• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1321-1332
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• 2016

Wireless sensor networks (WSN) are self-organized networks that typically consist of thousands of low-cost, low-powered sensor nodes. The reliability and availability of WSNs can be affected by faults, including those from radio interference, battery exhaustion, hardware and software failures, communication link errors, malicious attacks, and so on. Thus, we propose a novel multi-agent fault tolerant system for wireless sensor networks. Since a major requirement of WSNs is to reduce energy consumption, we use multi-agent and mobile agent configurations to manage WSNs that provide energy-efficient services. Mobile agent architecture have inherent advantages in that they provide energy awareness, scalability, reliability, and extensibility. Our multi-agent system consists of a resource manager, a fault tolerance manager and a load balancing manager, and we also propose fault-tolerant protocols that use multi-agent and mobile agent setups.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1-9
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• 2017

최근 무선 센서 네트워크의 활발한 연구와 함께 센서 노드는 이동성과 위치 인식 기능을 가지는 등 성능이 점점 향상되고 있다. 이러한 센서 네트워크의 가장 중요한 목표 중의 하나는 이동성이 있는 다수의 센서 노드들에서 발생한 데이터를 에너지 효율을 고려하여 싱크 노드로 전송하는 것이다. 모바일 무선 센서 네트워크는 센서 노드들이 이동하기 때문에, 센싱된 데이터를 고정된 싱크로 전송하기 위해서는 에너지 소모량이 많아진다. 이에 대한 문제를 해결하고자 싱크가 네트워크 내부를 이동하면서 데이터를 수집하는 모바일 싱크에 대한 활용이 연구되고 있다. 모바일 무선 센서 네트워크에서 중요한 고려 사항은 이동성과 에너지 소모량이다. 각 센서 노드는 제한된 에너지를 보유하기 때문에 데이터 송신에 소모되는 에너지가 클 경우, 전체 네트워크 수명에 많은 영향을 준다. 본 논문에서는 모바일 센서 네트워크에서 모바일 싱크 기반 에너지 효율적인 클러스터링 기법을 제안한다. 제안된 내용은 모바일 센서 노드들의 이동성에 따라 새로운 클러스터 헤드를 선택할때의 에너지 효율을 높인다. 또한 전체 네트워크를 모바일 싱크 기반으로 여러 개의 클러스터 그룹으로 나누어, 이동성 문제를 고려하고 전체 에너지 소모량을 줄인다. 분석과 실험을 통해 제안된 기법이 이전의 모바일 센서 네트워크 클러스터링 기법보다 네트워크 에너지 효율성이 향상됨을 입증한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.640-648
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• 2017

Sensors have limited resources in sensor networks, so efficient use of energy is important. In order to use the energy of the sensor node efficiently, researches applying mobile sink to the sensor network have been actively carried out. The sink node moves the sensor network, collects data from each sensor node, which spread the energy concentrated around the sink node, thereby extending the entire life cycle of the network. But, when the sink node moves, it requires a reset of the data transmission path, which causes a lot of control messages and delays. In this paper, we propose a CMS(Cluster-based Mobile Sink) method to support the movement of mobile sink in a cluster sensor environment. The proposed scheme minimizes an amount of control messages without resetting the routing paths of entire sensor networks by supporting the sink mobility path using the neighbor cluster list. And, it simplifies the routing path setup process by setting a single hop path between clusters without a gateway. The experiment results show that the proposed scheme has superior energy efficiency in processing and network structure, compared with existing clustering and mesh routing protocols.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권3호
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• pp.204-216
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• 2010

고정 싱크를 사용한 센서 네트워크는 싱크 주변 센서 노드에게 많은 부하를 초래하게 되고 이러한 부하는 센서 노드의 배터리 소모로 이어지게 된다. 싱크 주변 센서 노드의 배터리 소모는 전체 센서 네트워크의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 모바일 싱크를 사용하여 싱크주변 노드의 부하를 분산시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 모바일 싱크는 움직이는 특성을 가지고 있기 때문에 센서 노드와 통신 가능한 시간이 제한된다. 또한 통신 중에도 모바일 싱크와 센서 노드 간 거리가 연속적으로 변하기 때문에 통신 환경 역시 변하게 된다. 모바일 싱크를 사용한 센서 네트워크는 이러한 제약 사항을 해결하며 각 센서 노드들로부터 균등한 양의 데이터를 수집할 수 있어야 한다. 균등치 못한 데이터 수집은 실시간적 센서 네트워크 응용분야에서 긴급한 사건 처리를 가능하지 않게 한다. 본 논문에서는 모바일 싱크를 이용한 센서 네트워크에서 센서 노드들로부터 균등한 데이터 수집을 위한 스케줄링 기법인 FQMS를 제안한다. FQMS는 모바일 싱크와 센서 노드 간 통신 환경과 시간 제약을 고려하여 균등한 데이터 수집을 보장한다. 실험을 통해 제안된 FQMS와 기존의 스케줄링 기법들의 성능을 비교 평가한다. 실험 결과를 통해 제안된 기법이 무선 센서 노드들로 부터의 데이터 수집에 있어서 가장 균등한 데이터 수집을 수행함을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.1191-1197
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• 2013

