• 제목/요약/키워드: IEEE 802.15.4/4a

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하이브리드형 위치인식 보정 알고리즘 성능 분석 및 평가 (Performance Analysis and Evaluation of Hybrid Compensation Algorithm for Localization)

  • 권성기;이동명
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.2263-2268
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    • 2010
  • 본 논문은 SDS-TWR(Symmetric Double-Sided Two_Way Ranging)의 Ranging 오차를 보정하여 위치인식 성 능을 향상시키는 방법으로 비컨노드의 거리별 Ranging 오차의 평균 값을 이용하여 Ranging 오차를 보정하는 알고리즘($CA_d$)과, 균등거리비율의 적용으로 Ranging 오차를 보정하는 알고리즘(AEDR)이 적용된 하이브리드형 위치인식 보정 알고리즘($A_{HB}$)을 제안하고, 위치인식 실험을 통해 성능을 분석하였다. 실험결과, $A_{HB}$ 는 전체 32개의 좌표 중 28개 좌표에서 오차 개선이 이루어졌고, 설정한 3개의 오차크기 영역에서 최소한 70%이상의 오차 개선이 이루어졌음을 확인하였다. 또한 32개 좌표에서 발생한 평균 오차 2.67m를 1.19m로 55.4% 보정하였으며 특히 3m 이상의 오차크기 영역에서의 보정 성능은 90% 이상으로 매우 우수함을 확인하였다. 이와 같은 결과를 볼 때, $A_{HB}$$CA_d$와 AEDR이 각각 수행되었을 때 보다 오차 개선 비율 및 보정 성능이 더 우수함을 확인하였다.

무선센서네트워크 기반의 가속도 맥파를 이용한 유비쿼터스 헬스케어 모니터링 시스템 (Ubiquitous Healthcare Monitoring System using APG Signals based on Wireless Sensor Network)

  • 정상중;이훈재;정완영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.813-820
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    • 2009
  • 본 논문에서는 웨어러블 펄스 옥시미터를 이용하여 IEEE 802.15.4기반의 무선센서네트워크 환경에서 측정에 대한 외부의 자각 없이 자유스러운 생활 속에서 측정 가능한 유비쿼터스 헬스케어 시스템을 구현하고자 하였다. 환자로부터 산소포화도 데이터를 측정하기 위해 반사형 프로브, 산소포화도 모듈, 그리고 무선센서 노드로 구성된 저전력 웨어러블 펄스 옥시 미터를 구현하였다. TinyOS 어플리케이션기의 무선센서 노드는 제작된 프로브로부터 측정 된 데이터를 수집하여 무선통신을 위한 패킷을 구성하며, 무선센서 네트워크를 통해 베이스 스테이션으로 전송된 데이터는 서버 PC에서의 모니터링과 데이터 처리 및 저장이 가능하게 하였다. 서버 PC에서는 LabVIEW소프트웨어 프로그램을 통해 전송된 산소포화도 데이터가 실시간 모니터링 되며, PPG 파형의 2차 미분처리를 통해 동맥혈의 상태를 추정 할 수 있는 가속도 맥파(APG)를 검출하도록 하였다. 또한 실제 연령대별 실험을 통해 가속도 맥파에 의한 혈관 탄성도의 수치를 비교분석 하였다.

OFDM-TDD 기반 이동 릴레이 시스템을 위한 다중 셀 분산형 릴레이 전력 제어 방법 (Distributed Relay Power Control Scheme for Multi-cell OFDM-TDD Based Mobile Relay System)

