• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.11-23
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• 2014

무선 메쉬 네트워크는 멀티홉 기반의 유연한 망구성 및 확장성이 높은 이점으로 관심을 받고 있으며, 최근 전 세계 전력회사에서도 스마트 그리드 네트워크에 무선 메쉬 네트워크 기술을 적용하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 스마트 그리드란 전력공급과정에 정보통신기술을 접목시켜 전력공급자와 소비자간 실시간 양방향 정보교환을 통해 에너지 효율을 최적화한 차세대 지능형 전력망으로, 스마트그리드 환경에서 실시간성 및 시급성 등으로 인한 중요한 데이터에 대한 QoS 보장은 필수적이다. 이에 본 논문에서는 국내의 전력용 통신시스템을 바탕으로 스마트그리드 어플리케이션 특성 분석 및 스마트그리드 메쉬 네트워크 구축 방안을 설계하고, IEEE 802.11s의 예약기반의 매체 액세스 매커니즘인 MCCA를 적용함으로서 QoS 성능향상 방안을 제시한다. 이를 검증하기 위해서는 NS-2 시뮬레이션을 이용하여 성능분석을 수행하고, 예약기반의 MCCA가 안정적인 대역폭을 보장함으로서 성능이 향상됨을 보였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권7호
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• pp.571-582
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• 2007

차량 애드혹 네트워크는 기반 시설의 도움 없이 차량간 무선통신을 통해 구성되는 임시 네트워크이다. 특히, 운전자의 안전과 관련된 교통 정보가 다루어지기 때문에 신속한 메시지 전파가 요구된다. 이를 위한 대표적인 메시지 전파 기법으로 거리 기반 브로트캐스트 기법이 있다. 이 기법은 소스노드로 부터의 거리를 기반으로 메시지 전파 노드를 선택한다. 그러나 각 메시지 전파 노드가 소스노드의 통신범위 가장자리에 위치하지 않을 경우 메시지 전파 지연시간이 증가하는 문제점을 가지고 있다. 특히, 노드의 밀도가 낮을 경우 메시지 전파 지연시간은 더욱 증가한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 시간창 예약 기반 릴레이 노드 선택기법을 사용한 브로드캐스트 프로토콜을 제안하였다. 제안한 기법은 각 노드가 주어진 시간창 내에서 임의의 메시지 전송 대기시간을 선택한다. 각 노드의 시간창은 릴레이 노드로부터의 거리에 따라 각기 다른 시간범위를 갖게 되며, 소스노드의 통신영역의 가장자리에 좀 더 가까이 위치한 노드가 다음 릴레이 노드로 선택될 수 있도록 주어진 시간창의 일부를 예약한다. 실험결과, 시간창 예약 기반 릴레이 노드 선정기법을 사용한 브로드캐스트 프로토콜이 거리 기반 브로드 캐스트보다 노드밀도의 변화에 상관없이 더 짧은 종단간 메시지 전파 지연시간을 보였다. 특히, 노드밀도가 낮을 경우 25.7% 짧은 종단간 메시지 전파 지연시간을 보였으며, 지연시간과 네트워크 부하의 합성성능은 제안한 기법이 46% 우수한 성능을 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.118-126
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• 2007

에드혹 네트웍은 동적으로 노드들을 조직화하고 네트워크 토폴로지를 사람들과 장치들 사이에 통신 인프라 없이 네트워킹이 가능하도록 하는 무선 모바일 시스템이다. 애드혹 네트워크 시스템이 매력적인 솔루션이지만 상업적으로 성장하는 것을 방해하는 결점들이 존재하며 이 결점들의 주된 문제는 보안에 관련된 것이다. 애드혹 네트워크 시스템은 평상 보안 공격에 취약하다고 알려져 있는데 이는 집중화된 키 분배센터와 노드들이 암호화 키와 디지털 증명서를 제공하기 위한 신뢰된 인증권한을 확립하기 어렵기 때문이다. 애드혹 라우팅 프로토콜 상에서 공격을 예방하기 위해 많은 알고리즘들이 사용되고 있으며, 본 논문에서 우리는 무선 멀티-홉 네트워크상에서 데이터를 안전하게 전송하는 시큐어 프레임워크에 대해 기술했고 기존의 존재하는 소스 라우팅 스키마와 제안된 스키마를 시뮬레이션 결과로 비교했다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.18-26
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• 2008