대규모의 센서 네트워크에서는 고정된 베이스 스테이션에서 데이터를 수집하고 네트워크를 관리하는 것은 센서노드들의 제한된 에너지를 빨리 소진시켜 네트워크의 수명을 단축시키게 되므로 바람직하지 않다. 다른 여러 가지 이유로도 모바일 싱크가 널리 활용되고 있으나, 이러한 모바일 싱크에 대한 안전한 쿼리 프로토콜에 대한 연구는 그다지 많지는 않다. 본 논문에서는 모바일 싱크가 인접 센서노드들과 안전하면서도 효율적인 쿼리 세션을 수행할 수 있는 키관리 및 인증 프로토콜을 제안하고 안전성 및 효율성을 분석한다.

• 스마트미디어저널
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• 제5권1호
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• pp.55-60
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• 2016

센서노드의 이동성 허용은 센서 네트워크의 효율적인 설계 및 시스템 성능 향상에 기여할 수 있다. 하지만, MAC 프로토콜 및 라우팅 프로토콜에 많은 기능적 변화가 필요하다. 특히, 노드 이동성을 고려한 에너지 효율적인 전송 메커니즘에 대한 연구가 매우 중요하다. 본 논문은 모바일 센서 네트워크 환경에서 센서노드가 싱크노드를 향하여 데이터를 전달할 때 인접 노드들의 거리 정보에 따라 다음 노드를 결정하고, 이를 토대로 거리에 따른 전송 출력을 적절히 제어하는 메커니즘을 제안한다. 시뮬레이션 방법을 통한 성능분석 결과, 본 논문에서 제안한 메커니즘이 평균 에너지 소모량, 네트워크 수명 등의 성능 지표에 대해 기존 최단 홉 라우팅 방식보다 에너지 효율을 향상시킨 것으로 분석되었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권1호
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• pp.147-161
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• 2012

In recent years, machine-to-machine (M2M) communications are under rapid development to meet the fast-increasing requirements of multi-type wireless services and applications. In order to satisfy M2M communications requirements, heterogeneous networks convergence appears in many areas, i.e., mobile cellular networks (MCNs) and wireless sensor networks (WSNs) are evolving from heterogeneous to converged. In this paper, we introduce the system architecture and application requirement for converged MCN and WSN, where mobile terminals in MCN are acting as both sensor nodes and gateways for WSN. And then, we discuss the joint optimization of converged networks for M2M communications. Finally, we discuss the technical challenges in the converged process of MCN and WSN.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권2호
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• pp.203-209
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• 2015

Although mobile applications are an essential characteristic of wireless sensor networks, most existing media access control (MAC) protocols focus primarily on static networks. In these protocols, fixed periodic neighbor discovery and schedule updating are used to connect and synchronize neighbors to provide successful data transmission; however, they cannot adapt to mobile speed variation and degrade the network performance dramatically. In this paper, we propose a mobile-supporting mechanism for MAC protocols, in which the decision to update the neighbors of a mobile node is made adaptively according to the mobile speed. Analysis and simulation results demonstrate that the mechanism efficiently avoids the disconnection of amobile node from its neighbors and achieves a better performance as compared with fixed periodic neighbor discovery.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제16권4호
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• pp.743-749
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• 2020

Internet of Things (IoT) is a growing technology along with artificial intelligence (AI) technology. Recently, increasing cases of developing knowledge services using information collected from sensor data have been reported. Communication is required to connect the IoT and AI, and 5G mobile networks have been widely spread recently. IoT, AI services, and 5G mobile networks can be configured and used as sensor-mobile edge-server. The sensor does not send data directly to the server. Instead, the sensor sends data to the mobile edge for quick processing. Subsequently, mobile edge enables the immediate processing of data based on AI technology or by sending data to the server for processing. 5G mobile network technology is used for this data transmission. Therefore, this study examines the challenges, opportunities, and solutions used in each type of technology. To this end, this study addresses clustering, Hyperledger Fabric, data, security, machine vision, convolutional neural network, IoT technology, and resource management of 5G mobile networks.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3396-3411
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• 2015

Sensors used in Wireless Sensor Networks (WSN) have mostly limited capacity which affects the performance of their applications. One of the data-gathering methods is to use mobile sinks to visit these sensors so that they can save their limited battery energies from forwarding data packages to static sinks. The main disadvantage of employing mobile sinks is the delay of data collection due to relative low speed of mobile sinks. Since sensors have very limited memory capacities, whenever a mobile sink is too late to visit a sensor, that sensor's memory would be full, which is called a 'memory overflow', and thus, needs to be purged, which causes loss of collected data. In this work, a method is proposed to generate mobile sink tours, such that the number of overflows and the amount of lost data are minimized. Moreover, the proposed method does not need either the sensor locations or sensor memory status in advance. Hence, the overhead stemmed from the information exchange of these requirements are avoided. The proposed method is compared with a previously published heuristic. The simulation experiment results show the success of the proposed method over the rival heuristic with respect to the considered metrics under various parameters.