• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권10호
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• pp.4738-4753
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• 2018

Efficient rendezvous node selection and routing algorithm (RNSRA) for wireless sensor networks with mobile sink that visits rendezvous node to gather data from sensor nodes is proposed. In order to plan an optimal moving tour for mobile sink and avoid energy hole problem, we develop the RNSRA to find optimal rendezvous nodes (RN) for the mobile sink to visit. The RNSRA can select the set of RNs to act as store points for the mobile sink, and search for the optimal multi-hop path between source nodes and rendezvous node, so that the rendezvous node could gather information from sensor nodes periodically. Fitness function with several factors is calculated to find suitable RNs from sensor nodes, and the artificial bee colony optimization algorithm (ABC) is used to optimize the selection of optimal multi-hop path, in order to forward data to the nearest RN. Therefore the energy consumption of sensor nodes is minimized and balanced. Our method is validated by extensive simulations and illustrates the novel capability for maintaining the network robustness against sink moving problem, the results show that the RNSRA could reduce energy consumption by 6% and increase network lifetime by 5% as comparing with several existing algorithms.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.453-461
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• 2019

본 논문에서는 비효율적인 주파수 자원의 효율적인 사용을 위해 연구되고 있는 CRAHNs(Cognitive Radio Ad-hoc Networks)환경에, 데이터를 전달하기 전에 다수의 노드들이 여러 채널 중 하나의 공통 채널에서 만나는 연구에 초점을 맞춘다. 기존의 연구들은 대부분 두 개 노드의 채널 랑데부를 다루는데, 이를 3개 이상의 노드들에 적용하면 시간이 오래 걸리거나 통신이 불가능하다. 그래서 본 논문에서는 3개 이상의 다수 노드들이 빠른 시간 내에 하나의 채널에서 만나게 해주는 MNSEQ(Multi-Node Sequence)를 제안한다. 또한, 랑데부 후 데이터 교환을 위해 CSMA/CA 기법을 적용하였다. 기존 두 개의 노드 기반 랑데부 기법과 MNSEQ를 통신완료시간 및 전송의 효율성 관점에서 성능평가를 수행하여 MNSEQ가 기존의 기법보다 우수하다는 것을 보여 준다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.153-158
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• 2017

광범위한 공사현장에서 드론 운용 시 효율적인 데이터의 수집을 위해 대표적인 노드를 선정하여 방문하는 랑데부 포인트를 사용한다. 랑데부 포인트는 선정된 노드와 그 주변의 노드들에 데이터 전송이 증가하여 에너지 소모가 집중될 수 있으며 이는 네트워크 수명의 단축을 유발할 수 있다. 따라서 장시간의 공사기간을 고려할 때 랑데부 포인트를 효과적으로 교체하여 네트워크 수명을 장시간 유지하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 센서의 에너지 잔량에 따라 랑데부 포인트를 교체해가며 드론을 통해 효율적으로 데이터를 수집하는 방법을 제안한다. 또한 제안 기법은 드론과의 상대거리도 반영하여 지리적으로 가까운 랑데부 포인트를 선정함으로써 드론의 이동 거리를 줄일 수 있다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안 기법이 기존의 기법들에 비해 네트워크의 수명을 늘리고 드론의 비행 거리를 줄일 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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• pp.230-231
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• 2011

In this paper, we propose a rendezvous mechanism for cognitive radio networks. In this mechanism, no prior knowledge of wireless nodes is required and it is totally distributed. Node can simply choose one of two strategies to rendezvous with its neighbors. The main benefit of this mechanism is eliminating the use of common control channel and centralized controller.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제24권2호
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• pp.77-81
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• 2018

무선 센서 네트워크에서 이동하는 싱크를 활용하여 데이터를 수집하는 방법을 통해 데이터 수집의 효율성과 네트워크의 수명을 향상시키는 연구들이 진행되었다. 드론을 모바일 싱크로 활용할 경우 장애물이나 지형 등의 영향을 최소화 할 수 있기 때문에 기존의 지상에서 운용되는 모바일 싱크들에 비해 효과적인 데이터 수집이 가능하다. 본 논문에서는 드론과 지상 센서 네트워크의 연동 시 드론의 이동 경로가 정해지지 않은 상황에서 안정적인 데이터 수집을 위해 드론의 비행경로를 예측하고 센서 네트워크의 데이터 수집 지연 시간을 반영하여 최적의 랑데부 노드를 선정하는 방법을 제안한다. 선정된 지상 랑데부 노드는 네트워크 내의 모든 데이터를 수집하고 드론과 직접 통신을 통해 데이터를 전송한다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안기법이 드론의 비행경로와 데이터 수집의 지연시간을 반영하지 않는 기법들에 비해 안정적인 데이터 수집이 가능하다는 것을 검증하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권3호
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• pp.1204-1227
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• 2020

