• 디지털융복합연구
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• 제10권9호
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• pp.289-295
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• 2012

기존 연구에서 에너지 소비의 효율성을 향상하기 위해 제시된 무선 센서 네트워크의 라우팅 기법은 다양하게 존재하지만 라우팅을 위해서는 자신의 위치 정보와 1 홉(hop) 거리에 인접한 주변 노드들의 위치 정보를 유지해야 한다. 그리고 BS 노드로 데이터를 전송하기 위하여 여러 노드를 경유하여 목적지까지 전송하는 다중 홉(Multi-hop) 전송 방식을 사용한다. 이러한 기법은 네트워크의 전체적인 에너지 소모와 센서 노드의 전력 소모를 발생시켜 효율적인 에너지 관리에 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 센서 노드의 전파 범위와 RSSI를 이용하여 소스 노드와 거리 $d{\pm}{\alpha}$를 만족하는 BS 노드의 위치 기반 1-홉 라우팅 기법을 제안한다.

• 융합보안논문지
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• 제7권2호
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• pp.107-118
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• 2007

센서 네트워크는 다양한 환경에 배치되어 환경요소 감시 및 군사적으로 유용한 정보를 제공하는데 사용될 수 있다는 특징을 가지고 있지만, 여러 가지 보안상의 취약점을 갖고 있는 단점이 있다. 따라서 이러한 센서 네트워크의 안전성을 위해서는 반드시 보안 서비스가 요구되며, 센서 네트워크 노드간의 안전한 통신을 위해 보다 안전하고 효과적인 노드 관리 기법이 요구된다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서의 센서 노드의 보안성이 요구되는 환경 및 그룹 키 관리기법에 적합한 효과적인 CH 및 클러스터링 기법을 제안한다. 먼저 각각의 노드들은 매 라운드 설정단계에서 BS와의 통신을 통하여 잔류 전력 및 암호 키를 이용한 인증 메시지를 전송하고 BS는 유효인증비율 및 잔류전력량을 반영하여 이 값들이 높은 노드를 CH로 선발한다. 이후 BS는 매 라운드 마다 이전라운드의 유효인증비율을 반영/누적 하여 적은 양의 에너지 소비로 안전한 클러스터 노드를 선발할 수 있는 기법을 제안한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권3호
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• pp.247-255
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• 2015

In this paper, we propose an adaptive time division multiple access based medium access control (MAC) protocol, called bitmap-assisted shortest job first based MAC (BS-MAC), for hierarchical wireless sensor networks (WSNs). The main contribution of BS-MAC is that: (a) It uses small size time slots. (b) The number of those time slots is more than the number of member nodes. (c) Shortest job first (SJF) algorithm to schedule time slots. (d) Short node address (1 byte) to identify members nodes. First two contributions of BS-MAC handle adaptive traffic loads of all members in an efficient manner. The SJF algorithm reduces node's job completion time and to minimize the average packet delay of nodes. The short node address reduces the control overhead and makes the proposed scheme an energy efficient. The simulation results verify that the proposed BS-MAC transmits more data with less delay and energy consumption compared to the existing MAC protocols.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.913-916
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• 2010

무선 센서 네트워크는 한정된 에너지 자원과 전원 공급 장치, 그리고 소형 배터리로 구성되어 있다. 센서 노드는 설치가 되면 사용자가 다시 접근할 수 없고 에너지 소스의 배포 및 교체가 가능하지 않다. 따라서, 네트워크의 수명 향상을 위해서는 에너지효율성이 네트워크 디자인의 핵심 요소가 된다. BCDCP 에서는 모든 센서는 CH (클러스터 헤드)로 데이터를 보내며 CH 는 BS(베이스 스테이션)로 이를 전송한다. BCDCP 는 소규모 네트워크에서는 잘 작동하지만 대규모 네트워크에서는 장거리 무선 통신을 위해 많은 에너지를 사용하기 때문에 적합하지 않다. 본 논문에서는 균형 잡힌 에너지 소비를 통해 네트워크 수명을 연장할 수 있는 삼각형 클러스터링 라우팅 프로토콜(TCRP)을 제안하였다. TCRP 는 삼각 모양으로 클러스터 헤드를 선택한다. 센서 필드는 에너지 레벨을 기준으로 지역을 나누게 되며 나뉘어져 있으며 모든 레벨에서 게이트 노드를 하나 선택하여 이 노드가 그 레벨 내에 있는 노드들의 데이터를 수집하고 리더 노드로 보낸다. 마지막으로 리더 노드가 BS 로 집계된 데이터를 보낸다. TCRP 는 몇 가지 실험을 통하여 BCDCP 보다 훌륭한 성능을 보여주었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.1273-1287
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• 2009

