• 한국정보컨버전스학회:학술대회논문집
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• 한국정보컨버전스학회 2008년도 International conference on information convergence
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• pp.199-204
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• 2008

Sensor nodes have various energy and computational constraints because of their inexpensive nature and ad-hoc method of deployment. Considerable research has been focused at overcoming these deficiencies through faster media accessing, more energy efficient routing, localization algorithms and system design. Our research attempts to provide a method of improvement MAC performance in these issues. We show that traditional carrier-sense multiple access(CSMA) protocols like IEEE 802.11 do not handle the first constraint adequately, and do not take advantage of the second property, leading to degraded latency and throughput as the network scales in size, We present more efficient method of a medium access for real-time wireless sensor networks. Proposed MAC protocol is a randomized CSMA protocol, but unlike previous legacy protocols, does not use a time-varying contention window from which a node randomly picks a transmission slot. To reduce the latency for the delivery of event reports, it carefully decides a fixed-size contention window, non-uniform probability distribution of transmitting in each slot within the window. We show that it can offer up to several times latency reduction compared to legacy of IEEE 802.11 as the size of the sensor network scales up to 256 nodes using widely used simulator ns-2. We, finally show that proposed MAC scheme comes close to meeting bounds on the best latency achievable by a decentralized CSMA-based MAC protocol for real-time wireless sensor networks which is sensitive to latency.

• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권3호
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• pp.167-178
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• 2011

유비쿼터스 서비스의 성장과 함께 여러 종류의 애드 혹 네트워크가 등장하게 되었다. 특히 애드 혹 네트워크에는 무선 센서 네트워크와 모바일 애드 혹 네트워크가 많이 알려져 있는데, 앞서 서술한 두 가지 네트워크의 특성을 혼합한 무선 애드 혹 네트워크도 존재한다. 본 논문은 LEACH 라우팅 프로토콜을 혼합 네트워크 환경에 적합하도록 개선한 변형된 LEACH 프로토콜 제안한다. 즉 제안한 라우팅 프로토콜은 대규모 이동 센서 노드로 구성된 네트워크에서 노드 검출과 경로 탐색 및 경로 유지를 제공하며, 동시에 노드의 이동성, 연결성, 에너지 효율성을 유지할 수 있다. 제안한 라우팅 프로토콜은 멀티-홉(multi-hop) 및 멀티-패스(multi-path) 알고리즘을 적용하고, 토플로지 재구성 기법으로는 이동중인 대규모 노드에 대한 노드 이동 평가, 진동 센서, 효율적인 경로 선택과 데이터 전송 기법을 이용하여 구현하였다. 실험에서는 제안한 프로토콜과 기존의 전통적인 LEACH 프로토콜을 비교하여 성능을 나타내었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권12호
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• pp.447-454
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• 2016

무선 센서 네트워크에서 다중경로 라우팅에 대한 연구는 노드와 링크 실패로 인한 잦은 경로 파손의 문제를 해결하고 데이터 전달 신뢰성을 향상시키기 위해 연구되었다. 다중경로 라우팅에서, 예를 들어 전장에서 군인 및 재난 지역에서 구조자와 같은 이동 싱크는 이동성을 다루기 위한 새로운 도전이 필요하다. 싱크 이동성은 그들의 이동 경로에 따라서 소스 노드에서 이동 싱크까지 새로운 다중경로 구성을 요구한다. 이동 싱크가 지속적인 이동성을 갖기 때문에, 기존 다중경로는 이동 싱크의 새로운 위치로 효율적인 재구성을 위해 이용될 수 있다. 그러나, 이전 프로토콜들은 이러한 문제를 다루지 않는다. 따라서, 우리는 무선 센서 네트워크에서 이동 싱크에 대한 효율적인 다중경로 재구성 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜 LGMR은 이동 싱크의 이동 유형에 기초한 세 가지 다중경로 재구성 방법을 다룬다: 단일홉 이동 기반 지역 다중경로 재구성, 다중 홉 이동 기반 지역 다중경로 재구성, 다중 홉 이동 기반 전체 다중경로 재구성, 시뮬레이션 결과는 에너지 소비 및 데이터 전달 딜레이 측면에서 LGMR이 이전 프로토콜 EDM보다 더 나은 성능을 갖는다는 것을 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.216-220
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• 2008

