• Title/Summary/Keyword: Energy-efficient networks

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A Delta-based Data Aggregation Scheme for Enhancing the Correctness of Data Aggregation in Wireless Sensor Networks (무선 센서 네트워크에서 데이터 수집의 정확성 향상을 위한 Delta 기반의 데이터 병합기법)

  • Kim, Byun-Gon;Yu, Tae-Young;Ra, In-Ho
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.840-845
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    • 2007
  • In a wireless sensor network, a middleware used to support efficient processing and fast delivering of sensing data should handle the data loss problem at an intermediate sensor node caused by unexpected sudden data burst. In his paper, it proposes a Delta-Average method for enhancing the efficiency of data aggregation and correctness where the sensed data should be delivered only with the limited computing power and energy resource. With the proposed method, unnecessary data transfer of the duplicate data is eliminated and data correctness is enhanced by using the proposed averaging and data differentiating scheme when an instantaneous data burst is occurred. Finally, with the TOSSTM simulation results on TinyDB, we verify that the correctness of the transferred data is enhanced.

Prolonging Lifetime of the LEACH Based Wireless Sensor Network Using Energy Efficient Data Collection (에너지 효율적인 데이터 수집을 이용한 LEACH 기반 무전 센서 네트워크의 수명 연장)

  • Park, Ji-Won;Moh, Sang-Man;Chung, Il-Yong;Bae, Yong-Geun
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.45 no.3
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    • pp.175-183
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    • 2008
  • In wireless sensor networks with ad hoc networking capability, sensor nodes are battery operated and are usually disposable once deployed. As a result, each sensor node senses and communicates with limited energy and, thus, energy efficiency has been studied as a key design factor which determines lifetime of a wireless sensor network, and it is more improved recently by using so-called cross-layer optimization technique. In this paper, we propose and implement a new energy saving mechanism that reduces energy consumption during data collection by controlling transmission power at sensor nodes and then measure its performance in terms of lifetime improvement for the wireless sensor network platform ZigbeX. When every sensor node transmits sensed data to its clusterhead, it controls its transmission power down to as low level as communication is possible, resulting in energy saving. Each sensor node controls its transmission power based on RSSI(Received Signal Strength Indicator) of the packet received from its clusterhead. In other words, the sensor node can save energy by controlling its transmission power down to an appropriate level that its clusterhead safely receives the packet it transmits. According to the repetitive experiment of the proposed scheme on the ZigbeX platform using the packet analyzer developed by us, it is observed that the network lifetime is prolonged by up to 21.9% by saying energy during the data collection occupying most amount of network traffic.

Modeling of the Cluster-based Multi-hop Sensor Networks (클거스터 기반 다중 홉 센서 네트워크의 모델링 기법)

  • Choi Jin-Chul;Lee Chae-Woo
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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    • v.43 no.1 s.343
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    • pp.57-70
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    • 2006
  • This paper descWireless Sensor Network consisting of a number of small sensors with transceiver and data processor is an effective means for gathering data in a variety of environments. The data collected by each sensor is transmitted to a processing center that use all reported data to estimate characteristics of the environment or detect an event. This process must be designed to conserve the limited energy resources of the sensor since neighboring sensors generally have the data of similar information. Therefore, clustering scheme which sends aggregated information to the processing center may save energy. Existing multi-hop cluster energy consumption modeling scheme can not estimate exact energy consumption of an individual sensor. In this paper, we propose a new cluster energy consumption model which modified existing problem. We can estimate more accurate total energy consumption according to the number of clusterheads by using Voronoi tessellation. Thus, we can realize an energy efficient cluster formation. Our modeling has an accuracy over $90\%$ when compared with simulation and has considerably superior than existing modeling scheme about $60\%.$ We also confirmed that energy consumption of the proposed modeling scheme is more accurate when the sensor density is increased.

