• 한국통신학회논문지
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• 제35권1B호
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• pp.95-105
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• 2010

IEEE 802.15.4는 물리 계층(PHY)과 매체 접근 계층(MAC)을 정의하는 표준으로서, 저속도 무선 개인 통신망(Low Rate Wireless Personal Area Networks, LR-WPANs)을 위한 표준 중 하나이다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 장치간의 저가격, 저속도 유비쿼터스 통신을 지향하기 때문에 PHY/MAC의 구현에 있어서 고도화된 최적화가 중요한 요구사항이라 할 수 있다. 최근 IEEE 802.15.4 MAC 프로토콜의 성능 분석에 대한 많은 연구가 진행되었으며, 이를 반영하여 송수신기는 가격 및 성능의 장점이 있는 SoC로 구현되는 추세이다. 이러한 구현 과정에서 CSMA-CA 및 MAC 프레임의 처리와 같은 표준에서 명시한 MAC의 세부 기능들은 성능의 향상을 위해 하드웨어 지향의 Low-MAC과 이를 이용한 소프트웨어 기반의 상위 MAC으로 구현된다. 본 논문은 IEEE 802.15.4 LR-WPAN의 물리계층과 매체 접근 계층 간의 최적화를 위해 Hardwired Low-MAC (HL-MAC)과 상태 기계 (State Machine)를 통해 작은 코드 사이즈와 향상된 에너지 효율을 갖는 최적화 프로토콜을 구현방법을 제안하고자 한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권3호
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• pp.393-406
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• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.15.4의 성능을 정확하게 평가하기 위하여 ns-2에 추가한 두 가지 기능을 소개한다. 첫째는 전체 노드의 수와 은닉 노드의 수가 정해짐에 따라 노드들의 배치를 자동으로 결정하는 은닉 노드 배치 방안과 은닉 노드로 인한 신호 충돌을 구별하는 방안이다. 둘째는 2003 표준만 구현되어 있는 현재의 ns-2 2.33 버전에 2006 표준에 기술된 CCA 지연 처리 방안을 구현하였다. 기능이 확장된 ns-2를 이용하여, 802.15.4 네트워크의 성능에 은닉 노드와 CCA 지연에 대한 처리 방안이 미치는 영향을 정확하게 분석할 수 있게 되었다. 시뮬레이션 결과 은닉 노드가 없을 때에 비하여 은닉 노드가 단 하나 존재할 때 네트워크 처리량이 약 66% 감소하며, 충돌율은 65%에서 90%로 급증한다. CCA 지연 처리 알고리즘의 2003 표준과 2006 표준에 따르면, 충돌 확률은 약 19%까지 차이를 보이고, 처리량은 약 38% 차이를 보이며 2006 버전이 우수한 성능을 보인다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.11-19
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• 2020

IoT has been consistently used in various fields such as smart home, wearables, and healthcare. Since IoT devices are small terminals, relatively simple wireless communication protocols such as IEEE 802.15.4 and ISO 18000 series are used. In this paper, we designed the 802.15.4q 2.4 GHz TASK physical layer. Physical protocol data unit of TASK supports bit-level interleaving and shortened BCH encoding. It is spread by unique ternary sequences. There are four spreading factors to choose the data rate according to the communication channel environment. The TASK physical layer was designed using verilog-HDL and verified through the loop-back test of the transceiver. The designed TASK physical layer was implemented in a fpga and tested using MAXIM RFICs. The PER was about 0% at 10 dB SNR. It is expected to be used in small, low power IoT applications.

• 한국IT서비스학회지
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• 제10권1호
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• pp.105-116
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• 2011

With recent spotlight on the, uniquitous computing technology, the need for object of indentification and location infrastructure has increased. Such GPS technolgy must utilize IEEE 802.15.4 Zigbee used for existing wireless sensor network infra as a basice element for user's context-awareness in a uniquitous environement, for effectiveness.Such real-time GPS service is provided in the internal environment where the user would actually are and most high-rise buildlings apply. Underthe assumption, the real-time GPS technology is seperated by each floor, and signals do not get transmitted to other floors, the application on one floor within the high-rise buildling was conducted. This study intends to suggest a floor detection algorithm using IEE 802.15.3/Zigbee's RSSI which supports the accuracy within a couple of meters for the user's the movement between the floors in high-rise buildings in a complex environment. It proposes an floor detection algorithm using IEEE 802.15.4/Zigbee's RSSI which provides accuracy within a radius of few meters for the users movement between the floors for real-time location tracking within high-rise building in a cmoplex environment. Furthermore, for more accurate real-time location tracking, it suggests an algorithm for real-time location tracking using IEEE 802.15.4a/Zigbee's CSS technology based on triangulation. Based on the suggested algorithm, it designs a hybrid real-time location tracking service system in a high-rise buildling and test its functions.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.160-162
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• 2006