The tradeoff between energy conservation and traffic balancing is a dilemma problem in Wireless Sensor Networks (WSNs). By analyzing the intrinsic relationship between cluster properties and long distance transmission energy consumption, we characterize three node sets of the cluster as a theoretical foundation to enhance high performance of WSNs, and propose optimal solutions by introducing rendezvous and Mobile Elements (MEs) to optimize energy consumption for prolonging the lifetime of WSNs. First, we exploit an approximate method based on the transmission distance from the different node to an ME to select suboptimal Rendezvous Point (RP) on the trajectory for ME to collect data. Then, we define data transmission routing sequence and model rendezvous planning for the cluster. In order to achieve optimization of energy consumption, we specifically apply the economic theory called Diminishing Marginal Utility Rule (DMUR) and create the utility function with regard to energy to develop an adaptive energy consumption optimization framework to achieve energy efficiency for data collection. At last, Rendezvous Transmission Algorithm (RTA) is proposed to better tradeoff between energy conservation and traffic balancing. Furthermore, via collaborations among multiple MEs, we design Two-Orbit Back-Propagation Algorithm (TOBPA) which concurrently handles load imbalance phenomenon to improve the efficiency of data collection. The simulation results show that our solutions can improve energy efficiency of the whole network and reduce the energy consumption of sensor nodes, which in turn prolong the lifetime of WSNs.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1566-1573
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• 2021

Rendezvous는 인지통신에서 사용자간의 탐색을 지원하는 프로세스이다. 공통채널을 알 수 없고 채널의 숫자만 알려진 인지통신 환경에서 통신을 원하는 두 사용자가 상대방을 인식하는 것은 매우 중요한 과정이다. 본 논문에서는 시델니코프 수열을 채널 탐색 수열로 활용하여 두 사용자가 가용채널을 탐색하고 서로를 인지하는 방안을 제시하고 분석하였다. 또한, Rendezvous까지 소요시간의 기댓값을 수학적으로 분석하였다. 또한, 2명의 사용자 환경 하에서 모의실험을 통하여 기존의 알고리듬인 JS알고리듬과 GOS알고리듬과의 성능을 비교하여 새로 제안된 수열의 Rendezvous 성능을 TTR 관점에서 검증하였다. 새로 제안된 수열의 성능은 GOS 알고리듬보다 우수하고 JS 알고리듬과 비슷하였다. 그러나 M이 p보다 많이 작은 경우에 대해서는 새로 제안된 수열의 성능이 JS알고리듬보다 우수하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.167-172
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• 2017

무선 센서 네트워크의 수명 연장을 위해서 이동 노드를 활용하는 방법들이 제안되었고 최근 드론 기술의 발달로 드론을 활용한 데이터 수집에 관련된 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 지상의 무선 센서 네트워크와 드론을 연동할 경우 데이터 수집의 실시간성과 효율성이 높아지는 장점이 있다. 그러나 기존의 연구들은 드론의 에너지 소모를 줄이기 위해 비행 거리를 최소화하는 문제만을 집중하고 있어 노드들의 에너지 소모가 균일하지 못하는 문제를 발생 시킨다. 이러한 불균형적인 노드의 에너지 소모는 각 네트워크의 단절을 가속화하고 이로 인해 드론의 비행거리가 증가하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 각 클러스터의 내용을 수집하여 드론과 직접 통신하는 랑데부 노드 선정 시 드론의 예상 비행거리와 노드의 수명을 고려한 기법을 제안하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권10B호
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• pp.621-629
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• 2007

CR 네트워크에서의 무선 채널은 일반적으로 우선 사용자에 의해 점유되어 사용하지 못하는 채널과 점유되지 않은 사용 가능한 채널로 분류된다. 하지만 이러한 채널 분류는 CR 노드와 우선 사용자의 시간적 특성만 고려하고, 공간적 특성을 고려하지 않아 유휴 주파수 자원 확보에 비효율적이다. 이에 본 논문에서는 중앙 집중형 CR 네트워크 환경에서 기존방식의 단점을 극복하여 유휴 주파수 자원을 보다 효율적으로 확보할 수 있는 새로운 채널 분류 방법을 제안하며, 제안하는 채널 분류 방법의 효율성을 수학적으로 분석한다. 이와 더불어 정의한 채널분류를 이용하여 주파수 자원이 매우 동적으로 변화하는 환경에서도 상하향 제어 채널 확보를 용이하게 확보할 수 있는 랑데부 알고리즘을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권2A호
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• pp.153-164
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• 2010

본 논문은 무선 애드혹 네트워크에서 채널 효율성 및 네트워크 성능 향상을 위한 멀티채널 MAC 프로토콜을 제안한다. 멀티채널 MAC 프로토콜 설계에는 랑데부 문제(rendezvous problem)와 멀티채널 히든 노드 문제 등 두개의 주요한 문제가 있다. 기존에 제안된 여러 멀티채널 MAC 프로토콜에서는 하나의 채널을 공통 컨트롤 채널로 사용하여 컨트롤 패킷 교환을 통해 이러한 문제들을 해결하였는데, 이것은 데이터 채널이 증가할수록 높은 경쟁으로 인한 공통 컨트롤 채널의 병목 현상을 초래하여 비효율적인 데이터 채널 이용의 원인이 된다. 본 논문에서 제안하는 멀티채널 MAC 프로토콜은 멀티채널 히든 노드 문제를 해결하기 위해 TDMA 방식을 사용하였고, 데이터를 동시에 송수신할 수 있도록 하여 네트워크 성능을 높인다. 또한 공통 컨트롤 채널을 사용하지 않기 때문에 공통 컨트롤 채널 병목 현상이 발생하지 않고, 전송 또는 수신할 데이터가 없는 노드는 슬립(sleep) 상태를 유지하도록 하여 에너지 절감(energy savings)이 가능하다. 모의실험결과는 제안한 MAC 프로토콜이 기존의 방법에 비해 네트워크 성능 및 채널 효율성을 향상시키고 에너지를 절감할 수 있다는 것을 보여준다.