Performance Analysis of Coded FSK System for Multi-hop Wireless Sensor Networks (멀티 홉 무선 센서 네트워크를 위한 부호화된 FSK 시스템의 성능 해석)

  • Oh, Kyu-Tae;Roh, Jae-Sung
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.11 no.4
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    • pp.408-414
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    • 2007
  • Research advances in the areas of micro-sensor device and wireless network technology, has made it possible to develop energy efficient and low cost wireless sensor nodes. In this paper, the forward error control (FEC) scheme for lower power consumption and excellent BER(Bit Error Rate) performance during transmission propose in multi-hop wireless sensor network based on FSK modem. The FEC technique uses extra processing power related to encoding and decoding, it is need complex functions to be built into the sensor node. The probability of receiving a correct bit and codeword for relaying a frame over h nodes to the sink node is calculated as a function of channel parameter, number of hops, number of bits transmitted and the distance between the different nodes.

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Energy Efficient Cluster Head Election Algorithm Considering RF-Coverage (RF-Coverage를 고려한 에너지 효율적인 클러스터 헤드 선출 알고리즘)

  • Lee, Doo-Wan;Han, Youn-Hee;Jang, Kyung-Sik
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.15 no.4
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    • pp.993-999
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    • 2011
  • In WSN, at the initial stage, sensor nodes are randomly deployed over the region of interest, and self-configure the clustered networks by grouping a bunch of sensor nodes and selecting a cluster header among them. Specially, in WSN environment, in which the administrator's intervention is restricted, the self-configuration capability is essential to establish a power-conservative WSN which provides broad sensing coverage and communication coverage. In this paper, we propose a communication coverage-aware cluster head election algorithm for Herearchical WSNs which consists of communication coverage-aware of the Base station is the cluster head node is elected and a clustering.

An Energy-Efficient Data Gathering Method in Wireless Sensor Networks Based on Mobile Sinks (모바일 싱크 기반 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 데이터 수집 기법)

  • Kim, Sang-Lae;Park, Jun-Ho;Seong, Dong-Ook;Yoo, Jae-Soo
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2012.06d
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    • pp.205-207
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    • 2012
  • 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 네트워크 구성을 위해 데이터를 수집하는 싱크 노드에 이동성을 적용시킨 모바일 싱크를 이용한 데이터 수집 기법이 활발하게 연구되고 있다. 하지만 최근 모바일 싱크를 적용한 데이터 수집 기법에서는 무선 센서 노드들의 에너지 소모를 분산시켜 네트워크의 수명은 증가시켰지만 고정적인 경로를 기반으로 하여 이벤트 데이터의 신속한 수집이 불가능하거나 이동성을 갖는 모바일 싱크로의 동적 라우팅 패스의 빈번한 설정으로 인해 최적화된 에너지 효율을 제공하지 못한다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 모바일 싱크 기반의 무선 센서 네트워크 환경에서 에너지 효율성을 고려하여 이벤트 데이터를 우선 수집하는 데이터 수집 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 특정 이벤트가 발생할 경우, 모바일 싱크의 이동성을 이용하여 특정 이벤트 데이터를 빠르게 수집하며 일반적인 모니터링 데이터의 압축과 전송 주기를 변경함으로써 전반적인 QoS를 향상시킨다. 성능평가 결과, 제안하는 기법은 기존 기법에 비해 이벤트 데이터에 대한 응답시간이 평균 57% 감소하였고, 네트워크의 수명이 평균 19% 증가하였다.

An Energy-Efficient Dynamic Area-Selective Encryption Scheme for Wireless Multimedia Sensor Networks (무선 멀티미디어 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 동적 영역 선택적 암호화 기법)