In this paper, a heterogeneous home network is designed and implemented based on the PLC (power line communications) and the IEEE 802.15.4. This paper presents the need of the heterogeneous home network and the convergence sub-layer. The convergence sub-layer is designed and implemented on the Xelline power line communication modem with IEEE 802.15.4 communication module.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.510-516
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• 2010

In this paper, a dynamic GTS allocation method of wireless control networks is proposed for the use of factory automation using IEEE 802.15.4 MAC protocol. A superframe of IEEE 802.15.4 is applied to the transmission method of real-time periodic I/O data of wireless control systems within the limited time in factory environment. The method is proposed for efficient transmission of real-time periodic I/O traffic. The simulation results show the average network utilization and available I/O node numbers could be increased by the proposed method.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.259-264
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• 2014

IEEE 802.15.4는 다양한 모니터링과 제어 응용을 위한 보편적인 대안으로 대두되고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4를 이용하여 직류배전선로를 실시간으로 감시하고, 신속한 장애감지와 장애발생 선로를 차단하기 위한 직류배전선로 장애관리시스템을 설계하였다. 각 노드에 번호를 할당하였고, IEEE 802.15.4의 Unslotted CSMA-CA 방식을 사용하였으며, 시뮬레이션을 통해 성능분석을 하였다. 이를 위해 전류 16비트, 진폭 16비트, 기타 상태정보 28비트로 총 60비트의 제어정보를 보냈고, 직류배전선로 장애관리시스템의 패킷전달율과 전송 지연시간을 측정하고 분석하였다. 트래픽 부하가 초당 330 패킷 이하일 때, 0.02초보다 짧은 평균 지연이 나타났으며, 트래픽 부하가 초당 260 패킷 이하일 때, 99.99% 이상의 패킷 전달률을 보여준다. 따라서 트래픽 부하가 초당 260 패킷 이하일 때, 미국 DOE(Department of Energy)의 엄격한 조건을 만족함을 확인할 수 있었다. 본 논문의 연구결과는 IEEE 802.15.4를 이용한 직류배전선로 장애관리시스템 구축을 위한 기본 자료로서 활용이 가능할 것이다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1-11
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• 2018

이 논문은 OS가 제공하는 소프트웨어 타이머를 사용한 네트워킹 스택의 구현 상황에서 고도의 정확성이 요구되는 시분할 동기적 통신의 신뢰성 문제를 다룬다. IEEE 802.15.4를 목표 프로토콜로 선정해 비컨 동기화의 신뢰성 향상 이슈를 상세히 탐구한다. 먼저, IEEE 802.15.4 비컨 모드의 구현에 소프트웨어 타이머를 사용할 때, 소프트웨어 타이머에 사용되는 하위 하드웨어 타이머 인터럽트의 처리 지연 및 유실과 소프트웨어 타이머 관리 오버헤드 등이 실제로 비컨 동기화의 저해 요인으로 작용한다는 점을 실험을 통해 확인한다. 이러한 상황을 개선하기 위한 제안한 비컨 대기시간 보정기법은 비컨 동기화의 신뢰성을 향상시킨다는 점을 입증한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.83-88
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• 2020

본 논문에서는 진보된 프리앰블 탐지 기술인 MIM을 무선 센서 노드에 적용하는 방안을 제시한다. 또한 MIM 기능을 탑재한 센서 노드들이 IEEE 802.15.4 방식의 센서와 경쟁할 경우 발생할 수 있는 처리량과 공정성 사이의 트레이드오프 관계를 분석한다. MIM 센서들은 IEEE 802.15.4 기반의 센서에 비해 추가적인 동시전송 기회를 가져 처리량 측면에서 이득이 생기는 반면 IEEE 802.15.4 방식의 센서 노드들은 MIM 센서 노드들의 동시다발적인 추가 전송으로 인해 전송 기회를 제한받는다. 성능 평가를 위해 파이썬으로 시험환경을 구축하고 상용 센서 노드의 설정값을 반영하여 모의시험을 수행한 결과 MIM을 적용한 경우 최대 40% 수준의 처리량 향상을 확인하였다. 한편 동시전송 임계값을 적절히 조절함으로써 처리량과 공정성 측면에서 균형을 맞출 수 있음을 확인하였다.

• 융합보안논문지
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• 제15권7호
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• pp.103-110
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• 2015

IoT (Internet of Things) 환경에서 센서노드들과 주고받는 데이터에 대한 보안의 중요성이 높아지고 있다. IoT에 기본이 되는 IEEE 802.15.4에서는 센서노드와 PAN Coordinator 또는 센서노드와 센서노드간의 안전한 통신을 위한 키가 사전에 공유되어 있음을 가정하고 있다. 특히, 네트워크 가입 과정에서 센서노드에 대한 개별 인증이 고려되지 않는 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 모든 디바이스에게 사전 공유된 키가 있음을 가정한 기존 연구들의 문제점을 해결한 안전한 가입 프로토콜을 제안한다.