IEEE 802.15.4 표준에서 슈퍼프레임 구조는 활성화 구간과 비활성화 구간을 사용하여 낮은 전력 소모를 제공하도록 한다. 하지만 슈퍼프레임의 활성화 구간 동안 통신하는 노드들은 코디네이터와의 거리와는 상관없이 동일한 전송 반경을 샤용하여 데이터를 전송하기 때문에 불필요한 에너지를 낭비하게 된다. 본 논문에서 코디네이터는 통신 영역을 4개의 영역으로 나누고 각 영역에 포함되어 있는 노드는 코디네이터가 전송한 비콘 메시지를 확인하여 송신전력을 설정함으로써 데이터 전송에서 발생하는 전력 소모를 최소화한다. 또한, Cross Layer 프로토콜을 통하여 PAN(personal Area Network) 영역을 구성하도록 하여 메시지 전송 충돌(collision) 현상을 최소화하였다.
홈 네트워크은 주택건축 시점에 건축물의 내장시스템을 중심으로 구축되기 때문에 건축 후 새롭게 구입한 기기와의 네트워크 호환성을 보장하지 못한다. 본 논문에서는 댁내의 기기를 통제하기 위해 댁내 외 기기와 효과적으로 연결할 수 있는 동적인 바인딩 시스템(Dynamic Binding System:DBS)을 제안한다. DBS는 WPAN(Wireless Personal Area Network)에서 동작하는 ZigBee 바인딩 기술을 기반으로 댁외 모바일 기기와 댁내 기기와의 연결을 시도하였다. 본 연구를 위한 시스템 구성으로는, 홈 서버에 프록시 서버와 location 서버가 위치하고 댁내의 기기들은 tinyOS 가 탑재된 telos보드로 구성하였으며, 모바일 기기는 에뮬레이터로 구현하였다. 댁내의 통신은 ZigBee에서 사용하는 IEEE 802.15.4 (2.4GHz)프로토콜을 이용하고, 그 외는 TCP/IP를 이용했다. DBS는 댁내 기기들이 주소형식에 상관없이 댁내 외 기기와 연결되는 것을 용이하게 하였다. 또한 흠 네트워크로 댁내 기기가 새로이 진입될 경우, 기기간 메시지교환을 통해 자동으로 인식될 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 868/915MHz 대역 IEEE 802.15.4b LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network; ZigBee)시스템의 수신기를 위한 주파수 옵셋 영향을 감소시키는 알고리즘을 제안한다. 저가 구현을 지향하는 LR-WPAN 시스템의 특성에 맞추어 반송파 중심주파수의 $\pm$80ppm에 해당하는 주파수 옵셋 환경에서 안정된 수신을 보장할 수 있는 알고리즘으로 868/915MHz수신기 Correlator에 multiple delay differential filter를 적용함으로써 주파수 옵셋에 대한 강인성 및 수신 성능의 안정성을 증대시켰다.
The paper presents the wireless wind chill temperature measurement system that is composed of IEEE 802.15.4 standard wireless communication devices, hot film anemometer and serial communication temperature sensor. It's sometimes very difficult for a person, who lives in a high-rise apartment, to see the outside wind chill temperature due to harsh outside weather. The wind chill temperature is calibrated from an air velocity and air temperature. IEEE 802.15.4 standard wireless communication is ZigBee compatible, and consumes low power in communication. Under the air temperature of 5 $^{\circ}C$ and air velocity ranging from 0 to 50 km/h, the experimental result of wind chill temperature shows good accuracy within 5%.
본 논문에서는 ZigBee (IEEE 802.15.4b Low-Rate Wireless Personal Area Network; LR-WPAN) 915MHz 대역 수신기에 주파수 옵셋에 따른 성능을 알아보고 수신기 Correlator에 Multiple delay differential filter를 적용하여 주파수 옵셋의 영향을 최소화하는 방법을 제시한다. AWGN 환경에서 주파수 옵셋의 영향이 최대와 최소(ZigBee frequency tolerance) ${\pm}80ppm$, $0{\sim}73200Hz$)일 때의 환경에서 시뮬레이션을 통해 제안한 수신기의 성능을 검증한다.
본 논문에서는 메탈핼라이드 램프(MHL)의 원격 조도제어 및 감시 시스템을 구성하기 위하여 2.4GHz Zigbee 무선모듈로 구성된 무선모뎀을 구현하였다. MHL은 주로 가로등이나 보안등의 용도로 쓰이며, 대부분 설치되어 있는 시스템은 Group 제어 기반의 단방향 제어방식이다. 이러한 방식들은 각 등에 대한 개별적인 제어 및 감시가 이루어지지 못한다는 단점이 있으며, 이를 극복하기 위해서는 양방향 통신을 할 수 있는 통신 시스템이 필요하다. MHL은 다른 방전등들과 비교하여 비교적 방전시간이 긴 특징이 있으며, 이러한 특징은 조도제어 시스템 구성 시 고려되어야 한다. 본 논문에서는 시스템 구성을 위하여 IEEE 802.15.4 기반의 ZigBee 모듈을 이용하고, 조도제어를 위하여 Half-Bridge 방식의 전자식 안정기를 설계하여, 이를 제어하기 위한 제어회로를 구성하였으며, 램프의 특성에 맞는 프로토콜을 제안하였다.
