전력을 극대화할 수 있으며 수신단의 채널 용량을 최적화할 수 있다. 전력 분할 프로토콜이 적용된 중계기의 최적의 전력 분할 수준을 찾는다면 중계기 및 수신단의 불능 현상을 해결할 수 있으며 네트워크의 효율성을 높일 수 있다. 동일 채널 간섭 수준에 대한 아웃티지 확률 및 단대단 노드의 용량 성능을 분석함으로서 시스템의 성능을 평가한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.1273-1287
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• 2009

Chain-based protocol방법 중의 하나인 PEGASIS는 모든 노드들의 공평한 에너지 소모를 유도 할 수 있지만 BS(Base station)로부터 멀리 떨어진 노드들 중에서 HEAD가 선택될 경우에는 데이터 전송 시에 심각한 에너지 소모와 불필요한 노드들 간의 데이터 이동이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 PEGASIS의 greedy알고리즘을 응용하고, BS를 기준으로 주변 node들과의 거리를 비교하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 프로토콜인 DERP(Distance-based Energy efficient routing protocol)을 제안한다. DERP의 기법은 예비헤드(P-HD)노드를 선택하여 보다 효율적인 클러스터 구조를 생성할 수 있는 방법이다. 아울러 더 큰 센서 필드에서의 확장을 위해서 PEGASIS와 제안방법에서 기본이 되는 single-hop 기반의 통신을 HEAD와 BS와의 거리에 따른 relay노드를 선택함으로서 multi-hop 기반의 통신으로 변환하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 방법을 추가하였다. DERP의 시뮬레이션 결과 값으로 에너지 효율은 기존의 PEGASIS방법에 비해 최고 80%정도까지의 에너지 효율이 있는 것으로 나타났으며, 데이터 전송 지연 역시 감소하는 것으로 확인 되었다.

• 전기학회논문지
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• 제65권12호
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• pp.2262-2269
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• 2016

In IEEE 802.11 wireless LANs, when a source node with low data rate occupies the channel resource for a long time, network performance degrades. In order to improve performance, the cooperative communication has been proposed. In the previous cooperative communication protocols, relay nodes deliver data packets only for a source node. In this paper, we propose an additional transmission scheme in which relay nodes select an additional source node based on several information and deliver data packets for the original source node and the selected additional source node. The proposed scheme improves performance and provides fairness among source nodes. Performance of the proposed scheme is investigated by simulation. Our results show that the proposed scheme outperforms the previous protocol in terms of fairness index and throughput.

• ETRI Journal
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• 제33권5호
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• pp.759-769
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• 2011

Cooperative hybrid-automatic repeat request (HARQ) protocols, which can exploit the spatial and temporal diversities, have been widely studied. The efficiency of cooperative HARQ protocols is higher than that of cooperative protocols because retransmissions are only performed when necessary. We classify cooperative HARQ protocols as three decode-and-forward-based HARQ (DF-HARQ) protocols and two amplified-and-forward-based HARQ (AF-HARQ) protocols. To compare these protocols and obtain the optimum parameters, two unified frameworks are developed for protocol analysis. Using the frameworks, we can evaluate and compare the maximum throughput and outage probabilities according to the SNR, the relay location, and the delay constraint. From the analysis we can see that the maximum achievable throughput of the DF-HARQ protocols can be much greater than that of the AF-HARQ protocols due to the incremental redundancy transmission at the relay.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권5호
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• pp.463-471
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• 2011

Cooperative communications using relays in wireless networks have similar effects of multiple-input and multiple-output without the need of multiple antennas at each node. To implement cooperation into a system, efficient protocols are desired. In IEEE 802.11 families such as a/b/g, mobile stations can automatically adjust transmission rates according to channel conditions. However throughput performance degradation is observed by low-rate stations in multi-rate circumstances resulting in so-called performance anomaly. In this paper, we propose active relay-based cooperative medium access control (AR-CMAC) protocol, in which active relays desiring to transmit their own data for cooperation participate in relaying, and it is designed to increase throughput as a solution to performance anomaly. We have analyzed the performance of the simplified AR-CMAC using an embedded Markov chain model to demonstrate the gain of AR-CMAC and to verify it with our simulations. Simulations in an infrastructure network with an IEEE 802.11b/g access point show noticeable improvement than the legacy schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권3호
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• pp.1406-1424
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• 2017