  • 조영민;박정훈;황승계;김동구
    • 한국항행학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.562-570
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    • 2011
  • 본 논문에서는 이동성을 갖춘 릴레이를 도입한 다중 셀 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-TDD (Time Division Duplex) 시스템에서 각 셀의 수율을 개별적으로 최대화시키기 위한 분산형 이동 릴레이 전력 제어 방식 (Distributed Mobile Relay Power Control; DMRPC)을 제안한다. DMRPC 방식을 사용한 릴레이 시스템에서는 서로 다른 셀 간 협력과 그에 따른 시그널링 오버헤드 없이 각 셀에서 개별적으로 릴레이의 전력 레벨을 제어한다. DMRPC 방식을 사용한 시스템이 전력 제어 없이 릴레이를 사용한 최대 전력 릴레이 시스템과, 릴레이를 사용하지 않은 기존 시스템에 비하여 향상된 셀 수율 성능을 보이는 것을 모의 실험을 통하여 검증한다. 또한, 최대 전력 릴레이 시스템이 기존 시스템에 비해 셀 외곽 지역 평균 수율 성능이 떨어지는 반면, DMRPC 방식을 사용하면 기존 시스템에 거의 근접한 셀 외곽 지역 평균 수율 성능을 얻을 수 있는 것을 보인다.

비컨노드의 동적배치 기반 3차원 삼각측량 알고리즘을 적용한 위치인식 시스템에 대한 연구 (A Study on Localization System using 3D Triangulation Algorithm based on Dynamic Allocation of Beacon Node)

  • 이호철;이동명
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권4B호
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    • pp.378-385
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    • 2011
  • 본 논문에서는 제한된 실험 영역이 아닌 실제 영역에서 동적으로 비컨노드를 배치할 수 있는 3차원 삼각측량 알고리즘을 제안하고 이를 위치인식 시스템에 적용한 후 그 성능을 분석하였다. 비컨노드와 이동노드간의 거리를 계산함에 있어서 기존의 삼각측량법에서는 이들 노드간의 거리를 반지름으로 하는 3개의 원이 중첩되는 2차원 지점을 계산하지만, 제안하는 알고리즘에서는 3개의 구 표면이 중첩되는 3차원 지점을 계산하는 방법을 적용한다. 또한 제안하는 알고리즘에 의한 위치인식 시스템의 성능을 분석하기 위해 먼저 비컨노드의 배치형태를 실제의 모형으로 제작하고, 사면체인 실제 모형을 컴퓨터에서 시뮬레이션 할 수 있도록 이동노드의 거리 값 및 비컨노드 간의 임의의 거리 값 10개를 추출하여 모델링하였다. 그 다음 제안된 알고리즘과 2 차원 삼각측량법에 의해 계산된 각 이동노드의 2차원 좌표를 서로 비교하고, 제안하는 알고리즘의 3차원 좌표(z축)에 대한 위치정확도를 실제 모형의 3차원 좌표와 비교하여 확인하였다.

능동형 RFID 시스템을 위한 효율적인 Slotted CSMA/CA 충돌방지 프로토콜의 구현 (Implementation of an Efficient Slotted CSMA/CA Anti-collision Protocol for Active RFID System)

  • 주진훈;정상화
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권12호
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    • pp.1013-1022
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    • 2012
  • RFID 시스템에서 태그 수집은 가장 중요한 기능이다. 태그들은 리더의 수집 명령에 따라서 동일한 채널에서 응답하게 되며, 2개 이상의 태그가 동시에 응답할 때 RFID 시스템에서 태그 충돌이 발생한다. 태그 충돌은 RFID 시스템에서 성능을 저하 시키는 중요한 요소이다. 능동형 RFID 시스템에서는 태그 충돌을 해결하기 위하여 프레임 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜을 널리 사용하고 있다. 많은 연구에서 프레임 슬롯 ALOHA 방식의 최대 시스템 효율은 36.8%임을 나타내고 있다. 본 논문에서는 기존의 프레임슬롯 알로하 보다 개선된 태그 수집성능 위해 RFID 시스템에 정합하는 efficient slotted CSMA/CA를 제안한다. IEEE 802.15.4 저 전력 센서 네트워크에서 널리 사용 중인 slotted CSMA/CA를 RFID 시스템에 적용하기 위한 프레임 구조를 제시하며, 주변의 태그 개수에 따라 유동적 프레임 사이즈 조절을 통한 수집성능을 향상한다. 실제 433MHz 능동형 RFID 리더와 태그 40대에서 실험을 통하여 제안한 slotted CSMA/CA가 프레임 슬롯 ALOHA 방식보다 태그 수집시간, 수집라운드 및 충돌 횟수에서 각각 18%, 37.4%, 77.8%의 성능향상을 보였다.