Chain-based protocol방법 중의 하나인 PEGASIS는 모든 노드들의 공평한 에너지 소모를 유도 할 수 있지만 BS(Base station)로부터 멀리 떨어진 노드들 중에서 HEAD가 선택될 경우에는 데이터 전송 시에 심각한 에너지 소모와 불필요한 노드들 간의 데이터 이동이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 PEGASIS의 greedy알고리즘을 응용하고, BS를 기준으로 주변 node들과의 거리를 비교하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 프로토콜인 DERP(Distance-based Energy efficient routing protocol)을 제안한다. DERP의 기법은 예비헤드(P-HD)노드를 선택하여 보다 효율적인 클러스터 구조를 생성할 수 있는 방법이다. 아울러 더 큰 센서 필드에서의 확장을 위해서 PEGASIS와 제안방법에서 기본이 되는 single-hop 기반의 통신을 HEAD와 BS와의 거리에 따른 relay노드를 선택함으로서 multi-hop 기반의 통신으로 변환하여 에너지 소모를 줄일 수 있는 방법을 추가하였다. DERP의 시뮬레이션 결과 값으로 에너지 효율은 기존의 PEGASIS방법에 비해 최고 80%정도까지의 에너지 효율이 있는 것으로 나타났으며, 데이터 전송 지연 역시 감소하는 것으로 확인 되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권3B호
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• pp.149-157
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• 2012

WSN 환경의 센서노드는 정보를 수집하고 베이스스테이션으로 전달한다. 베이스스테이션은 인증되지 않은 노드로부터 전달받은 데이터를 신뢰하기 어렵다. 따라서 다양한 방법으로 노드를 인증하고, 데이터의 안전성을 판단하는 방식들이 연구되고 있다. 기존 AM-E[12] 방식에서는 노드인증 후에 데이터를 전달한다. 이때 센서노드는 베이스 스테이션과 직접 AREQ/AREP 메시지를 통신하는 과정에서 인증메시지 송수신으로 인해 많은 에너지를 소비하게 된다. 또한 모든 노드는 인증을 위해 베이스스테이션과 직접 통신과정을 거치며 한정된 에너지를 과다하게 소비하는 문제점을 갖는다. 따라서 이 논문에서는 AM-E 방식과 동일한 보안성을 제공하면서 센서노드의 에너지소비를 최소화할 수 있는 IDE 기반의 계층적 노드인증 프로토콜을 제안한다. 제안방법은 안전성 측면에서는 기존 방식과 같이 메시지 재전송공격이나 메시지의 무결성 보장을 유지하면서 통신에 참여하는 노드수가 AM-E 방식보다 약 39% 증가되어 전체 네트워크 생명주기를 연장함으로 에너지 효율성을 증가시켰다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.177-183
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• 2008

