• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권2호
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• pp.514-537
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• 2020

Wireless sensor network (WSN) is a distributed network composed of many sensory nodes. It is precisely due to the clustering unevenness and cluster head election randomness that the energy consumption of WSN is excessive. Therefore, a many-objective optimization WSN energy balance model is proposed for the first time in the clustering stage of LEACH protocol. The four objective is considered that the cluster distance, the sink node distance, the overall energy consumption of the network and the network energy consumption balance to select the cluster head, which to better balance the energy consumption of the WSN network and extend the network lifetime. A many-objective optimization algorithm to optimize the model (LEACH-ABF) is designed, which combines adaptive balanced function strategy with penalty-based boundary selection intersection strategy to optimize the clustering method of LEACH. The experimental results show that LEACH-ABF can balance network energy consumption effectively and extend the network lifetime when compared with other algorithms.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.61-69
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• 2009

무선 센서 네트워크에서 클러스터 기반의 계층적 라우팅 프로토콜들은 모든 노드들의 수명을 균등하게 유지하여, 센서 네트워크의 수명을 최대로 연장하는 것을 목표로 하고 있다. 본 논문에서는 임계값 기반의 클러스터 헤드 교체 전략을 보인다. 이라우팅 프로토콜은 센서 노드가 클러스터 헤드의 역할을 수행하지 않으면서 최대한 오랜 시간 동안 네트워크에 참여하기 위해 필요한 에너지의 양을 임계값으로 정의하고, 한 번 클러스터 헤드로 선출된 노드는 이 값에 도달할 때 까지 클러스터 헤드의 역할을 유지하여 빈번한 헤드 교체를 방지하도록 함으로써 전체 네트워크의 에너지 효율은 물론 네트워크의 균형이 최대한 유지되도록 한다. 또한 시뮬레이션을 통해 대표적 계층적 라우팅 프로토콜인 LEACH와 네트워크의 균형 및 에너지 소모 정도를 비교하여 본 논문이 제시하는 알고리즘의 효용성을 입증한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제3권2호
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• pp.1-5
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• 2014

Sensor nodes depend on batteries for energy source in Wireless Sensor Networks (WSNs). Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) is a representative cluster-based routing protocol designed to ensure energy use efficiency whereas the virtual cluster exchange routing (VCR) information only with its closest node to build a network. In this paper, a protocol scheme was proposed wherein member nodes are designed to compare the currently sensed data with the previously sensed one and to switch to sleep mode when a match is achieved. The design is to help improve the transmission energy efficiency too.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권9호
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• pp.4272-4286
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• 2016

In resource constrained sensor networks, usage of efficient routing protocols can have significant impact on energy dissipation. To save energy, we propose an energy efficient routing protocol. In our approach, which integrates clustering and routing in sensor networks, we perform network coding during data routing in order to achieve additional power savings in the cluster head nodes. Efficacy of the proposed method in terms of the throughput and end-to-end delay is demonstrated through simulation results. Significant network lifetime is also achieved as compared with other techniques.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2005년도 하계학술대회
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• pp.349-357
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• 2005

In this paper, a new clustering algorithm using the Guaranteed Minimum Coverage (GMC) is proposed. In the new protocol, an appropriate distribution of clusterheads is accomplished by guaranteeing a stochastic coverage at each clusterhead(CH)s. Using this protocol, the communication cost from clusterheads to their member nodes and the load variance in each clusterheads are reduced. Therefore, the network lifetime can be extended and the fair energy consumption for all CHs can be achieved

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제19권3호
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• pp.136-141
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• 2021

Research on wireless sensor networks has focused on the monitoring and characterization of large-scale physical environments and the tracking of various environmental or physical conditions, such as temperature, pressure, and wind speed. We propose a stochastic mobility model that can be applied to a MANET (Mobile Ad-hoc NETwork). environment, and apply this mobility model to a newly proposed clustering-based routing protocol. To verify its stability and durability, we compared the proposed stochastic mobility model with a random model in terms of energy efficiency. The FND (First Node Dead) was measured and compared to verify the performance of the newly designed protocol. In this paper, we describe the proposed mobility model, quantify the changes to the mobile environment, and detail the selection of cluster heads and clusters formed using a fuzzy inference system. After the clusters are configured, the collected data are sent to a base station. Studies on clustering-based routing protocols and stochastic mobility models for MANET applications have shown that these strategies improve the energy efficiency of a network.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.165-172
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• 2011