유비쿼터스 환경의 출현에 따라 멀티 홉 통신이 탑재된 이동 단말기로 쉽게 유선 인터넷망에 접속하여 시스템을 제어하거나 정보를 공유하는 유.무선 통합망 연구가 활발히 진행 중이다. 현재 이동 Ad Hoc 네트워크와 유선망을 연결한 기존 유 무선 통합망에서는 게이트웨이를 이용한 이기종 네트워크 인터페이스 설정과 관련된 연구만 이루어지고 있는 실정이다. 제안한 알고리즘은 경로 상에서 에러 발생 시 데이터 손실을 막기 위해 송신단말기와 목적지 단말기사이에 독립적인 다중경로를 설정하였다. 그 결과, 경로 에러 시 지속적으로 데이터를 전송하게 함으로써 네트워크의 신뢰성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.89-98
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• 2012

본 논문에서는 스마트그리드 환경에서 적용되고 있는 ZigBee 무선 통신 환경의 주소 지정 방식과 라우팅 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 새로운 좌표 값 알고리즘을 제안하였다. 수천 개의 네트워크 크기와 16비트 주소 할당은 빈번한 주소 충돌로 매우 혼잡스러울 수 있다. 따라서 16비트 주소 공간을 분할하여 사용하는 (x, y, z) 좌표축 주소 구조와 라우팅을 제안한다. (x, y) 좌표축 주소 할당은 센서노드가 지리적으로 가까운 라우터에게 연결되어 있어야 하기 때문에, 어떤 라우터는 많은 수의 하위 노드를 가질 수 없다는 문제점을 가지기 때문이다. 또한 제안한 주소 구조를 사용한 위치 기반 라우팅 알고리즘을 제안한다. 그 결과 각 노드에서 라우팅 시 적은 비트 연산과 멀티 홉을 감소시킬 수 있었고, 효과적인 주소 할당과 라우팅은 네트워크의 각 노드의 에너지 소비를 최소화 했다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권1호
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• pp.11-14
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• 2015

저전력 기술에 기반한 무선 센서 네트워크 (Wireless Sensor Networks, WSN) 기술은 유비쿼터스 사회에서 핵심 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 WSN환경에서의 국경 감시 및 제어 시스템을 제안한다. 시스템은 고정 센서노드, 모바일 센서노드, 고정 게이트웨이, 모바일 게이트웨이, 서버, 모바일 애플리케이션으로 구성된다. 이 시스템의 유용성은 모바일 애플리케이션은 사용자모드와 관리자모드로 나뉘어, 일반 사람들도 시간과 공간의 제약 없이 스마트폰을 통해 국경 침범을 감시하고 국경 망 환경에 대한 데이터를 얻을 수 있다. 관리자모드에서는 노드들의 유동적 작동을 위해 관리자가 원격으로 소프트웨어 업데이트를 할 수 있고, 모바일 노드의 위치를 조정할 수 있다. 또한 저전력 센서노드의 확장성을 위해 시스템에 적합한 멀티 홉 라우팅 프로토콜을 적용하여 구현하였으며 제안한 시스템이 한정된 자원과 저사양의 하드웨어로 동작하는 WSN환경에서도 신속하고 정확하게 동작함을 확인하였다.

• 한국전자거래학회지
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• 제15권4호
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• pp.49-58
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• 2010

무선 센서 네트워크 기술은 다양한 e-비즈니스 환경을 가능케 하는 차세대 기반 기술이다. 무선 센서 네트워크가 갖춰야 할 중요한 특징 중 하나는 에너지 효율성이다. 무선 센서 네트워크의 대표적인 국제표준인 IEEE 802.15.4는 에너지 효율을 위해 비컨 가능 모드를 제공하고 있다. 그러나 메쉬 토폴로지 같은 멀티 홉 네트워크에서 비컨 가능 모드를 이용하면 비컨끼리 충돌하여 센서 노드가 동기화하지 못할 수도 있다. 동기화하지 못한 노드는 통신에 참여할 수 없으므로 네트워크 내의 다른 노드에도 영향을 미친다. 본 논문에서는 메쉬 토폴로지를 이용하는 무선 센서 네트워크에서도 비컨 가능 모드를 이용하여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 비컨 스케줄링 기법을 제안한다. 이 기법을 이용하여 노드들이 비활성 구간에는 전원을 꺼서 에너지를 절약할 수 있게 하고, 비컨간의 충돌을 방지할 수 있다. 제안하는 기법의 성능평가를 위해 QualNet 시뮬레이터를 사용하여 구현하였으며, 센서 네트워크의 대표적인 응용인 모니터링 상황을 가정하여 실험하였다. 실험을 통해 제안하는 기법을 이용하여 메쉬 토폴로지를 이용하는 네트워크에서도 에너지를 효율적으로 사용할 수 있음을 증명하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권5호
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• pp.456-469
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• 2009

