• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.83-90
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• 2016

본 논문에서는 저전력 통신 기술인 IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control) 프로토콜에서 지원하는 Collision Free Period(CFP)에서의 전송 성능 분석을 수행한다. 분석을 위해 CFP의 서비스 타겟인 주기적 트래픽을 고려하고 Quality of Service 요구사항에 따라 MAC 계층에 전달되는 패킷전달 형태를 batch와 non-batch로 구분하여 throughput, delay, energy 측면에서 성능을 분석한다. 도출된 분석 결과를 토대로 Pedometer, ECG, EMG와 같이 주기적인 트래픽을 생성하는 헬스케어 애플리케이션에 대해 Collision Avoidance Period(CAP)에서의 전송과 성능 비교를 수행한다. 성능 평가를 통해 헬스케어와 같이 주기적이며 time-critical 트래픽을 생성하는 애플리케이션은 CFP 전송이 에너지 효율적이며 대역폭 요구 사항이 큰 애플리케이션에서는 CAP 대비 최대 46%의 에너지가 절감됨을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권4호
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• pp.436-440
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• 2008

본 논문은 IEEE 802.15.4 beacon-enabled 모드의 경합 접근 구간(CAP: Contention Access Period)에서 단말수의 증가에 따른 성능 저하를 개선하기 위해 분할 경합 접근 방식(PCAM: Partitioned Contention Access Mechanism)을 제안한다. 분할 경합 접근 방식에서 PAN 코디네이터는 사용 가능한 전체 경합 접근 구간을 같은 크기의 두 개의 소구간으로 나눈다. 단말은 자신이 소속된 소구간에서만 전송을 위해 서로 경쟁한다. 이와 같은 방법으로 분할 경합 접근 방식은 경쟁하는 단말의 수를 반으로 줄여 전송 프레임의 충돌을 감소시키고 경쟁 시간을 반으로 줄여 단말의 전력 소모를 줄이는 특징을 가진다. 본 논문에서는 분할 경합 접근 방식과 기존 IEEE 802.15.4 표준의 접근 방식과의 성능을 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 정규화 수율 및 에너지 효율 측면에서 분할 경합 접근 방식이 기존의 방식보다 좋은 성능을 가짐을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.17-24
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• 2013

거리측정(Ranging-based) 기반 무선측위 알고리즘을 활용하는 무선 네트워크 환경에서 위치추적의 정확도는 노드들 간의 거리측정의 정확도에 크게 좌우된다. 저전력 무선 네트워크 환경에서 거리측정 기반 무선측위의 실용화를 위해서는 하드웨어에서 제공하는 거리측정 정확도를 훼손시키지 않고 그대로 유지할 수 있는 안정된 HAL(Hardware Abstraction Layer)과 MAC(Medium Access Layer) 소프트웨어의 구현이 요구된다. 본 연구에서는 IEEE 802.15.4a를 지원하는 RF 칩인 나노트론(Nanotron)사의 NA5TR1를 기반으로 한 센서노드를 제작한 후 이 노드에 탑재될 IEEE 802.15.4a 소프트웨어 스택의 기본적인 기능을 설계 구현하였다. 소프트웨어 스택은 나노트론 사의 SDS-TWR 기법의 일반모드를 거리측정 알고리즘으로 채택 지원하고 있다. 개발된 센서노드를 활용해 테스트 네트워크를 구축한 후 노드간의 실 환경에서 실시간 거리측정의 정확도를 평가한 결과 SDS-TWR의 일반모드에서 평균 거리측정 오류율은 24.2%인 것으로 나타났다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.75-80
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• 2020