동적 무선 인체 통신망의 에너지 효율과 신뢰성을 위한 토폴로지 인식 기반 패킷 크기 및 포워딩 비율 결정 방법 (Topology-aware Packet Size and Forward Rate for Energy Efficiency and Reliability in Dynamic Wireless Body Area Networks)

  • 구엔 수언 삼;김동완;안순신
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.9-18
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    • 2014
  • 인체에 부착된 센서들의 위치는 인간의 신체적 활동에 따라 자주 이동된다. 이에 따른 노드 위치 이동과 비가시선상의 문제들은 무선 인체 통신망에서 핫 스팟과 에너지 효율, 그리고 신뢰적인 통신 성능에 영향을 미친다. 우리는 빈번히 변화하는 네트워크 토폴로지와 채널 조건을 고려한 포워딩을 결정하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 각 노드의 라우팅 레벨에서 입, 출력 링크들의 비율에 근거하여 포워딩 비율과 패킷들의 크기를 제어한다. 또한 패킷 크기와 포워딩 비율 제어를 지원하는 격자 기반의 연결을 확장함으로써 네트워크 토폴로지를 견고하게 한다. 본 논문의 시뮬레이션은 이러한 접근들이 네트워크 수명을 48.2% 증가시키는 것뿐 아니라 약 6.08%의 패킷 전달율의 증가가 있음을 증명한다. 또한 핫 스팟 문제도 본 제안을 통해 해결된다.

광대역의 우수한 이득평탄도를 갖는 V-밴드 전력증폭기 MMIC (V-Band Power Amplifier MMIC with Excellent Gain-Flatness)

  • 장우진;지홍구;임종원;안호균;김해천;오승엽
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.623-624
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    • 2006
  • In this paper, we introduce the design and fabrication of V-band power amplifier MMIC with excellent gain-flatness for IEEE 802.15.3c WPAN system. The V-band power amplifier was designed using ETRI' $0.12{\mu}m$ PHEMT process. The PHEMT shows a peak transconductance ($G_{m,peak}$) of 500 mS/mm, a threshold voltage of -1.2 V, and a drain saturation current of 49 mA for 2 fingers and $100{\mu}m$ total gate width (2f100) at $V_{ds}$=2 V. The RF characteristics of the PHEMT show a cutoff frequency, $f_T$, of 97 GHz, and a maximum oscillation frequency, $f_{max}$, of 166 GHz. The gains of the each stages of the amplifier were modified to have broadband characteristics of input/output matching for first and fourth stages and get more gains of edge regions of operating frequency range for second and third stages in order to make the gain-flatness of the amplifier excellently for wide band. The performances of the fabricated 60 GHz power amplifier MMIC are operating frequency of $56.25{\sim}62.25\;GHz$, bandwidth of 6 GHz, small signal gain ($S_{21}$) of $16.5{\sim}17.2\;dB$, gain flatness of 0.7 dB, an input reflection coefficient ($S_{11}$) of $-16{\sim}-9\;dB$, output reflection coefficient ($S_{22}$) of $-16{\sim}-4\;dB$ and output power ($P_{out}$) of 13 dBm. The chip size of the amplifier MMIC was $3.7{\times}1.4mm^2$.

