• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권1호
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• pp.69-80
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• 2010

다수의 센서로 구성된 무선 센서 네트워크는 다양한 환경에서의 정보 수집을 목적으로 하며 현재 다양한 분야에 응용 및 활용이 되고 있다. 센서 네트워크를 구성하는 각 센서 노드들은 한정된 전력의 배터리로 동작하므로 에너지 효율성 및 장시간의 네트워크 수명을 제공하는 것이 센서 네트워크의 중요한 연구 목표 중 하나이다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 에너지 효율성을 향상 시키기 위한 새로운 트리 기반의 클러스터링 프로토콜(tree based clustering protocol)을 제안한다. 제안된 기법은 클러스터를 형성하고 클러스터에서의 노드들은 클러스터 헤드를 루트로 하는 트리를 구성한다. 트리의 높이는 멤버 노드들과 클러스터 헤드의 거리를 기반으로 결정된다. 시뮬레이션을 통해 기존에 제안되었던 LEACH, PEGASIS와 TREEPSI와 비교해 제안된 기법이 노드들 사이에서의 에너지 소비를 균등하게 하여 에너지 효율성을 향상시키고 네트워크 수명을 연장하였음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권8호
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• pp.942-949
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• 2016

사물 인터넷 환경 중에서 통신기기들이 필드 안에 무작위의 패턴으로 배치되는 무선 센서네트워크는 효율적인 라우팅 프로토콜을 통한 에너지소모의 최적화가 중요하다. 노드간에 주고받는 데이터의 크기가 다양한 사물 인터넷 환경에서는 클러스터 헤드노드의 버퍼의 크기가 데이터손실율과 네트워크의 수명에 큰 영향을 준다. 유한한 버퍼 상황에서 데이터의 손싱율을 최소화 하기 위하여서는 각 클러스터에 균일한 숫자의 멤버가 할당되는 부하 균등화가 중요하다. 본 논문은 네트워크 구성 직후 싱크 노드와 센서 노드가 몇 차례의 메시지를 교환하고 이를 바탕으로 싱크 노드가 삼변 측량으로 센서 노드의 근사적 위치를 파악하고 클러스터를 구성함으로써, 클러스터 헤드의 수와 멤버수를 결정적(deterministic)으로 구현하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 데이터의 손실율과 네트워크의 평균 수명에 있어서 성능향상을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.141-150
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• 2005

무선 센서 네트워크는 센서 테크놀로지의 발전으로 인하여 급속히 개발되고 있으며, 여러 분야에서 다양하게 응용될 것으로 예측된다. 무선 센서 네트워크에서 가장 중요한 요소는 네트워크를 에너지 효율적으로 운용하는 것이다. 이러한 목적을 충족시키기 위해 여러 라우팅 프로토콜이 제시되었다. 그러나 기존의 연구들은 모든 센서 노드들이 센싱 데이터를 갖고 있다는 이상적인 상황을 가정하고 있다. 본 논문에서는 일부 센서 노드들만이 데이터를 갖고 있는 센서 네트워크 상에서 클러스터 헤드를 선정하는 센싱 인지 클러스터 선정 알고리즘을 LEACH-C 기반으로 설계 및 구현하였다. 또한 제안된 알고리즘을 여러 네트워크 상황에서 시뮬레이션하여 센싱 인지 기법이 가장 효율적인 네트워크 상황을 분석하였다. 시뮬레이션 결과에서 데이터를 센싱한 노드군(群)을 중심으로 클러스터 헤드를 선정하는 것이 가장 효율적임을 알 수 있었으며, 일부 센서들만이 데이터를 갖고 있는 경우에는 센싱 인지 개념을 클러스터 헤드 선정에 적용하는 것이 중요하다는 점을 보여주었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권2호
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• pp.1-10
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• 2009

에너지 효율적인 동작은 무선 센서 네트워크에 전체 수명을 연장하기 위한 원천적인 기술요소이다. 클러스터 기반 프로토콜은 데이터를 수집하는 과정에서 에너지를 보존하기 위한 가장 널리 쓰이는 기법이다. 본 논문은 시간 지연을 기반으로 에너지를 인식하면서 자율적으로 클러스터를 구성하는 방안을 제시한다. 제안된 방안은 3단계로 구성되어 있다. 먼저 노드의 에너지 잔류를 반영한 시간 지연을 수단으로 임의 클러스터의 커버리지 효율성을 반영하여 후보 클러스터 헤더가 선정된다. 다음으로 후보 클러스터 헤더중에 클러스터 헤더를 정의하기 위해서 시간지연이 다시 적용된다. 마지막으로 임의 클러스터에 포함되지 못한 고아노드의 문제를 해결한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 방안이 LEACH 방법보다 네트워크의 수명을 3배정도 늘리고 있음을 보인다. 또한 클러스터 헤더의 변화가 상대적으로 작으며, 클러스터 헤더의 에너지가 작게 소모됨을 보이고 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.535-538
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• 2010

본 논문에서는 온도/습도 센서를 이용한 WSN(Wireless Sensor Network) 기반의 화재방재 시스템 개발을 목표로 하여 화재 감시를 위해 분산되어 있는 각 노드들의 구성적 특성과 데이터 패킷 전송 특성에 맞는 프로토콜을 연구한다. 무선 센서 네트워크의 경우 배터리를 에너지로 하여 multi-hop 방식의 데이터 전송을 한다는 특징을 가지고 있으며, WSN 화재방재 시스템이 지속적으로 유지되기 위해서는 센서 노드의 관리와 배치, 그리고 에너지 소비를 효율적으로 조절할 필요가 있다. 그리하여 보통의 WSN 환경이 아닌 화재방재를 위한 특성을 감안하여 효율적인 에너지 소비의 센싱 주기 및 프로토콜을 연구한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3472-3480
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• 2010