센서네트워크를 위한 여러 가지 저전력 MAC들이 제안되어 있다. 그 중 IEEE802.15.4은 동기화로 인한 전력소모가 많은 단점을 가지며 전력소모를 줄이기 위한 수면(sleep)과 각성(awake)을 반복하는 슈퍼프레임(superframe) 동작으로 지연시간이 길어지는 단점이 있다. 대표적 비동기 B-MAC은 체크인터벌에 따라 지연시간을 짧게 할 수는 있지만 송신단에서는 과도한 프리엠블로 전력소모가 발생하며 수신단에서는 오버히어링으로 전력 손실이 발생하는 단점을 가진다. 기존 MAC들의 지연시간과 전력소모 불균형으로 인한 단점을 보완하기 위해 비동기식 B-MAC 기법에 체크인터벌을 적응형으로 운용하는 방법[1]이 제안된 바 있다. 제안 방식에 따른 스루풋과 지연시간 측면의 성능을 분석한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.1420-1430
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• 2011

본 논문은 IEEE 802.15.4의 MAC 계층에서 노드간 거리와 환경에 따라 적절한 전송전력 값을 설정하여 무선 모뎀의 에너지 소비를 최적화하는 방법에 대하여 제안한다. 제안된 방법은 적절한 전송전력을 결정할 때 이진검색 기법으로 빠르게 최적의 전송전력을 찾을 수 있고, 다수의 메시지 전송에 따르는 오버헤드를 최소화할 수 있다. 결정된 전송전력은 데이터 패킷을 전송할 때 사용되고, 데이터-수신확인 패킷의 교환과정에서 전파환경에 따라 변경된 네트워크 품질에 따라 동적으로 수정된다. 시뮬레이션 실험결과 본 논문에서 제안하는 방법은 IEEE 802.15.4 표준에 비해 에너지 소비량은 30% 감소하고, 단위 에너지양에 의한 데이터 전송량은 2.5배 증가하는 결과를 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.274-276
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• 2005

무선 센서 네트워크는 수많은 노드들 간의 상호작용에 의해 서로 통신을 한다. 이러한 센서 네트워크에 대한 프로토클 구현은 정확한 동작을 확인하기 위해 많은 노드들을 배치하여 실제 동작을 확인하며 개발을 해야 하는 번거로움을 갖고 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에 적합한 프로토콜인 IEEE 802.15.4의 PHY 계층에 대한 시뮬레이터를 구현하여 여러 노드들이 있는 상황을 시abf레이션 할 수 있는 환경을 갖춰서 상위 MAC 프로토콜의 동작을 검증할 수 있는 기반 환경을 구현 하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권3호
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• pp.200-204
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• 2007

The release of IEEE 802.15.4 PHY-MAC standard represents a milestone in developing of commercial wireless sensor network pursuing low power and low cost. In this paper, IEEE 802.15.4 Medium Access Control (MAC) protocol was analysed at the point of power consumption. This analysis measured the amount of the rest of power after transmitting data with beacon enabled mode and the power consumption of each node in the time period. ns-2 simulation is used to verify the analysis.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.756-759
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• 2011

산업장 기반 모니터링 시스템에 무선 네트워크 기술의 도입은 시스템 도입 및 유지보수에 있어 반드시 필요하다. 무선 네트워크 기반의 산업장 모니터링을 위해 현재 USN 네트워크에서 광범위하게 사용되고 있는 IEEE 802.15.4 하드웨어 및 MAC 을 이용하여 Freequency Hopping을 수행하는 Superframe 기반의 TDMA 기술을 구현하였다.

• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권3호
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• pp.293-299
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• 2016

Recently, as IoT (Internet of Things) becomes more important, low cost implementation of sensor nodes also becomes critical issues for two well-known standards, IEEE 802.15.4 and IEEE 802.15.6 which stands for WPAN (Wireless Personal Area Network) and WBAN (Wireless Body Area Network), respectively. This paper presents the area-optimized AES-CCM (Advanced Encryption Standard - Counter with CBC-MAC) hardware security engine which can support both IEEE 802.15.4 and IEEE 802.15.6 standards. First, for the low cost design, we propose the 8-bit AES encryption core with the S-box that consists of fully combinational logic based on composite field arithmetic. We also exploit the toggle method to reduce the complexity of design further by reusing the AES core for performing two operation mode of AES-CCM. The implementation results show that the total gate count of proposed AES-CCM security engine can be reduced by up to 42.5% compared to the conventional design.