• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.43-50
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• 2018

In this paper, we propose a hexagon model-based efficient beacon frame scheduling approach for wireless sensor networks. The existing beacon frame scheduling approaches use a lot of slots and subslots for the beacon frame scheduling. Thus, the data from source nodes are not efficiently delivered to a sink node. Also in case a sink node needs to broadcast a beacon frame to the nodes in the network, delivering the beacon frame to the network nodes is not efficient as well. Thus, to solve the problem, we use a hexagon model to find the number of slots and subslots for the beacon frame scheduling. By using them for the beacon frame scheduling, the proposed approach performs better than other approaches in terms of the data transmission delay, the number of received data, the beacon transmission delay and the number of relaying the beacon frames.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제11권2호
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• pp.295-309
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• 2015

Beacon scheduling is considered to be one of the most significant challenges for energy-efficient Low-Rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN) multi-hop networks. The emerging new standard, IEEE802.15.4e, contains a distributed beacon scheduling functionality that utilizes a specific bitmap and multi-superframe structure. However, this new standard does not provide a critical recipe for superframe duration (SD) allocation in beacon scheduling. Therefore, in this paper, we first introduce three different SD allocation approaches, LSB first, MSB first, and random. Via experiments we show that IEEE802.15.4e DSME beacon scheduling performs differently for different SD allocation schemes. Based on our experimental results we propose an adaptive SD allocation (ASDA) algorithm. It utilizes a single indicator, a distributed neighboring slot incrementer (DNSI). The experimental results demonstrate that the ASDA has a superior performance over other methods from the viewpoint of resource efficiency.

• 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.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.19-28
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• 2011

IEEE 802.11p 기반의 차량간 통신 기술을 이용한 안전주행 서비스는 주기적으로 안전관련 메시지를 주변 이웃 차량들에게 요구되는 지연 시간 내에 신뢰적으로 전달하여야 한다. 하지만 차량간 통신망은 차량의 고속 이동성, 네트워크 토폴로지의 빈번한 변화 및 한정된 통신 자원 등 특성으로 인해 고정된 비콘 스케줄링 방식은 비콘 메시지의 과도한 전송지연, 패킷 손실 및 네트워크 혼잡 문제들을 야기 시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 공간적 상황정보를 이용하여 TDMA와 유사한 방식으로 비코닝 주기를 동적으로 스케줄링 하는 알고리즘을 제안한다. 제안한 공간인식 비콘 스케줄링 알고리즘은 신뢰적인 고속도로 교통 시나리오와 802.11p 통신 모델을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과에서 보여 지듯이, 제안한 공간인식 비콘 스케줄링 알고리즘은 대역폭 사용률, 채널 액세스 지연, 채널 부하 등 성능 측면에서 고정된 비콘 스케줄링보다 훨씬 좋은 성능을 보여주고 있으며, 차량 안전 서비스에서 요구되는 통신 요구사항들을 만족시키는 것을 볼 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.107-114
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• 2017

클러스트-트리 무선센서네트워크에서 비콘활성화 모드일 때 비콘 충돌은 아주 중요한 문제가 되고 있다. 본 논문에서는 비콘 충돌 현상을 회피하고 네트워크 확장성을 제공하기 위하여 멀티채널 시분할 스케줄링 기법을 제안한다. 코디네이터는 할당된 채널들과 타임슬롯들에 대한 정보를 포함하고 있는 비콘프레임을 방송하는 역할을 한다. 이를 통해 새로운 노드는 자신의 채널과 타임슬롯을 결정하게된다. 제안 방식의 성능을 전형적인 지그비 방식과 비교한다. 제안 방식은 클러스트 트리 무선센서네트워크상에서 비콘 충돌을 방지하고 네트워크 확장면에서 효과적으로 구성이 가능하게 한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.433-439
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• 2010

This paper proposes a beacon color code scheduling algorithm for the localization of multiple robots in a multi-block workspace. With the developments of intelligent robotics and ubiquitous technology, service robots are applicable for the wide area such as airports and train stations where multiple indoor GPS systems are required for the localization of the mobile robots. Indoor localization schemes using ultrasonic sensors have been widely studied due to its cheap price and high accuracy. However, ultrasonic sensors have some shortages of short transmission range and interferences with other ultrasonic signals. In order to use multiple robots in wide workspace concurrently, it is necessary to resolve the interference problem among the multiple robots in the localization process. This paper proposes an indoor localization system for concurrent multiple robots localization in a wide service area which is divided into multi-block for the reliable sensor operation. The beacon color code scheduling algorithm is developed to avoid the signal interferences and to achieve efficient localization with high accuracy and short sampling time. The performance of the proposed localization system is verified through the simulations and the real experiments.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권3B호
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• pp.255-263
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• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.15.4 클러스터-트리 기반 LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network)에서 각 노드가 데이터량의 변화에 따라 실제 데이터 수신 구간을 조절하기 위한 적응적 Beacon 스케줄링 알고리즘을 제안한다. Beacon Interval을 짧게 조절하면, 노드는 일정한 시간동안에 더 많은 양의 데이터를 수신할 수 있다. 그러나 짧은 Beacon Interval을 가진 노드는 에너지 소비가 증가하게 되므로, 다시 수신할 데이터량이 줄어들면 Beacon Interval을 길게 조절함으로써 에너지 소비를 최적화시킨다. NS-2 시뮬레이터를 이용하여 검증한 결과, 제안하는 적응적 Beacon 스케줄링 알고리즘은 고정된 Beacon Interval을 사용하는 기법에 비해, 패킷 손실률과 End-to-End 전달 지연시간 측면에서 더 나은 성능을 보인다. 따라서 본 알고리즘과 결과는 향후 클러스터-트리 기반 LR-WPAN 설계 시, 서비스의 지연시간을 보장해야 하는 응용분야에 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.625-630
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• 2006

