• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.219-228
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• 2007

모바일 애드혹 네트워크에서는 노드가 이동성을 가지고 한정된 용량의 전지를 사용하기 때문에, 다중 홉으로 통신하는데 있어서 종단 간 경로를 설정하는 것이 매우 중요하다. 그 중에서도 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜은 많이 사용되고 있는 프로토콜 중 하나이다. 하지만 경로를 탐색하는 과정에서 최단 홉의 수만을 고려하기 때문에, 노드의 이동성이나 전지의 소진 등으로 인해 중간 노드의 경로가 단절이 되는 문제점이 발생하게 된다. 경로의 단절이 발생하게 되면, 중간 노드들은 데이터 패킷을 폐기시키고 송신노드는 경로를 재설정해야 하기 때문에 대역폭의 낭비와 에너지 소비량이 증가되는 문제가 발생한다. 또한 이것은 네트워크의 생존시간을 단축하는 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 기존의 AODV 라우팅 프로토콜을 기반으로 전지의 남은 에너지양을 비롯하여 신호 세기, SNR(Signal to Noise Ratio) 등의 MAC 레이어의 자원들을 이용하여 경로를 설정하는 라우팅 프로토콜을 제안한다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권3호
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• pp.341-346
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• 2011

Wireless sensor networks (WSNs) are formed by a great quantity of sensor nodes, which are consisted of battery-powered and some tiny devices. In WSN, both efficient energy management and Quality of Service (QoS) are important issues for some applications. Real-time services are usually employed to satisfy QoS requirements in critical environment. This paper proposes a real-time MAC (Medium Access Control) protocol with extended backoff scheme for wireless sensor networks. The basic idea of the proposed protocol employs (m,k)-firm constraint scheduling which is to adjust the contention window (CW) around the optimal value for decreasing the dynamic failure and reducing collisions DBP (Distant Based Priority). In the proposed protocol, the scheduling algorithm dynamically assigns uniform transmitting opportunities to each node. Numerical results reveal the effect of the proposed backoff mechanism.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권4호
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• pp.397-406
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• 2014

Radio frequency (RF) jamming is a denial of service attack targeted at wireless networks. In resource-hungry scenarios with constant traffic demand, jamming can create connectivity problems and seriously affect communication. Therefore, the vulnerabilities of wireless networks must be studied. In this study, we investigate a particular type of RF jamming that exploits the semantics of physical (PHY) and medium access control (MAC) layer protocols. This can be extended to any wireless communication network whose protocol characteristics and operating frequencies are known to the attacker. We propose two efficient jamming techniques: A low-data-rate random jamming and a shot-noise based protocol-aware RF jamming. Both techniques use shot-noise pulses to disrupt ongoing transmission ensuring they are energy efficient, and they significantly reduce the detection probability of the jammer. Further, we derived the tight upper bound on the duration and the number of shot-noise pulses for Wi-Fi, GSM, and WiMax networks. The proposed model takes consider the channel access mechanism employed at the MAC layer, data transmission rate, PHY/MAC layer modulation and channel coding schemes. Moreover, we analyze the effect of different packet sizes on the proposed jamming methodologies. The proposed jamming attack models have been experimentally evaluated for 802.11b networks on an actual testbed environment by transmitting data packets of varying sizes. The achieved results clearly demonstrate a considerable increase in the overall jamming efficiency of the proposed protocol-aware jammer in terms of packet delivery ratio, energy expenditure and detection probabilities over contemporary jamming methods provided in the literature.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.293-296
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• 2012

본 논문에서는 에너지 수확 무선 센서 네트워크에서 버스티 데이터 전송에 효율적인 수신자 기반의 MAC 프로토콜을 제안한다. 에너지 수확 무선 센서 네트워크는 기존의 배터리에 의해 동작하는 센서 네트워크에 비해 태양열과 같은 주변의 환경으로부터 에너지를 수확하여 사용함으로써 전체 네트워크의 수명을 향상시킬 수 있는 장점으로 인하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 에너지 수확 무선 센서 네트워크에서 데이터 전송에 참여하는 센서 노드의 에너지를 참고하여 비콘(beacon) 주기를 조절하고 수신자(receiver) 비콘에 응답(acknowledgment)신호를 포함시킴으로써 버시티 데이티(bursty data) 전송에 효율적이면서, 센서 노드의 에너지를 절약할 수 있는 MAC 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서는 제안된 MAC 프로토콜과 기존에 연구되었던 ODMAC 프로토콜과 에너지 절약 및 버스티 데이터 전송 효율면에서 비교분석한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (D)
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• pp.597-601
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• 2007

본 논문에서는 휴면 지연에 의한 전송지연을 줄이는 효과적인 방법으로 staggered schedule 방식에 기반하여 동작하는 SPEED-MAC 프로토콜을 제안하고자 한다. SPEED-MAC은 이벤트 발생에 따른 정보를 발생사실과 세부정보로 나누어 각각 이벤트 공지 구간과 데이터 전송 구간에 싱크 노드로 전송함으로써 이벤트 발생 사실을 싱크 노드에게 최단시간에 전송할 수 있다. 또한 제어 패킷의 오버헤드를 줄이기 위해 이벤트 공지 구간에서 signal 패킷을 사용함으로써 데이터 패킷을 전송할 때 발생 가능한 충돌을 예측하였고 제어 패킷을 동적으로 사용하여 노드의 에너지 효율성을 추가로 개선할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 SPEED-MAC을 MICA MOTE에서 구현하였으며 기존의 MAC 프로토콜에 비하여 메시지 전송 지연시간을 대폭 단축시킬 수 있었으며 또한 저 전력을 구현할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.177-185
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• 2008

