• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권3호
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• pp.192-206
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• 2008

작은 센서 노드로 구성되는 무선 센서 네트워크는 멀티홉으로 무선 통신을 하는 주요한 특징을 가지고 있다. 지금까지의 응용은 주기적인 형태의 비교적 단순한 센싱 데이타를 취급하는 것이 대부분 이었다. 하지만 최근 새로운 형태의 일시적이고 연속적인 버스트 데이타를 멀티홉으로 전송하는 좀 더 복잡한 응용들이 대두되고 있다. 따라서 이러한 응용을 효율적으로 지원하기 위한 전송 프로토콜에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 멀티홉 환경에서 버스트 데이타의 효율적인 전송을 위한 PIGAB(Packet Interval Gap based on Adaptive Backoff) 프로토콜을 제안하였다. 경쟁 기반 프로토콜인 PIGAB은 근원지 노드에서 동작하는 PIG(Packet Interval Gap) 제어 알고리즘과 릴레이 노드에서 동작하는 MF(MAC-level Forwarding) 알고리즘으로 구성되며, 새롭게 제안된 AB(Adaptive Backoff), CAB(Collision Avoidance Backoff), 그리고 UB(Uniform Backoff)를 기반으로 동작한다. 제안된 PIGAB 프로토콜은 이러한 알고리즘과 기법을 통해 감춰진 노드의 전송 시기를 인지하여 패킷마다의 전송 시기를 조절함으로써 멀티홉 환경에서 겪는 기본적인 문제를 해결할 수 있다. 시뮬레이션과 실제 실험을 통해 PIGAB 프로토콜이 기존 방식에 비해 멀티홉 환경에서 버스트 데이타를 안정적이고 신속하게 전송하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.416-419
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• 2011

무선 센서 네트워크 환경에서 효율적인 데이터 수집 기업은 핵심적인 기반 기술이다. 클러스터 기반의 데이터 수집 기법은 데이터 병합 (aggregation) 의 효율을 최대화 시켜 센서 노드들의 에너지 소모를 최소화 시킨다. 하지만 기존의 클러스터링 기법은 균일한 네트워크 환경만을 고려하여 불균일하게 배포될 수 있는 실제 환경에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 기존 기업들의 문제점을 해결하기 위해 불균일한 네트워크 환경에서도 에너지 효율적인 클러스터를 구축할 수 있는 기업을 제안한다. 제안하는 기법은 클러스터 헤드를 기준으로 최단 거리 홉 카운트 기법을 통해 논리적인 거리를 기반으로 클러스터 멤버를 구성한다. 이를 통해 불균일한 네트워크 환경에서도 클러스터들 간에 균형적인 멀티-홉 클러스터를 구축하여 네트워크 수명을 최대화 시킨다. 제안하는 기법의 우수성을 모이기 위해 기존 기법과 시뮬레이션을 통해 성능을 비교평가 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2008년도 제39차 동계학술발표논문집 16권2호
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• pp.279-282
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• 2009

유비쿼터스 센서 네트워크(USN)는 다수의 u-센서 노드간 애드 혹(Ad Hoc), 멀티 홉(Multi Hop) 통신으로 구성된다. 그러나 USN이 시작 단계인 현재 시점에서, 과거 시리얼이나 이더넷으로 구성된 유선 네트워크를 지그비, 블루투스, 와이파이 등을 이용한 포인트 투 포인트 (Point To Point) 무선 네트워크로 전환하는 이슈가 많은 부분을 차지하고 있다. 하지만 적용 범위가 넓고 별도의 광역 인프라를 구성하기 곤란한 경우, USN을 이용한 애드 흑, 멀티홉 메시 네트워크를 구성하는 사례도 점차 늘어나고 있다. 본 논문에서는 이러한 환경에서 유비쿼터스 센서 네트워크를 보다 쉽고 편리하게 모니터링 하기 위한 시스템을 제안하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.452-458
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• 2014

무선 센서 네트워크에서 MAC 프로토콜은 에너지 소모의 감소, QoS 지원, 공평성 지원, 그리고 전송 지연의 감소 등과 같은 많은 해결해야 할 문제들을 가진다. 본 논문에서는 멀티 홉 무선 센서 네트워크에서 저 지연을 지원하는 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 제안하고 있는 LD-MAC 프로토콜은 전송 지연을 줄이기 위해 RB(rapid beacon) 프레임을 사용한다. RB 프레임은 IEEE 802.15.4의 비콘 프레임의 수정된 형태이다. 송신 노드의 적응적 wakeup을 위해 RB 프레임에는 수신 노드의 wakeup과 관계된 seed 수를 포함한다. 또한 다음 홉 수신 노드의 적응적 wakeup을 위해 RB 프레임에는 남은 데이터 패킷 길이 정보를 포함한다. LD-MAC 프로토콜은 기존에 제안된 다른 프로토콜에 비해 데이터 패킷 전송 지연에서 더 좋은 성능을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권1호
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• pp.50-56
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• 2010

