• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.1243-1249
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• 2018

본 논문에서는 IEEE 802.15.4 슬롯 기반 CSMA/CA(Slotted Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 네트워크에서 시스템 처리율 향상을 위해 동작 중인 단말 수 추정을 통한 백오프 기간 튜닝 기법을 제안한다. IEEE 802.15.4 슬롯 기반 CSMA/CA 네트워크에서는 각 단말이 채널을 항상 센싱하지는 않으므로, 제안하는 기법에서는 채널을 항상 센싱할 수 있는 PAN(Personal Area Network) 코디네이터를 사용하여 동작 중인 단말 수를 추정한다. 이 때, 실시간 단말 수 추정을 위해 단순 이동 평균 필터를 사용한다. PAN 코디네이터는 추정한 단말 수에 따라 튜닝한 최적의 백오프 기간을 비콘 프레임에 담아 PAN 코디네이터에 연결된 단말들에게 전달한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 단말 수 추정에 대한 성능과 시스템 처리율에 대한 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 기법이 IEEE 802.15.4 표준보다 더 높은 시스템 처리율을 얻을 수 있음을 보인다.

• TTA 저널
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• 통권100호
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• pp.161-169
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• 2005

IEEE802.15에서 표준화가 진행중인 WPAN(wireless personal network)은 개인영역 네트워크 혹은 근거리 무선 네트워크를 구축하기 위한 기술로, 개인용 컴퓨터, PDA, 주변기기, 휴대전화, 가전 등의 휴대나 이동 컴퓨팅을 위한 기술이다. IEEE802.15.1에서는 블루투스, IEEE802.15.4에서는 ZigBee를 위한 저속 WPAN(low rate WPAN) 그리고 IEEE802.15.3에서는 고속 WPAN(high rate WPAN)에 대한 표준화를 담당하고 있다. 본 고에서는 IEEE802.15 산하 TG3a에서 표준화 중인 Alt-PHY 기술로 경합을 벌이고 있는 MBOA(Multi-Band Orthogonal frequency division multiplexing Alliance) UWB(ultrawideband)에 대한 활성화를 꾀하고 있는 WiMedia Alliance의 시험인증 동향을 고찰하고자 한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.179-191
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• 2014

이 논문에서는 WiFi 트래픽으로 인해 IEEE 802.15.4 노드에서 프레임 전송에 장애가 발생할 때, IEEE 802.15.4 네트워크의 노드들을 새로운 채널에서 동작시키기 위한 프레임 전송방법과 특성에 연구되었다. WiFi 트래픽의 간섭에 대한 평가, 간섭이 적거나 없는 새로운 채널의 탐색 및 동작채널을 변경하기 위한 연구들에 대해 분석하였다. IEEE 802.11 네트워크와 중첩된 무선채널에서 IEEE 802.15.4 프레임의 전송지연과 CSMA-CA 알고리즘을 적용하지 않은 IEEE 802.15.4 프레임 전송시 프레임들의 충돌 및 IEEE 802.11 노드들의 동작에 대해 설명하였다. 충돌된 IEEE 802.15.4 프레임의 잔여부분을 사용하기 위해 프레임형식코드블럭들을 포함한 프레임의 전송방법이 제안되었다. 제안된 방법의 실험을 통해, 충돌시 프레임형식코드블럭들이 수신기에서 동기화되어 수신되는 현상을 관찰하고, IEEE 802.15.4 프레임에서 충돌을 겪는 위치, 프레임수신율에 대한 특성이 분석되었다. WiFi 트래픽의 간섭을 피하기 위해 IEEE 802.15.4 네트워크의 채널변경명령을 전송하고 응답을 얻기까지 걸리는 시간을 측정한 실험결과는 제안된 방법이 기존의 방법보다 개선된 성능을 나타낸다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권3호
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• pp.407-416
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• 2009

최근 무선 센서 네트워크에 적용되는 응용 서비스들은 점점 증가하며 다양화 되는 추세이고, 이에 센서 데이터에 대한 전송 신뢰성이나 보안 기능 제공이 핵심적인 이슈로 대두되고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 기반 센서 네트워크 환경에서 전송 신뢰성을 제공하기 위해 링크 특성과 패킷 타입을 고려하는 ALC(Adaptive Link Control)와 Hop-cache와 Hop-ack를 지원하는 EHHR(Enhanced Hop-by-Hop Reliability)이 적용된 IMHRS(IEEE 802.15.4 MAC-based Hybrid hop-by-hop Reliability Scheme) 기법을 제안하였으며, 또한 네트워크와 애플리케이션 특성을 고려하여 보안 슈트를 결정함으로써 에너지 효율성을 고려하는 HAS(Hybrid Adaptive Security) 프레임워크를 통해 보안성을 제공한다. 본 논문에서 제안된 방식들은 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증 하였으며, 또한 H/W 프로토타입을 제작하여 실제 응용 서비스에 적용함으로 써 본 방안의 효용성을 입증하였다.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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• pp.191-194
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• 2005

In this paper the platform system for IEEE 802.15.4 Low Rate WPAN is designed and fabricated. IEEE 802.15.4 Low Rate WP AN system serves the functions and realization of home-area network. According to the IEEE 802.15.4 standard, there are two modes, One is BPSK modulation in 868/915MHz frequency band. The other is O-QPSK modulation in 2.45GHz frequency band. In this paper we implemented the platform system mounted in one PCB board in 868/915MHz frequency band of IEEE 802.15.4 Low Rate WPAN system. We measured that the platform system which consists of digital part and RF part has good performance. Also RF part is realized by design and fabrication of the RF transceiver IC. The key issue is to make the platform system which provides the function of Low Rate WPAN system to meet the requirement of IEEE 802.15.4 standards.

• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.3-12
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• 2013

무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)는 철도분야에서 효율적인 관리와 유지보수라는 측면에서 적용되어 사용되고 있다. 하지만 저속 철도 환경에서 사용되고 있는 현재의 IEEE 802.15.4/ZigBee 기반 센서 통신 기술을 차세대 고속철도에서 적용하기에는 열악한 무선 채널 환경에 노출되어 있다. 본 논문에서는 고속 철도 환경에 적합한 센서 통신 알고리즘을 제안한다. 에러율 및 전송률 향상을 위해 IEEE 802.15.4/ZigBee 기반 개선 알고리즘인 Equalizer, MIMO(Multiple Input Multiple Output), Flexible SF(Spreading Factor) 및 Modulation을 사용한다. 또한 IEEE 802.15.4/ZigBee 표준의 2.4GHz 대역 물리계층에서 각 알고리즘에 대한 성능을 비교 분석한다. 모의실험 결과, 제안한 알고리즘을 통해 기존 시스템보다 에러율 및 전송률이 향상 된 것을 볼 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권1호
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• pp.87-101
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• 2013

In industrial applications, sensor networks have to satisfy specified time requirements of exchanged messages. IEEE 802.15.4 defines the communication protocol of the physical and medium access control layers for wireless sensor networks, which support real-time transmission through guaranteed time slots (GTSs). In order to improve the performance of IEEE 802.15.4 in industrial applications, this paper proposes a new traffic scheduling algorithm for GTS. This algorithm concentrates on time-critical industrial periodic messages and determines the values of network and node parameters for GTS. It guarantees real-time requirements of periodic messages for industrial automation systems up to the order of tens to hundreds of milliseconds depending on the traffic condition of the network system. A series of simulation results are obtained to examine the validity of the scheduling algorithm proposed in this study. The simulation results show that this scheduling algorithm not only guarantees real-time requirements for periodic message but also improves the scalability, bandwidth utilization, and energy efficiency of the network with a slight modification of the existing IEEE 802.15.4 protocol.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.267-277
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• 2011

IEEE 802.15.4는 전송된 프레임의 초기 충돌을 피하기 위해 대부분의 다른 무선 네트워크 프로토콜들처럼 프레임을 전송하기 전 임의의 시간을 지연하는 CA(Collision A voidance) 알고리즘을 사용한다. IEEE 802.15.4의 CA 방식은 현재의 네트워크 상황에 관계없이 고정된 초기 백오프 선택 구간에서 임의의 백오프 지연 시간을 선택하기 때문에, 긴 시간 동안 높은 통신 부하를 유지하는 네트워크에서는 현재 상황에 알맞은 백오프 지연 시간을 선택하기까지 여러 번의 백오프 지연 과정을 반복하게 된다. 본 논문에서는 네트워크의 혼잡 상황에 따른 충돌 확률을 고려하여 초기 백오프 지연 시간을 적응적으로 선택할 수 있는 ACA(Adaptive Collision Avoidance) 알고리즘을 제안한다. ACA 알고리즘의 성능을 측정하기 위해 수학적 모델을 제시하며, ns-2를 이용한 시뮬레이션을 통해 모델의 정확성을 검증하고 네트워크 혼잡 상황에 따른 최적의 초기 백오프 지연 시간을 제시한다. 분석 결과, ACA알고리즘을 사용할 때 표준에 비해 처리량이 최대 41% 이상 증가하고 평균 서비스 지연 시간은 기존보다 더욱 짧게 나타났다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.3-6
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• 2009

IEEE 802.15.4 기반의 무선 PAN(WPAN: Wireless Personal Area Network)환경에서 기존에 제안된 전송 전력 제어(TPC: Transmission Power Control) 알고리즘은 수신 신호의 세기를 기반으로 반복 전송을 통하여 적합한 최소 전송 전력을 결정하는 방법으로 진행되어 왔다. 이러한 방법은 통신 채널의 변화가 잦은 지역에서는 재전송률이 높아지고 전송 품질이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 IEEE 80215.4에서 제공하는 링크 품질 지표(LQI: Link quality indicator)값을 바탕으로 최소 전송 전력을 결정하여 재전송률을 줄이고, 통신 채널 변화에 보다 능동적으로 대응할 수 있는 새로운 전송 진력 제어 방법을 제안하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7A호
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• pp.669-677
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• 2011

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.