센서 노드와 싱크 노드로 구성된 센서 네트워크는 모든 센서 노드들이 한정된 에너지를 가지고 운용되기 때문에 네트워크를 오랫동안 유지하여 가용성을 높이기 위한 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 대부분의 기존 연구들은 싱크 노드의 이동을 고려하지 않았기 때문에 사람이나 자동차 등에 의해 싱크가 이동성을 가지는 환경에는 부적합하다. 본 논문에서는 그리드 기반의 센서 네트워크에서 이동 싱크와 소스 노드간의 경로 설정에서 요구되는 통신부하(제어 패킷의 수 및 전송 범위)를 줄여 센서 네트워크의 에너지 소모를 줄이고, 경로 설정의 신뢰성을 확보하기 위한 방안을 제안한다. 제안 기법은 다수의 싱크 노드가 존재하는 환경은 물론 큰 규모의 센서 네트워크에서도 성능의 저하가 없어 확장성이 뛰어나며, 기존의 그리드와 클러스터 기반의 프로토콜과 비교하여 약 70% 수준으로 에너지 소모를 줄일 수 있어 센서 네트워크의 생명주기를 늘리고 가용성을 높일 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권4호
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• pp.322-329
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• 2009

많은 연구자들은 무선 센서 망에서 싱크들과 소스들간의 효율적인 데이터 전송을 위한 지리정 보라우팅을 설명해왔다. 지리 정보를 알기 위해, 지리정보라우팅은 두 가지 방법을 제공해왔다. 싱크가 자신의 위치 정보를 주변에 뿌려 위치 정보 플러딩을 하는 sink-initiated와 소스가 자신의 위치 정보를 주변에 뿌려 위치 정보를 플러딩하는 source-initiated가 있다. 그러나, 그 방법들은 두 가지 문제를 가지고 있다. 첫 번째는 싱크와 소스가 움직일 때마다 그들의 위치 정보를 플러딩한다. 두 번째는 그들 위치 정보는 실제적으로 데이터를 보내고 받는 노드 이외에 불필요한 노드들까지 전달된다. 그래서, 망 전체에 불필요한 에너지 소비문제가 있다. 그러므로, 이 논문은 소수의 싱크들과 소수의 소스들 사이에 데이터를 효율적으로 전달하여 에너지 소비문제를 해결할 수 있는 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 싱크들과 소스들의 이동에 대하여 위치 정보를 관리하는 위치 정보 매니저를 이용한다. 실험은 기존에 제안된 프로토콜들과 성능 분석하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능시스템학회 2007년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.249-252
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• 2007

센서 네트워크에서의 에너지 효율적인 통신을 위한 infrastructure를 제공하고자 가상 백본(Virtu Backbone) 개념이 등장했다. 최근에는 트리 구조를 이용하여 가장 백본을 구성한 EVBT (Energy-aware Virtual Backbone Tree)가 제안되었다. 본 논문에서는 EVBT의 문제점을 개선한 m-EVBT(modified-EVBT) 생성 알고리즘에 대해 다룬다. EVBT와 달리 m-EVBT 생성 알고리즘은 백본 트리에 속하지 않은 센서 노드들의 업스트림 링크의 선정에 물리적 거리가 아닌 에너지 소모량 청보를 이용한다. 이 정보는 백본 트리를 만들 때 이용되는 ECR(EVBT Construction Request) 패킷에 포함되어 전송된다. 시뮬레이션을 통해 m-EVBT는 EVBT에 비해 데이터 전송시 에너지를 절약하고, 백본 트리 구축에 드는 추가적인 비용도 작다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.373-376
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• 2008