응용분야를 계속 확장해가고 있는 무선 센서네트워크에서 매체접근제어 (MAC)에 관한 연구는 주로 에너지 효율을 높이는데 집중되어왔으며 전송지연(Latency)에 관한 연구는 상대적으로 적다. 그러나 센서 네트워크의 특성상 다중 홉(multi-hop) 전송이 빈번하게 일어나는 환경에서 종단 간 전송지연은 특히 시간 종속적인 응용분야에서는 중요한 성능상 제약이 될 수 있다. 본 논문에서는 분산적인 전송전력제어방식을 이용하여 다중 링크를 동시에 개설할 수 있도록 함으로써 센서네트워크의 전송 전력을 줄임과 동시에 네트워크의 공간 활용도를 향상시키고 전송지연시간을 개선 할 수 있는 매체접근제어(MAC) 방식을 제안하였다. 시뮬레이션을 통한 성능 검증 결과 제안하는 방식인 TPCS-MAC은 센서노드의 전력소모를 줄임과 동시에 특히 다중 홉(multi-hop) 센서네트워크에서 발생하는 종단 간 지연 (end-to-end latency) 문제를 개선하는 것으로 판명되었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권4호
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• pp.118-129
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• 2008

차량 접근 경고 시스템(VAWS: Vehicle Approach Warning Systems)은 급커브 구간에 진입하는 차량에게 반대편 차선의 차량 진입 정보를 운전자에게 제공하여 사고 위험을 줄이는데 도움을 주기 위한 시스템이다. 본 논문에서는 VAWS를 위한 IEEE 802.15.4 기반 계층구조 센서 네트워크 모델을 제안한다. 제안하는 네트워크 모델에서 토폴로지 제어 프로토콜은 네트워크의 생존시간을 지속시킬 수 있도록 자가 구성(self-organizing) 방식으로 트리 기반 토폴로지를 형성한다. 또한, 간단하면서도 효율적인 라우팅 프로토콜은 이 토폴로지를 기반으로 라우팅 테이블을 구성하고 센서 노드에서 생성된 데이터 패킷을 노변 경고 메시지 디스플레이와 연결되어 있는 베이스 스테이션까지 멀티홉 방식으로 전달한다. 이 프로토콜들은 기존의 IEEE 802.15.4 MAC계층에 포함된 확장 MAC 형태로 설계되며, 급커브 구간을 모델링한 시나리오에서의 시뮬레이션을 통하여 제안하는 네트워크 모델이 에너지 효율 및 네트워크 처리량 면에서 높은 성능을 나타냄을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권4호
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• pp.1223-1247
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• 2012

The need for securing Wireless Sensor Networks (WSNs) is essential especially in mission critical fields such as military and medical applications. Security techniques that are used to secure any network depend on the security requirements that should be achieved to protect the network from different types of attacks. Furthermore, the characteristics of wireless networks should be taken into consideration when applying security techniques to these networks. In this paper, energy efficient Security Model for Tree-based Routing protocols (SMTR) is proposed. In SMTR, different attacks that could face any tree-based routing protocol in WSNs are studied to design a security reference model that achieves authentication and data integrity using either Message Authentication Code (MAC) or Digital Signature (DS) techniques. The SMTR communication and processing costs are mathematically analyzed. Moreover, SMTR evaluation is performed by firstly, evaluating several MAC and DS techniques by applying them to tree-based routing protocol and assess their efficiency in terms of their power requirements. Secondly, the results of this assessment are utilized to evaluate SMTR phases in terms of energy saving, packet delivery success ratio and network life time.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (A)
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• pp.157-158
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• 2007

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.331-333
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• 2005

유비쿼터스 컴퓨팅을 가능하게 해주는 기반기술의 하나인 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Networks)란, 주변 사물과 환경을 인식하고 네트워크를 통해 실시간 정보를 구축, 활용토록 하는 초소형, 저전력 센서들로 구성된 무선 통신망이라 할 수 있다. 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 MAC 프로토콜은 그 특성상 기존의 MAC 프로토콜과는 달리 에너지 사용량을 최소화하여 네트워크 수명을 오랫동안 유지하도록 하는 것이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 센서 네트워크의 수명의 최대화를 고려한 DT (Dynmic-Threshold) MAC프로토콜을 제안한다. DTMAC프로토콜은 각 노드의 버퍼에 임계값을 적용하여 전송 주기를 지연시켜 에너지 절감성을 극대화하게 되며 멀티 홉 환경에서 에너지 절감성의 효과론 더욱 높이기 위해 각 노드의 버퍼에 싱크와의 홉 수에 따른 차등적 임계값을 적용하며, 또한 이로 인해 야기되는 데이터 전송지연 문제를 해결키 위하여 긴급 데이터에 대한 빠른 전송을 보장하는 알고리즘을 포함한다.