무선 센서 네트워크는 제한된 에너지를 갖는 배터리에 의해 가동되며 한번 배치되면 사용자가 접근할 수 없고 배터리 교환이 불가능하다. 따라서 네트워크의 수명을 늘리기 위하여 네트워크 디자인 시에 에너지 효율성이 매우 중요하게 고려되어야 한다. 디렉티드 디퓨젼은 데이터 중심 라우팅 알고리즘으로 널리 알려진 기법이다. 본 논문에서는 디렉티드 디퓨젼의 효율을 향상시키기 위하여 클러스터링 기법을 활용한다. 먼저 클러스터를 구성한 후 클러스터 헤드 노드를 선출하고 클러스터 헤드 노드끼리 디렉티드 디퓨젼에서 제안한 것처럼 라우팅을 실시하는 C-디렉티드 디퓨젼 기법을 제안한다. 제안 알고리즘은 그 적용이 간단하고 성능면에서 디렉티드 디퓨젼 보다 우수한 것으로 나타났다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.193-200
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• 2022

알려지지 않은 암호통신 프로토콜은 개인 및 데이터 프라이버시를 보장한다는 장점이 있을 수 있으나, 악의적 목적에 사용될 경우 기존의 네트워크 보안 장비를 이용하여 이를 식별하고 대응하는 것이 불가능에 가깝다. 특히, 실시간으로 오가는 방대한 양의 트래픽을 수작업으로 분석하는 데에는 한계가 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 머신러닝 기법을 활용하여 알려지지 않은 암호통신 프로토콜의 패킷 식별과 패킷의 필드 구분을 시도한다. 순차 패턴과 계층적 군집화, 그리고 피어슨 상관계수를 활용하여 알려지지 않은 암호통신 프로토콜이라 하더라도 그 구조를 자동화하여 분석할 가능성을 확인한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권11호
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• pp.2577-2596
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• 2013

In this paper, we present an Energy-Aware Self-Stabilizing Distributed Clustering protocol based on message-passing model for Ad Hoc networks. The latter does not require any initialization. Starting from an arbitrary configuration, the network converges to a stable state in a finite time. Our contribution is twofold. We firstly give the formal proof that the stabilization is reached after at most n+2 transitions and requires at most $n{\times}log(2n+{\kappa}+3)$ memory space, where n is the number of network nodes and ${\kappa}$ represents the maximum hops number in the clusters. Furthermore, using the OMNeT++ simulator, we perform an evaluation of our approach. Secondly, we propose an adaptation of our solution in the context of Wireless Sensor Networks (WSNs) with energy constraint. We notably show that our protocol can be easily used for constructing clusters according to multiple criteria in the election of cluster-heads, such as nodes' identity, residual energy or degree. We give a comparison under the different election metrics by evaluating their communication cost and energy consumption. Simulation results show that in terms of number of exchanged messages and energy consumption, it is better to use the Highest-ID metric for electing CHs.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.41-50
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• 2012

무선센서네트워크(WSN)에서 네트워크 수명은 가장 중요한 이슈중의 하나이다. 네트워크 수명연장을 위하여 센서들이 에너지를 효과적으로 사용하도록 설계하는 것이 매우 중요하다. 기존에 제안된 PEGASIS-A는 LEACH와 PEGASIS의 클러스터 구성방식을 개선하기 위해 새로운 체인 토플로지 기법을 사용했다. 하지만 PEGASIS-A는 PEGASIS가 가진 근원적인 문제인 체인설정하기 위한 에너지 소비가 크고, 노드 수가 많아지는 경우 단일 체인이 가지는 확장성의 한계 등의 문제를 그대로 가지고 있다. 또한 LEACH의 에너지 낭비 문제점도 소폭 개선했을 뿐이다. 본 논문에서는 LEACH관련 프로토콜들과 PEGASIS-A의 문제점을 해결할 수 있는 에너지 효율적인 새로운 클러스터링 기법을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 센서노드의 메모리 임계치를 이용하여 계층구조상에서 클러스터를 구성한다. 성능평가 결과 본 논문에서 제안한 프로토콜은 LEACH보다 약 1.8배 그리고 PEGASIS-A 보다 1.5배 오랜 네트워크 생존기간을 보였다.