무선 센서 네트워크의 센서 노드는 다양한 최소령 센서로 구성된 저전력, 저메모리, 저컴퓨터 능력을 갖고 있다. 따라서 최근 무선 센서 네트워크의 이슈는 실용적인 응용 분야에서의 에너지 보존과 네트워크 수명을 만족하는 설계 및 개발을 요구한다. 이러한 에너지 소비량과 네트워크 수명을 만족하기 위해서 효율적인 라우팅 프로토콜 연구가 지속되어야 한다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 LEACH, LEACH-C, MTE, 그리고 PEGASIS 라우팅 프로토콜에 대해서 비교 분석하였다. 각각의 프로토콜의 운영 시간, 밧데리 소모, 총 에너지 소모량을 비교한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권3호
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• pp.321-325
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• 2008

위치정보기반 라우팅을 이용하는 무선 센서망은 자연환경 혹은 센서 노드들의 불균형적인 에너지 소비로 인한 라우팅 홀(hole)로 인해 높은 통신 장애 가능성이 존재한다. 이에 대해 연구된 대부분의 기법들은 그런 라우팅 홀을 우회하는 방법으로 접근하는 경향을 보인다. 그러나 홀 우회를 위한 라우팅은 홀 주변 센서노드들의 불균형적인 에너지 소비를 유도하기 때문에, 그들의 통신장애 및 네트워크 수명에 장애를 발생시킬 수 있다. 우리는 이미 홀 우회를 위한 라우팅 방안을 제안하였지만, 그 또한 갖는 문제점 때문에 가우시안 함수를 활용하여 그 연구에 대한 확장 방안을 새롭게 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.774-784
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• 2009

제한된 배터리 전력을 이용하여 많은 노드들로 구성된 무선 센서 네트워크는 네트워크의 라이프타임을 연장하기 위해서 각 노드의 에너지 소비를 최소화해야 한다. 그리고, 무선 센서 네트워크의 민감성을 향상시키기 위해서는 각 센서 노드의 에너지 소비를 최소화하기 위한 효율적인 알고리즘과 에너지 관리 기술이 필요하다. 이 논문에서는 노드의 잔존 에너지와 연결도를 이용하여 각 센서 노드의 효율적인 에너지 소비 대신 전체 센서 네트워크의 에너지 효율성을 극대화하면서 목적지 노드로 센싱 정보를 안전하게 전달할 수 있는 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 각 노드의 에너지 소비를 최소화하고 싱크 노드가 클러스터 내 외부에 위치하더라도 시스템의 생명주기를 연장할 수 있다. 제안 기법의 타당성을 검증하기 위해서 NS-2를 이용하여 현실 모델에 맞게 센서 네트워크를 구축하고, HEED, LEACH-C와 함께 전체 에너지 소비, 클러스터 헤드의 에너지 소비, 네트워크 확장성에 따른 에너지 소비 분포들을 평가한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.121-129
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• 2011

센서 네트워크에서 에너지 소비를 최소화하는 것은 가장 중요한 이슈 중 하나이다. 클러스터링 방법 중 LEACH 프로토콜은 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 다수의 클러스터 영역을 분할하는 계층적 방법으로 동작된다. 그러나 LEACH 프로토콜은 매 라운드마다 새로운 클러스터를 구성하기 때문에 클러스터를 구성 할 때마다 소비되는 에너지는 전체 네트워크 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다. 따라서 이 논문에서는 센서네트워크 환경에서 초기 라운드에 클러스터를 형성하고 클러스터헤더 후보노드를 선정하여 에너지 낭비를 해결하였다. 제안 모델은 초기 라운드에는 기존 LEACH보다 26% 에너지 소모가 증가한다. 그러나 라운드가 지속될수록 제안 방법은 최대 35%까지 전체 에너지소비가 감소됨을 네트워크 시뮬레이션 툴(NS-2)를 이용해 증명하였다.