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무선 센서네트워크 기반 신호강도 맵을 이용한 재택형 위치인식 및 사용자 식별 시스템 (Position Recognition and User Identification System Using Signal Strength Map in Home Healthcare Based on Wireless Sensor Networks (WSNs))

  • 양용주;이정훈;송상하;윤영로
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.494-502
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    • 2007
  • Ubiquitous location based services (u-LBS) will be interested to an important services. They can easily recognize object position at anytime, anywhere. At present, many researchers are making a study of the position recognition and tracking. This paper consists of postion recognition and user identification system. The position recognition is based on location under services (LBS) using a signal strength map, a database is previously made use of empirical measured received signal strength indicator (RSSI). The user identification system automatically controls instruments which is located in home. Moreover users are able to measures body signal freely. We implemented the multi-hop routing method using the Star-Mesh networks. Also, we use the sensor devices which are satisfied with the IEEE 802.15.4 specification. The used devices are the Nano-24 modules in Octacomm Co. Ltd. A RSSI is very important factor in position recognition analysis. It makes use of the way that decides position recognition and user identification in narrow indoor space. In experiments, we can analyze properties of the RSSI, draw the parameter about position recognition. The experimental result is that RSSI value is attenuated according to increasing distances. It also derives property of the radio frequency (RF) signal. Moreover, we express the monitoring program using the Microsoft C#. Finally, the proposed methods are expected to protect a sudden death and an accident in home.

신뢰성 있는 이미지 전송 기법을 적용한 전자 가격표시 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Electronic Shelf Label System using Technique of Reliable Image Transmission)

  • 양은주;정승완;유길상;김정준;서대화
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.25-34
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    • 2015
  • Recently, in distribution market, demand for electronic shelf label system is increasing gradually to provide the accurate price immediately and detailed product information to consumers and reduce operation costs. Most of electronic shelf label system companies develop the full-graphic display device to display a wide variety of product information as well as the exact price. Our system had introduced Go-Back-N retransmission method in the early. However, we encountered performance problems that it delayed updating of the electronic shelf label system and exhausted the battery life time. Proposed adaptive image retransmission technique based on the selective scheme is that tags of electronic shelf label system recognize idle time of transmission cycle and require partial image retransmission to sever by itself. As a result, it can acquire much more opportunities of partial image retransmission within the same period and increase reception rate of full image for each tags. The experimental result shows that adaptive image retransmission technique's reception rate of full image for each tags is approximately 4% higher than existing previous works. And total battery life time increases 30 hours because tag reduce wake-up time as it receive only lost data instead of whole data.

클러스터 라벨 기반의 지그비 메쉬 라우팅 프로토콜 (Cluster Label-based ZigBee Mesh Routing Protocol)

  • 이광국;김성훈;박홍성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권11A호
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    • pp.1164-1172
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    • 2007
  • 기존의 지그비 표준 메쉬 라우팅 알고리즘은 노드 수의 증가로 인해 라우팅 오버헤드 및 종단간 지연 등의 네트워크 성능의 심각한 저하 현상에 따른 네트워크 범위성 및 효율성에 대한 문제점을 가지고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 증가하는 노드 수에 따른 범위성 문제를 해결하기 위해 ZiCL(ZigBee Cluster Label)이라 불리는 클러스터 라벨 기반의 새로운 지그비 메쉬 라우팅 알고리즘을 제안하고자 한다. ZiCL은 지그비 네트워크를 한 개 이상의 논리적인 클러스터로 나누고 각각의 클러스터에게 유일한 라벨을 부여함으로써 클러스터 라벨 기반의 경로 탐색을 수행한다. 이를 통해 ZiCL은 소스 노드가 경로탐색을 통해 확립한 목적지 노드의 클러스터 라벨 정보를 같은 클러스터 멤버들과 함께 공유하게 합으로써 이후 발생할 수 있는 잠재적인 경로 탐색 횟수를 효과적으로 줄이는데 기여한다. 이러한 ZiCL의 성능을 분석하기 위해 NS-2 시뮬레이션을 수행하였고, 그 결과 라우팅 오버헤드, 패킷 전달율, 종단간 지연 및 메모리 사용률에 대한 네트워크 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.