Zigbee 센서 네트워크에서는 multihop 전송을 위하여 tree topology와 beacon-enabled 네트워크 구성을 갖는다. 이러한 multihop beaconing 네트워크의 목적은 routing 노드들에게 Sleep할 기회를 주어 파워의 소모를 줄이고자 하는 데 있다. 파워의 소모를 줄이고 beacon 전송시의 충돌을 방지하기 위하여 beacon 전송 스케줄링이 필요한데 본 논문은 multihop을 지원하고 에너지 효율에 효과적인 beacon 전송 스케줄링 알고리즘과 이를 바탕으로 에너지 효율적인 라우팅 기법을 제안한다. 본 제안은 Zigbee coordinator의 beacon interval(BI)이 결정되면 네트워크 내의 beacon을 전송하는 모든 노드들은 Zigbee coordinator의 BI를 알고 모든 노드의 superframe duration(SD)은 동일하다고 가정한다. 이러한 가정하에서 beacon을 전송하는 노드들이 Zigbee coordinator의 BI 구간 중 항상 정해진 시간에 자신의 beacon을 전송한다면 beacon의 충돌을 막을 수 있음을 보여 준다. 또한 노드들이 서로의 beacon 전송 시간을 알 수 있기 때문에 목적지 노드의 beacon을 tracking하지 않고도 목적지 노드가 active 되는 시점에 패킷을 전송하면 에너지 측면에서 좀 더 효율적인 라우팅 기반을 제공한다는 것을 보여 준다.

• 정보와 통신
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• 제23권12호
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• pp.17-36
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• 2006

본 고에서는 U-City를 구현할 때 가장 핵심적인 부가 서비스를 제공할 수 있는 서비스의 종류를 소개하고 이 서비스들이 필요로 하는 공통적인 요구사항을 정리한 후 이 서비스 구현에 적용 가능한 근거리 무선 통신 기술로서 최적의 프로토콜인 WiBEEM (Wireless Beacon-enabled Energy Efficient Mesh Network) 기술에 대해 소개하였다. WiBEEM 기술은 정보통신부가 추진한 IT 839 정책 중에서 핵심 인프라기술로 인정받고 있는 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 위한 최적의 아키텍처로, Mesh Network를 구현 시 Bluetooth나 ZigBee 기술이 해결하지 못하는 다양한 문제점들을 해결하기 위해 여러 개의 Beacon을 수용하는 새로운 Superframe 구조를 제안하였으며 여러 개의 비컨들이 충돌없이 네트워크 정보를 전송할 수 있는 최적의 Beacon Scheduling 기법을 채택하였다. 또한 WiBEEM 기술은 기기의 이동성을 제공해 주기 위해 LAA (Last Address Assigned) 기법을 이용한 새로운 Short Address 할당 기법을 채택함으로써 16-bit 주소 공간을 낭비 없이 사용할 수 있게 하였으며 이동하는 기기와의 정보 전송을 위해 고속의 Routing 기법을 제공하는 USN 최적의 아키텍처이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권12호
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• pp.1338-1345
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• 2014

최근 무선 기술은 저가, 유연성, 쉬운 설치, 그리고 무엇보다 중요하게도 라우팅 문제를 해결할 수 있다는 측면에서 산업용 네트워크 분야에서 주목을 받고 있다. 그 중 ISA100.11a는 산업용 무선 환경에서 촉망 받는 표준들 중의 하나이다. 산업 환경에서의 데이터 트래픽은 일반적으로 주기성을 가지며, 데드라인이라는 실시간성을 만족해야 하는 요구사항을 갖는다. 본 논문은 ISA100.11a의 주기적 태스크들의 처리를 위해 deadline monotonic scheduling 을 적용하는 것을 제안하고 이러한 제안된 알고리즘을 기반으로 ISA 100.11의 성능을 schedulability 및 beacon 오버헤드 관점에서 평가한다. 모의실험 결과 제안된 알고리즘은 기존 결과 대비 schedulability를 유지하면서도 스케줄링 오버헤드를 감소시킬 수 있다는 것을 보인다. 추가로, 이러한 네트워크 오버헤드의 감소를 통해, 제안된 알고리즘은 무선 산업용 네트워크의 성능 저하 없이 더 많은 데이터 전송이 가능할 것으로 기대된다.