이 논문은 대규모 무선 센서 네트워크의 전체 운영 시간을 늘이기 위해 모바일 싱크를 이용한 효율적인 데이터 수집 방법을 제안한다. 클러스터링을 통해 센서 네트워크를 나눈 다음 모바일 싱크가 각 클러스터를 방문하여 데이터를 수집한다. 모바일 싱크와 클러스터 헤드 사이의 메시지 전달을 통해 에너지 소비 효율은 높이며 모바일 싱크의 단점인 데이터 수집 시간을 최소화할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 네트워크 확장성을 위해 센서 네트워크 구조는 클러스터내에서 싱글 홉 전송보다는 멀티홉 전송을 지원해야 한다. 멀티홉 전송시 발생하는 중간 노드의 과도한 에너지 소비를 개선하기 위해 주행 경로와 연계된 데이터 병합 과정을 제안한다. 실험결과는 제안 모델이 기존 방법들보다 에너지 소비 및 데이터 수집 시간 측면에서 효율적임을 보여준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.131-137
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• 2007

최근 유무선 네트워크의 라우팅과 부하 분산에 대한 간단하지만, 효과적인 방법으로 개미 집단 최적화 가 주목받고 있다. 그러나 정체(stagnation) 효과 때문에 개미 집단 최적화를 무선 센서 네트워크에 적용하는 것이 어려워서, 개미 집단 최적화를 무선 센서 네트워크의 라우팅 성능을 개선하는데 적용하고자 하는 연구는 적었다. 본 논문에서는 개미 집단 최적화에 기반한 에너지 효율적인 경로 선정 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 단순히 개미 집단 최적화를 라우팅 알고리즘에 적용하는 것 외에, 정체 효과를 감소시키는 방식을 도입하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 제안된 알고리즘은 무선 센서 네트워크의 멀티 홉 평면 라우팅 프로토콜에서 유명한 Direct Diffusion에 비해서 데이터 전송 지연과 에너지 효율 면에서 뛰어남을 보여주었다. 더욱이 개미 집단 최적화를 무선 센서네트워크에 단순히 도입한 방식에 비해서도 정체 효과를 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.459-465
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• 2014

최근 비디오와 오디오와 같은 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있는 무선 멀티 미디어 센서 네트워크의 개발의 필요성이 커지고 있으며, 멀티미디어 데이터의 효율적 전송을 위해서는 QoS의 제공이 중요하다. 애드혹 네트워크 환경에서 널리 사용되는 AODV 라우팅 프로토콜은 소스 노드에서 목적지 노드까지의 홉 수가 가장 적은 경로를 선택하는 알고리즘으로 동작 원리가 단순한 반면, 홉 수 외 다른 것은 고려하지 않기 때문에 QoS 제공에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 이러한 점을 보완하기 위해 각 링크의 채널 상태를 고려한 AODV 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안하는 알고리즘은 각 링크의 채널 상태를 반영하는 전송 성공률과 이에 따른 재전송 횟수를 계산하여 이를 홉 수에 반영하였다. 제안한 알고리즘은 링크 상태를 홉 수에 반영함으로써 기존의 AODV 알고리즘을 크게 변경시키지 않고 효율적으로 QoS 제공할 수 있다는 장점이 있다.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1297-1299
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• 2010

무선 통신에서는 무선 통신의 브로드캐스트한 특성으로 데이터의 기밀성 유지를 위한 암호화가 매우 중요하다. 특히 무선 센서 네트워크(WSN - Wireless Sensor Network)의 경우 일반적인 PC와는 다르게 다양한 환경에 위치할 수 있어 공격자에게 더 쉽게 노출 될 수 있는 문제점을 가지고 있다. 이런 환경에서 미리 저장된 해쉬 함수나 비밀 값에 의존한 키 분배를 할 경우 저장된 값이 노출될 경우 심각한 문제를 초래하게 된다. 그리고 D-H 키 분배 알고리즘의 경우 키 값을 안전하게 도출을 할 수 있지만 키를 도출한 대상에 대한 인증의 부재와 멀티 홉 환경에서 중간자 공격에 취약한 문제점을 드러내고 있다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기위해 기존 연구를 응용하여 멀티 홉 환경에서 무선 통신의 특성을 이용한 비밀값 공유와 제 3의 노드를 이용한 간단한 인증이 가능한 기법을 제안한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.116-123
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• 2013

모바일 헬스케어 서비스에서 생체 정보의 신뢰성 있는 전송은 매우 중요하다. 본 논문에서는, 6LoWPAN의 멀티 홉 무선네트워크의 모바일 헬스 케어 모니터링 서비스에서 신뢰성 있는 생체 정보 전송 기술을 제안한다. 또한, IEEE 11073-20601 프로토콜을 확장하였으며 IPv6 네트워크를 사용한 6LoWPAN 기반의 6LoWPAN 멀티-홉 무선 센서네트워크에서 생체 정보를 안정적으로 전송하기 위하여 신뢰성 있는 경로 구축 방법을 제안한다. 6LoWPAN은 IPv6 패킷을 전송하기 위하여 MAC계층의 상위 계층에 적응 계층을 올려 센서 네트워크에 부합하는 점 등으로 인해 현재 가능성을 인정받고 있다. 본 논문에서는 6LoWPAN의 센서들이 소형이고 저가이며 배터리를 사용할 수 있음을 고려하고 모바일 헬스케어 응용환경에 적합한 네트워크 시스템인 만큼 신뢰성 있고 전력 소비 및 알고리즘 수행의 복잡도를 최소화하는 라우팅 절차 및 알고리즘을 제시한다. 본 논문에서 제안된 방법의 우수성을 증명하기 위하여 NS-3을 사용하여 AODV 프로토콜과 성능을 비교하였다.