에너지 효율성이 중요한 무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기술은 클러스터 헤드 노드가 클러스터 멤버 노드의 데이터를 병합하여 싱크노드로 전송함으로써 센서노드와 싱크노드 사이의 통신 횟수를 줄여 에너지 효율을 얻는다. 본 논문에서는 분산형 클러스터링 라우팅 기법 중 대표적 프로토콜인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)와 HEED(Hybrid, Energy-Efficient Distributed Clustering Approach)의 클러스링 기법에 대하여 분석하고 이를 토대로 데드노드의 최대 지연 발생과 네트워크 라이프 타임을 증가하기 위한 새로운 에너지 효율적 클러스터링 기법을 제안한다. 제안 방식은 클러스터 헤드가 각 멤버노드의 잔여에너지 정보와 싱크노드와의 위치 정보를 기반으로 최적의 전송 효율을 위한 노드를 선출 하고, 선출된 노드는 이후 데이터 전송과정에서 클러스터 헤드로부터 데이터를 전송받아 싱크노드로 전송하는 방식으로, 네트워크를 형성하는 개별 노드의 에너지 소비를 균등하게 하여 네트워크의 전체 수명을 증가시키는데 본 연구의 목적이 있다. 제안한 방식의 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션을 통해 기존의 클러스터링 기법과 비교 분석하였다. 그 결과, 기존의 기법에 비해 네트워크의 생명주기가 약 5~10% 향상되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.401-405
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• 2007

센서네트워크에서 효율적인 에너지사용에 관한 클러스터 기반 라우팅 프로토콜이 다양하게 연구되고 있다. 하지만 기존의 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜은 클러스터 재구성에 있어 센서 노드들의 불균형적인 에너지 소비문제와 클러스터 헤더를 선정함에 있어 헤더 노드와 싱크 노드가 멀리 떨어져 있을 때 연결이 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 클러스터의 재분할과 헤더 노드의 멀티 홉 전송방식을 제시한다. 클러스터 재분할은 기존의 클러스터를 소규모의 클러스터로 재분할하는 방식이고, 멀티 홉 전송방식은 헤더 노드들 사이의 중계전송에 관한 방식이다. 시뮬레이션을 통하여 제시한 라우팅 기법이 균등한 에너지 소비와 에너지 효율성에 있어서 기존의 라우팅 기법보다 우수함을 보인다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.59-67
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• 2009

This paper proposes a improved bitmap routing protocol, which finds the best energy efficient routing path by minimizing the network overheads and prolongs the overall network lifetime. Jung proposed a bitmap scheme for sensor networks. His scheme uses a bitmap table to represent the connection information between nodes. However, it has a problem that the table size is depends on the number of nodes in the sensor networks. The problem is very serious in the sensor node with a limited memory. Thereby, this paper proposes a improved bitmap routing protocol to solve the problem in Jung's scheme. Proposed protocol over the memory restricted sensor network could optimize the size of bitmap table by applying the deployed network property. Proposed protocol could be used in the diversity of sensor networks due to it has minimum memory overheads.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.61-68
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• 2020

Nuclear power plants have a lower cost of power generation, and they are more eco-friendly than other power generation plants. Also, we need to prepare nuclear plant accidents because of their severe damage. In the event of a safety accident, such as a radiation leak, by applying a wireless sensor network to a nuclear power plant, many sensor nodes can be used to monitor radiation and transmit information to an external base station to appropriately respond to the accident. However, applying a wireless sensor network to nuclear power plants requires routing protocols that consider the sensor network size and bypass obstacles such as plant buildings. In general, the hierarchical-based routing protocols are efficient in energy consumption. In this study, we look into the problems that may occur if hierarchical-based routing protocols are applied to nuclear power plants and propose improved routing protocols to solve these problems. Simulation results show that the proposed routing protocol is more effective in energy consumption than the existing LEACH protocol.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권6호
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• pp.731-736
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• 2009

무선 센서 네트워크는 여러 개의 센서 노드들이 분산 배치되어 서로 통신하고 중계하여 데이터를 수집한다. 센서 노드에서 수집한 데이터를 싱크까지 전달하는 방식을 정의하는 라우팅 프로토콜은 구성 방식에 따라 센서 네트워크 전체의 수명에 영향을 준다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 단일 플러딩에 의한 라우팅 트리를 구축하는 알고리즘인 RTAF를 제안한다. RTAF는 플러딩 전파 과정에서 정방향 플러딩 패킷으로 노드의 부모 노드를 선택하고, 역방향 플러딩 패킷으로 자식노드들을 결정함으로써 라우팅 트리를 구축한다. 에너지가 많은 노드가 라우팅 트리의 부모 노드가 되도록 만들어 주고, 일정 시간 간격으로 라우팅 트리를 다시 구성하여 부하를 분산한다. RTAF는 라우팅을 위한 트리를 구성하는 Modified-LEACH와 성능을 NS2 네트워크 시뮬레이션 도구로 실험하여 비교하였다. 라우팅 트리를 구축하는 시간이 짧고, 라우팅 트리 구축 패킷량은 40-80%로 감소하였다.