Recent advancements in network infrastructures provide increased opportunities to support data delivery over multiple paths. Compared with multi-homing scenario, overlay network is regarded as an effective way to construct multiple paths between end devices without any change on the underlying network. Exploiting multipath characteristics has been explored for TCP with multi-homing device, but the corresponding exploration with overlay network has not been studied in detail yet. Motivated by improving quality of experience (QoE) for reliable data delivery, we propose a multipath message transport protocol based on application level relay (MPMTP-AR). MPMTP-AR proposes mechanisms and algorithms to support basic operations of multipath transmission. Dynamic feedback provides a foundation to distribute reasonable load to each path. Common source decrease (CSD) takes the load weight of the path with congestion into consideration to adjust congestion window. MPMTP-AR uses two-level sending buffer to ensure independence between paths and utilizes two-level receiving buffer to improve queuing performance. Finally, the MPMTP-AR is implemented on the Linux platform and evaluated by comprehensive experiments.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권6호
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• pp.2686-2708
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• 2020

This paper investigates the energy efficiency of energy harvesting (EH) bidirectional cooperative sensor networks, in which the considered system model enables the uplink information transmission from the sensor (SN) to access point (AP) and the energy supply for the amplify-and-forward (AF) relay and SN using power-splitting (PS) or time-switching (TS) protocol. Considering the minimum EH activation constraint and quality of service (QoS) requirement, energy efficiency is maximized by jointly optimizing the resource division ratio and transmission power. To cope with the non-convexity of the optimizations, we propose the low complexity iterative algorithm based on fractional programming and alternative search method (FAS). The key idea of the proposed algorithm first transforms the objective function into the parameterized polynomial subtractive form. Then we decompose the optimization into two convex sub-problems, which can be solved by conventional convex programming. Simulation results validate that the proposed schemes have better output performance and the iterative algorithm has a fast convergence rate.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.580-581
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• 2018

에너지 하베스팅 무선센서네트워크에서 end-to-end delay를 줄이기 위해 멀티홉 라우팅기법을 적용한 매체접근제어 프로토콜 들이 연구되었다. 실제 환경에서는 소비되는 에너지 보다 충분히 많은 에너지 수집이 어려운 상황이 많이 발생하게 된다. 따라서 멀티홉 전송에서 전력이 고갈되지 않고 노드들이 안정적으로 데이터를 릴레이 할 수 있도록 하는 MAC프로토콜의 설계가 요구된다. 본 논문에서는 네트워크 수명을 증가시키기 우해 잔여전력과 에너지 수집율에 따라 릴레이노드를 선택할 수 있는 전력효율적인 MAC프로토콜을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 성능을 비교분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.421-427
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• 2009

본 논문에서 무선 센서 네트워크에 적용 가능한 시공간 블록 부호(Space-Time Block Coding: STBC)와 ARQ를 이용한 1-2-1 부호화 협력 통신 방식을 제안한다. 부호화 협력 통신은 협력 통신에 채널 부호화를 접목시킨 기술로 본 논문에서는 콘볼루션 부호화기를 사용한다. ARQ 방식은 소스 노드로부터 수신한 신호를 우선적으로 목적지 노드에서 평가하여 만족되어질 경우, ACK 메시지를 소스 노드와 릴레이 노드로 전송하고 수신한 신호를 복구하므로 기존의 협력 통신에 비해 주파수 효율을 높일 수 있다. 중계 노드 1과2는 소스로부터 수신한 신호를 펑처링하석 목적지로 전송하는데, 이때 STBC 기술을 적용하여 프로토콜의 신뢰성을 높인다. 또한, 간단한 비교기를 통하여 우수한 BER 성능을 얻을 수 있다. 마지막으로 제안한 프로토콜을 레일리 페이딩과 AWGN를 고려한 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통해 BER 성능을 검증하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1-8
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• 2012

본 논문에서는 유비쿼터스 환경 구축을 위한 센서 네트워크에서 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 멀티홉(multi-hop) 릴레이 (Relay) 전송 시스템을 고려한다. ISM 주파수 대역을 사용하는 DBO-CSS (Differentially Bi-Orthogonal Chirp Spread Spectrum) 방식의 확산대역 신호 중 하나인 첩 (Chirp) 신호를 이용하여 구축된 센서 네트워크를 기반으로 센서 거리 및 사물 위치인식을 위한 효율적인 릴레이 프로토콜을 제안한다. 효율적인 네트워킹 접속을 위하여 Zone information packet, Hop information packet, Tag information packet 및 Application serial packet 의 4종류의 패킷구조를 설계하여 구현하였으며, 구축된 센서 네트워크를 기반으로 사물의 위치인식의 효율성을 높이기 위한 구현 알고리즘을 제안하였다. 최종적으로 $15m{\times}15m$ 멀티셀 및 10 홉으로 구성된 테스트베드 시스템에서 제안한 프로토콜의 성능의 우수성을 검증한다.