본 논문에서 ECOT(Estimated Channel Occupancy Time)이라는 새로운 무선 링크 성능 지표를 제시하며, 이를 기반으로 멀티 홉 무선 메쉬 네트워크 환경에서 종간간 높은 수율을 얻고자 한다. ECOT의 핵심적인 특징은 다양한 형태의 IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) 환경에서 적용이 가능하다는 점이다. 우리는 802.11 DCF(Distributed Coordination Function), 802.11e EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) with BACK(Block Acknowledgement), 802.11n A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)와 같은 다양한 형태의 링크 계층 구조를 고려하며, 이와 같은 다양한 환경에서 제안하는 ECOT이 기 제안된 다른 성능 지표 방법론과 비교하여 높은 종단간 수율 성능(이득: $8.5{\sim}354.4%$)을 보여줄 수 있다는 것을 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.33-39
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• 2016

센서 기술, CMOS 기반의 반도체 장치, 네트워크 프로토콜 및 통신기술의 주요한 기술적 진보와 함께 무선 센서 네트워크의 활용 범위는 확대 및 다양화 되었으며, 여러 산업에 적용되어 유익하게 사용되고 있다. 특히 주변 환경의 현상을 모니터링하는 무선 센서 네트워크에서는 센서가 측정한 정보를 싱크로 전달하기 위해, 멀티 홉을 통한 전송 경로를 구성하거나 모바일 싱크기술을 사용하여 노드들과 통신하였다. 하지만 데이터 교환에 따른 높은 에너지 비용 및 노드들의 에너지 불균형, 데이터 전송지연으로 인한 측정데이터 값과 실제 값 간의 시간차이 등은 추가적인 연구가 필요한 부분이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 무선 센서 네트워크 모델을 제시한다. 빈번한 메시지 교환에 따른 통신비용을 줄이기 위해 무선 센서 네트워크를 구성하는 노드들의 지리적 상관성을 사용하여 주변 노들의 상황을 예측하는 상황 예측 모델을 개발했다. 또한 시스템에 치명적일 수 있는 이상징후가 발생하면 이를 신속하게 모니터링 시스템에 경고하기 위해 이상징후 파악 모델을 개발했다. 모의실험결과에 따르면, 상황 예측 모델 적용한 경우가 그렇지 않은 경우보다 오차가 작았고, 이상징후 파악 모델을 사용하여 데이터 전송 지연 속도를 줄일 수 있었다. 본 연구는 지리적 위치를 식별할 수 있는 무선 센서 네트워크 모니터링시스템의 효율적인 통신기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.47-59
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• 2009

다양한 응용에 적용될 수 있는 특성을 가진 무선 센서 네트워크는 적용되는 응용에 따라 데이터 리포팅 지연시간의 제한과 같이 요구사항이 다양하므로 각 응용별로 구분되는 알고리즘이나 프로토콜 설계 패러다임을 적용하여 에너지 효율을 최대화하고 네트워크의 생존기간을 최대화할 수 있어야 한다. 이 논문에서는 2단계 클러스터링(Two Phase Clustering : TPC) 방식을 이용하여 에너지 효율 데이터 수집을 제공하기 위한 새로운 알고리즘으로 지연시간 적응형 센서 스케쥴링 방안을 제안한다. 이 논문의 궁극적인 목표는 센서들에게 응용 환경의 특성과 시간에 따라 변하는 특성을 갖는 지연시간에 대한 요구사항에 대하여 높은 적응성을 제공하여 네트워크의 생존기간을 늘리는 것이다. TPC 방식은 센서들이 직접 링크와 릴레이 링크의 두 가지 링크를 구성하도록 한다. 직접 링크는 제어 메시지나 시간에 민감한 센서 데이터들을 포워딩하는 데 사용된다. 릴레이 링크는 사용자의 지연시간 제한에 따라 데이터를 포워딩하는데 사용되며 이를 이용하여 센서들이 에너지-절약효과를 갖는 릴레이를 사용할 기회가 증가하도록 멀티홉 경로를 구성할 수 있도록 한다. 이 논문에서는 제안하는 CD-DGS 방식이 사용자의 지연시간 제한 요구사항에 잘 적응하여 센서 네트워크의 분포 밀도가 높은 경우에 상당한 비율의 에너지 효율을 보이는 것을 시뮬레이션 결과로 증명한다.