  • Kim, Dong-Joo;Lee, Sang-Kyu;Park, Jun-Ho;Seong, Dong-Ook;Yoo, Jae-Soo
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2012.06d
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    • pp.202-204
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    • 2012
  • 무선 멀티미디어 센서 네트워크는 무선 통신과 비정형 네트워크 토폴로지를 기반으로 운용되며 스트리밍 미디어 데이터가 연속적으로 전송되기 때문에 악의적인 목적을 가진 사용자의 공격에 쉽게 노출이 된다. 따라서 무선 멀티미디어 센서 네트워크에서 보안은 필수적이다. 모든 대용량 데이터를 암호화 하는 것은 한정적인 자원을 가지고 있는 무선 센서 네트워크에서는 적합하지 않으므로 데이터의 일부만을 암호화 하는 선택적 암호화 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 프레임 간의 동적인 움직임을 감지하고 이를 압축 하고 암호화하는 선택적 암호화 기법을 제안한다. 동적인 영역만을 암호화함으로써 암호화 대상 데이터의 크기를 효과적으로 감소시킴으로써 스트리밍 데이터에 적합하며 전체적인 네트워크 수명을 연장시키는 것이 가능하다. 제안하는 기법의 우수성을 보이기 위해 기존 기법과 제안하는 기법의 성능 평가를 수행한다. 성능평가 결과, 제안하는 기법은 기존 기법에 비해 데이터 전송량이 약 80.3% 감소했으며, 영상을 전송하기 위한 에너지 소모는 약 76.9% 감소하였다.

An Energy Efficient and Low Latency MAC Protocol Using RTS Aggregation Scheme for Wireless Sensor Networks (무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성과 낮은 지면을 위한 RTS Aggregation 기법)

  • Lee, Dong-Ho;Song, Byung-Hun;Chung, Kwang-Sue
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2008.06d
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    • pp.276-280
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    • 2008
  • 무선 센서 네트워크의 연구는 이벤트 기반과 주기적 모니터링 기반미라는 두 가지 응용의 형태에 맞추어 진행되었다. 두 가지 응용의 핵심적인 요구 사항은 다르지만 안정적인 운용을 위해 공동적으로 낮은 전송 자연의 요구가 존재한다. 하지만 기존의 무선 센서 네트워크의 프로토콜은 에너지 효율성을 중심으로 연구가 진행되었기 때문에 전송 자연에 대한 고려가 부족하였다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 MAC 프로토콜인 RA-MAC(RTS Aggregation-Media Access Control) 프로토콜을 제안하였다. RA-MAC 프로토콜은 새로운 채널 접근 기법 및 RTS Aggregation 기법에 의해 에너지 효율성과 낯은 전송 자연을 이룰 수 있고 수신 노드의 전송 스케줄링에 의해 이벤트 기반과 주기적 모니터링 기반 응용의 요구 사항을 동시에 만족시킬 수 있다. 실험을 통해 RA-MAC 프로토콜은 기존에 제안된 에너지 효율적인 MAC 프로토콜과 비슷한 에너지 효율을 보이면서 좀 더 낮은 전송 지연을 이루고 전송률을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

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Efficient Method for Improving Data Accessibility in VANET (VANET환경에서의 효율적인 데이터 접근성 향상기법)

  • Shim, Kyu-Sun;Lee, Myong-Soo;Lee, Sang-Keun
    • The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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    • v.8 no.1
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    • pp.65-75
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    • 2009
  • A Vehicular Ad-Hoc Network (VANET) is a form of Mobile ad-hoc network, to provide temporary communications among nearby vehicles. Mobile node of VANET consumes energy and resource with participating in the member of network. Some node tends to have a selfishness to place one's own profits above cooperation with others. As result of selfish node, it reduces data accessibility and the efficiency of networks. In this paper, we propose noble method, Friendship-VaR that excludes selfish nodes from a group of VANET. Friendship-VaR enables to improve data accessibility by eliminating selfish nodes and sharing data among reliable nodes. Friendship-VaR determines selfishness of nodes by simple data exchange. The experiments shows proposed method outperform existing method in terms of data accessibility.

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Performance Analysis of the Data Delivery Schemes for Reliability Assurance in Ubiquitous Sensor Networks (유비쿼터스 센서 네트워크의 신뢰성 확보를 위한 데이터 전송 방법의 성능 비교)

  • Kim, Seung-Cheon
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.45 no.6
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    • pp.45-51
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    • 2008
  • As noted in the various USN service implementations including those in U-City, the reliable data transmission has become the essential component as the USN services are getting more various. The assurance of the reliability is needed sometimes prior to other QoS specifications of the USN services. The efficiency would become more important as well in USNs because the efficient and reliable delivery of a packet could be consequently linked to the energy saving. This paper is intended to provide the performance comparisons of data delivery schemes in USNs.