• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.126-148
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• 2015

Different from the existing works on coverage problems in wireless sensor networks (WSNs), this paper considers the exposure-path prevention problem by using the percolation theory in three dimensional (3D) WSNs, which can be implemented in intruder detecting applications. In this paper, to avoid the loose bounds of critical density, a bond percolation-based scheme is proposed to put the exposure-path problem into a 3D uniform lattice. Within this scheme, the tighter bonds of critical density for omnidirectional and directional sensor networks under random sensor deployment-a 3D Poisson process are derived. Extensive simulation results show that our scheme generates tighter bounds of critical density with no exposure path in 3D WSNs.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.1657-1666
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• 2010

수중 센서 네트워크(UWSN: Underwater Wireless Sensor Networks)는 수중 센서 노드들의 에너지 자원의 제약이 심하고, 제한된 통신 대역폭과 다양한 전파지연 등의 환경적인 특성 때문에 효율적이고 안정적인 데이터전송 방법이 요구된다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크의 센서 노드들이 해양 바닥에 고정된 2차원 구조(2D: two-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 이상적인 셀 크기의 육각 모자이크 구조를 이용한 향상된 하이브리드 전송 방법을 설명하고, 또한 센서 노드를 해양 바닥의 닻에 매달아 움직임이 가능한 3차원 구조(3D: three-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 효과적인 데이터전송을 위한 에너지 효율적인 인식 및 통신범위를 확장하는 방법을 제안한다. 2D 및 3D 구조에서 제안된 방법들은 시뮬레이션 결과에 의해 기존의 전송 방법보다 높은 에너지 효율성을 가지는 것이 확인되었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제3권6호
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• pp.597-611
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• 2009

With the advent of ubiquitous computing society, many advanced technologies have enabled wireless sensor networks which consist of small sensor nodes. However, the sensor nodes have limited computing resources such as small size memory, low battery life, short transmission range, and low computational capabilities. Thus, decreasing energy consumption is one of the most significant issues in wireless sensor networks. In addition, numerous applications for wireless sensor networks are recently spreading to various fields (health-care, surveillance, location tracking, unmanned monitoring, nuclear reactor control, crop harvesting control, u-city, building automation etc.). For many of them, supporting security functionalities is an indispensable feature. Especially in case wireless sensor networks should provide a sufficient variety of security functions, sensor nodes are required to have more powerful performance and more energy demanding features. In other words, simultaneously providing security features and saving energy faces a trade-off problem. This paper presents a novel energy-efficient security architecture in an IEEE 802.15.4-based wireless sensor network called the Hybrid Adaptive Security (HAS) framework in order to resolve the trade off issue between security and energy. Moreover, we present a performance analysis based on the experimental results and a real implementation model in order to verify the proposed approach.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권1호
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• pp.57-71
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• 2009

Networking together hundreds or thousands of cheap sensor nodes allows users to accurately monitor a remote environment by intelligently combining the data from the individual nodes. As sensor nodes are typically battery operated, it is important to efficiently use the limited energy of the nodes to extend the lifetime of the wireless sensor network (WSN). One of the fundamental issues in WSNs is the coverage problem. In this paper, the border coverage problem in WSNs is rigorously analyzed. Most existing results related to the coverage problem in wireless sensor networks focused on planar networks; however, three dimensional (3D) modeling of the sensor network would reflect more accurately real-life situations. Unlike previous works in this area, we provide distributed algorithms that allow the selection and activation of an optimal border cover for both 2D and 3D regions of interest. We also provide self-healing algorithms as an optimization to our border coverage algorithms which allow the sensor network to adaptively reconfigure and repair itself in order to improve its own performance. Border coverage is crucial for optimizing sensor placement for intrusion detection and a number of other practical applications.

• 정보처리학회논문지D
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• 제13D권3호
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• pp.391-398
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• 2006

본 논문에서는 최근 많은 연구가 진행되고 있는 무선 센서 네트워크 분야에서 이동 센서 노드의 배치 알고리즘인 DSSA(Distributed Self Spreading Algorithm)와 TBDA(Tree Based Deployment Algorithm)을 모델링 하고, 이들 알고리즘의 안정성과 정확성을 널리 사용되고 있는 모델 검증 도구인 SPIN을 이용하여 검증한다. 그리고 두 알고리즘이 무선 센서 네트워크의 중요사항인 에너지 소비면에서 효율적으로 동작하는지 SPIN 검증 도구를 이용하여 비교분석하고, DSSA에서 발생하는 진동에 대한 보완점을 제시한다.