본 논문에서는 무선센서 네트워크에서 네트워크 성능을 향상시키는 하이브리드 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 MAC 프로토콜 구조는 많은 노드들로 구성된 무선센서 네트워크를 위해 특별히 설계되었다. 본 논문에서 기여한 점은 다음과 같다. 먼저, 제안된 스케줄링 알고리즘은 네트워크 토폴로지에 무관하게 동작한다 BS의 원 홉(one hop) 노드 수가 증가하는 밀도가 높은 네트워크 환경에서도 주파수의 추가 사용 없이 모든 타임 슬롯을 사용 할 수 있다. 둘째로, BS의 one hop 노드는 필요에 따라 하나 이상의 타임 슬롯을 사용할 수 있기 때문에 네트워크 성능이 향상된다. 본 논문에서 제안된 구조와 기존의 연구인 HyMAC[1]과의 네트워크 성능 비교를 하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권6호
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• pp.783-790
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• 2009

무선 센서 네트워크의 필요성이 증가함에 따라 관련된 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 특히, 에너지 제약적인 무선 센서 네트워크의 생존 시간을 증가시키고자 하는 클러스터링 기법들이 많이 연구되고 있다. 대표적인 LEACH와는 달리, 최근의 클러스터링 기법들은 다중 홉으로 데이터를 전송하기 때문에 데이터 병목 현상 문제가 발생한다. 불균형 클러스터링(unequal clustering) 기법들은 라우팅 경로를 증가시켜 데이터 병목 현상 문제를 해결하였다. 불균형 클러스터링 기법들의 대부분은 BS(Base Station)와의 거리만을 고려하여 클러스터의 크기를 결정하였기 때문에, 클러스터 헤드의 에너지 소모가 커지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 클러스터 헤드의 에너지 소모를 최소화하고, 데이터 병목 현상 문제도 해결할 수 있는 불균형 클러스터링 알고리즘을 제안하였다. 기본 아이디어는 적절한 클러스터 헤드를 선출한 이후, BS와의 거리와 노드의 에너지 상태, 이웃 노드의 수를 고려하여 클러스터의 크기를 결정하고, 동시에 클러스터 헤드의 전송기능을 분담하는 노드를 선정하는 것이다. 이처럼 클러스터 헤드의 에너지 소모를 최소화함으로써 클러스터링의 반복횟수를 감소시킬 수 있었으며, 더불어 전체 네트워크의 에너지 소모도 감소시킬 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권1호
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• pp.339-345
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• 2014

본 연구는 기존에 연구된 다양한 라우팅 기법들보다 노드의 이동에 따른 적응력 향상과 에너지 관리의 효율성을 향상하는데 목적이 있다. 본 연구의 목적은 각각의 센서 노드들에 의해 수신되는 RSSI 값과 센서의 위치 정보를 라우팅에 활용하는 기법이다. 본 연구는 주변 1-홉(hop) 거리의 노드 정보를 저장하지 않는다. 그리고 근거리 다중홉 전송 기법에서 중계 노드 선택을 위한 정보 교환 과정에서 발생하는 에너지 비효율적인 트래픽 문제를 해결한다. 본 연구에서 제안하는 라우팅 프로토콜 기법은 각각의 노드들이 수신하는 RSSI 값이 설정된 전송 범위에 해당하는 노드를 선택하고 그리고 선택된 노드의 위치 정보를 바탕으로 목적지 노드에 가장 가까운 노드를 중계 노드로 선정하는 기법이다. 따라서 목적지 노드까지 데이터 전달 홉 수를 줄이고, 에너지를 효율적으로 관리하여 노드의 에너지 고갈을 방지하기 위한 것이다.

• 경영과학
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• 제27권3호
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• pp.1-14
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• 2010

In this paper we study the access network design problem in Universal Mobile Telecommunication Systems (UMTS) networks. Given the location of radio base stations (node-Bs), their traffic demands, and the candidate facility centers for locating radio network controllers (RNCs), the problem is to determine the configuration of access network, including the number and location of facility centers, the number of RNCs in each facility center, and the links between RNCs and node-Bs, with the objective being to design such a network at the minimum cost. We provide a mathematical formulation of the problem with constraints on RNC and node-B capacities, along with a lower bounding method. We develop a heuristic algorithm with two different initial solution methods designed to strengthen the solution quality. The computational efficacy of their procedures is then demonstrated on a number of test problems.