Wireless sensor networking technology is one of the basic infrastructures for ubiquitous environment. It enables us to gather various sensory data such as temperature, humidity, gas leakage, and speed from the remote sensor devices. To support these networking functions, IEEE WPAN working group makes standards for PHY and MAC, while ZigBee Alliance defines the standards for the network, security, and applications. The low-rate WPAN was emerged to have the characteristics of network resilience, low cost, and low power consumption. It has a broad range of applications including, but not limit to industrial control and monitoring, home automation, disaster forecast and monitoring, health care. In order to provide more intelligent and robust services, users want voice-based solutions to accommodate to low-rate WPAN. In this paper, we have evaluated voice quality of an IEEE 802.15.4 standard compliant voice node. Specifically, it includes the design of a voice node and experiments based on the prediction of voice quality using the E-model suggested by ITU-T G.107, and the network communication mechanisms considering beacon-enabled and nonbeacon-enabled networks for real-time voice communications.
유비쿼터스 시대에 병원뿐만 아니라 가정과 요양 시설 내에서도 불규칙적이고 다양한 장소에서 발생하는 응급 환자는 신속한 처리가 이루어 져야 한다. 특히 노인 인구가 늘어나는 현${\cdot}$미래 시대에는 환자나 노인의 몸에 생체 신호 센서를 부착하여 환자의 상태를 실시간으로 모니터링 하여 환자나 노인의 몸에 이상이 생겼을 경우 실시간으로 대처하여 응급 환자에 대한 신속한 처리가 이루어지게 한다. 병원 내에서는 무선 네트워크 인프라를 최대한 이용하고 인프라를 보완하기 위해서는 근거리 무선 통신 프로토콜을 기반으로 하는 센서네트워크인 저 전력 지그비(ZigBee) 시스템을 활용한다. 전체적 시스템은 무선 통신망을 이용하고 심전도, 혈압, 혈당 그리고 체온 등의 바이오센서 모니터링을 위해 ZigBee(IEEE 802.15.4)를 이용하여 응급환자 및 노인 등의 이동시 생체신호를 모니터링 할 수 있게 한다. 본 논문에서는 환자 및 노인의 실시간 생체신호 전송 시스템을 구축하고 무선 센서 네트워크 구축 시 전송세션의 수와 노드 발생률에 따른 전송률 및 지연을 통해 그 효율성을 검증한다.
본 논문은 ZigBee Sensor Network에서 네트워크를 구성할 때 이미 네트워크에 참여한 Coordinator와 Router가 네트워크의 상태에 따라 새로운 디바이스들이 네트워크에 참여하는 것을 제어하여 기존 네트워크에서 발생할 수 있는 단점들을 해결하기 위한 조인 절차를 제안하였다. 기존의 네트워크에서 새로운 디바이스가 네트워크에 참여를 위한 조인 절차를 수행할 때 이미 참여하고 있는 Coordinator와 Router beacon 정보를 바탕으로 수행된다. 그러나 beacon 정보에는 네트워크의 구성에 관련된 정보가 부족하여 특정 디바이스에 traffic이 집중되거나, 주소자원의 비효율적 사용으로 네트워크의 성능저하를 가져올 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서 제안한 알고리즘은 새로운 디바이스가 네트워크에 참여할 때 이미 네트워크에 참여하고 있는 Coordinator와 Router가 네트워크에서 자신의 위치와 능력에 따라 beacon의 전송시간을 조절하여 beacon을 송신하고, 디바이스는 가장 먼저 수신한 beacon 정보를 바탕으로 네트워크에 참여한다.
Establishing a fixed path for the message delivery through a wireless network is impossible due to the mobility. Among the number of routing protocols that have been proposed for wireless ad-hoc networks, the AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector) algorithm is suitable in the case of highly dynamic topology changes, along with ZigBee Routing(ZBR), with the exception of route maintenance. Accordingly, this paper introduces a routing scheme focusing on the energy efficiency and route discovery time for wireless alarm systems using IEEE 802.15.4-based ZigBee. Essentially, the proposed routing algorithm utilizes a cluster structure and applies ZBR within a cluster and DSR (Dynamic Source Routing) between clusters. The proposed algorithm does not require a routing table for the cluster heads, as the inter-cluster routing is performed using DSR. The performance of the proposed algorithm is evaluated and compared with ZBR using an NS2 simulator. The results confirm that the proposed Cluster-based AODV (CAODV) algorithm is more efficient than ZBR in terms of the route discovery time and energy consumption.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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