• 스마트미디어저널
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• 제3권1호
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• pp.28-32
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• 2014

It is practical nowadays to automate data recording in order to prevent loss and tampering of records. There are existing technologies that satisfy this needs and one of them is wireless sensor networks (WSN). Wireless body sensor networks (WBSN) are wireless networks and information-processing systems which are deployed to monitor medical condition of patients. In terms of performance, WBSNs are restricted by energy, and communication between nodes. In this paper, we focused in improving the performance of communication to achieve less energy consumption and to save power. The main idea of this paper is to prioritize nodes that exhibit a sudden change of vital signs that could put the patient at risk. Cluster head is the main focus of this study in order to be effective; its main role is to check the sent data of the patient that exceeds threshold then transfer to the sink node. The proposed scheme implemented added a time-based protocol to sleep/wakeup mechanism for the sensor nodes. We seek to achieve a low energy consumption and significant throughput in this study.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권9호
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• pp.614-619
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• 2014

WSN (Wireless Sensor Networks)기반 보안 감시 시스템에서는 센서들이 수집한 이벤트 발생 정보를 전송함에 있어서 이벤트가 발생한 지역의 위치 정보를 함께 제공하는 것이 요구된다. 기존에 많은 연구가 진행되었던 2D기반 위치추적 기법들은 고도가 일정한 환경에서는 꽤 높은 정확도를 보이나, 높이 개념이 추가된 실제 환경에서는 많은 오류를 발생시킬 수 있다. 또한 기존의 3D 위치추적 기법들은 많은 참조노드를 요구하거나, 복잡한 수식 계산을 요구하는 문제점을 가지고 있다. 그러나 본 논문에서 고려하는 실내 보안 감시 시스템에서는 감지된 대상체가 침입자인지 여부를 판단하기 위한 대상체의 높이 예측만을 요구한다. 따라서 본 논문에서는 복잡한 수식 계산이나 많은 참조노드들을 요구하지 않는 대상체 높이예측 기법을 제안한다. 또한 제안 기법의 성능분석을 위하여 여러 가지 시나리오에서 예측 정확도를 측정하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.224-242
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• 2010

Data routing in wireless sensor networks must be energy-efficient because tiny sensor nodes have limited power. A cluster-based hierarchical routing is known to be more efficient than a flat routing because only cluster-heads communicate with a sink node. Existing hierarchical routings, however, assume unrealistically large radio transmission ranges for sensor nodes so they cannot be employed in real environments. In this paper, by considering the practical transmission ranges of the sensor nodes, we propose a clustering and routing method for hierarchical sensor networks: First, we provide the optimal ratio of cluster-heads for the clustering. Second, we propose a d-hop clustering scheme. It expands the range of clusters to d-hops calculated by the ratio of cluster-heads. Third, we present an intra-cluster routing in which sensor nodes reach their cluster-heads within d-hops. Finally, an inter-clustering routing is presented to route data from cluster-heads to a sink node using multiple hops because cluster-heads cannot communicate with a sink node directly. The efficiency of the proposed clustering and routing method is validated through extensive simulations.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.975-980
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• 2020

무선 센서 네트워크 보호를 위해 다양한 키 분배 및 관리 기법들이 제안되었지만 대부분 2차원(2D) 환경만을 고려한 시뮬레이션 및 성능 실험을 수행하였다. 본 논문에서는 실제 환경 3차원(3D) 지형적 특성이 키 사전 분배 기법에 미치는 영향을 알아보기 위해 Full Pairwise (FP) 기법, Random Pairwise (RP) 기법, 두 가지를 결합한 Full and Random Pairwise (FRP) 기법의 성능을 2D 환경과 3D 환경에서 비교분석한다. 실험을 위해 Blender와 Unity 등의 3차원 그래픽 툴과 네트워크 시뮬레이터인 NS-3를 활용한다. 결과적으로, 실제 3차원 지형에 따라 각 기법의 성능에 차이가 있음을 확인하였으며 배치 오류를 고려한 위치 기반 분배 기법인 FRP가 여러 측면에서 가장 효율성이 높음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권9C호
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• pp.573-580
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• 2011

무선 센서 네트워크는 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 무선측위는 센서 네트워크의 응용을 위한 필수적이고 핵심적인 기술로 집중을 받고 있다. 하지만 무선 센서 네트워크의 환경이 3차원으로 이루어져 있는 반면에 대부분의 무선측위 기법은 2차원으로 구현되어 있어 새로운 기법이 요구되고 있는 상황이다. 이에 본 논문에서는 3차원 공간에서 동작하는 무선 센서 네트워크를 위한 저복잡도 무선측위 메커니즘을 제안한다. 기본 개념은 2개의 앵커 노드를 한쌍으로 탑재한 비행체를 이용하는 것으로, 이 앵커 노드들은 그들의 현재 위치를 담고있는 비컨 신호를 주기적으로 전파하며 임의 노드들은 앵커 노드들의 통신 범위에 들어가자마자 이 비컨 신호를 수신한다. 제안된 기법은 3차원 무선측위의 복잡도를 줄이기 위하여 3차원 문제를 2차원의 계산으로 변형하여 임의 노드의 위치를 추정한다. 모의실험 결과를 통해 무선 센서 네트워크에서 제안된 기법이 3차원 무선측위에 효과적임을 확인하였다.