다수의 센서로 구성된 무선 센서 네트워크는 다양한 환경에서의 정보수집을 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 시키고 데이터 신뢰성을 보장하기 위해 새로운 클러스터 기반의 지역 멀티홉 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 클러스터 내의 멀티홉 형성으로 센서 노드들의 데이터 전송을 위한 에너지 소비를 최소화하며 지역 클러스터 헤드 순환 기법을 통해 기존 클러스터링 기법에서 빈번한 클러스터 구성으로 인한 에너지 낭비를 효율적으로 관리한다. 시뮬레이션을 통해 기존에 제안되었던 LEACH, LEACH-C, PEACH와 비교해 전체 노드의 에너지 소모를 균등하게 하여 에너지 효율성을 향상시키고 네트워크 수명을 연장하였음을 확인하였다.
유비쿼터스 환경의 구현을 위한 핵심 기술 중 고정된 인프라의 지원 없이 무선 단말기들끼리 연결되는 애드 혹 네트워크 기술이 큰 관심을 받고 있다. 이러한 애드 혹 무선 네트워크에서는 무선링크의 높은 비트 오류 확률과 시변 하는 네트워크 토폴로지로 인하여 수신자와 송신자간의 원활한 정보 교환을 위해 데이타 전송 경로를 효과적으로 제어할 수 있는 라우팅 프로토콜이 매우 중요한 역할을 수행한다. 하지만 기존의 애드 혹 네트워크를 위한 라우팅 프로토콜은 높은 오버헤드와 네트워크의 안정성 및 확장성 측면에서 많은 문제점을 안고 있다. 따라서 보다 효과적으로 전송 경로를 제어하고, 애드 혹 무선 네트워크 환경의 안정성을 향상시키기 위한 해결 방법으로 본 논문에서는 하이브리드 무선 네트워크를 위한 존 마스터 기반의 라우팅 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 라우팅 프로토콜의 성능 분석을 위해 모의실험을 수행하였으며, 그 결과 제안 라우팅 프로토콜이 다양한 무선 환경에서 기존의 라우팅 프로토콜보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다.
본 논문에서는 센서 노드의 에너지 소모의 효율성을 증대시키는 무선 센서 네트워크에 대한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 각 센서 노드는 멀티 홉 센서 필드에서 최초의 플러딩 과정을 통해 싱크 노드로의 최소 홉수를 나타내는 플러딩 레벨 값을 얻는다. 이 값은 싱크 노드로의 연결을 보장하고 클러스터를 구성하는 동안 사용되며 라우팅 과정에서 효과적으로 사용되어 에너지 효율성을 증가시킨다. 이 알고리즘은 분석과 많은 실험을 통해 성능평가가 이루어진다.
본 연구는 기존에 연구된 다양한 라우팅 기법들보다 노드의 이동에 따른 적응력 향상과 에너지 관리의 효율성을 향상하는데 목적이 있다. 본 연구의 목적은 각각의 센서 노드들에 의해 수신되는 RSSI 값과 센서의 위치 정보를 라우팅에 활용하는 기법이다. 본 연구는 주변 1-홉(hop) 거리의 노드 정보를 저장하지 않는다. 그리고 근거리 다중홉 전송 기법에서 중계 노드 선택을 위한 정보 교환 과정에서 발생하는 에너지 비효율적인 트래픽 문제를 해결한다. 본 연구에서 제안하는 라우팅 프로토콜 기법은 각각의 노드들이 수신하는 RSSI 값이 설정된 전송 범위에 해당하는 노드를 선택하고 그리고 선택된 노드의 위치 정보를 바탕으로 목적지 노드에 가장 가까운 노드를 중계 노드로 선정하는 기법이다. 따라서 목적지 노드까지 데이터 전달 홉 수를 줄이고, 에너지를 효율적으로 관리하여 노드의 에너지 고갈을 방지하기 위한 것이다.
Journal of Information Technology Applications and Management
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제10권2호
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pp.61-71
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2003
Ad-hoc networks are characterized by multi-hop wireless links, frequently changing network topology and the need for efficient dynamic routing protocols. In an Ad-hoc network, each host assumes the role of a router and relays packets toward final destinations Because a packet is broadcast to all neighboring nodes, the optimality criteria of wireless network routing is different from that of wired network routing. tn this paper 1 point out the more important cost factor than the number of links in the Ad-hoc network. A class routing protocols called on-demand protocols has recently found attention because of their low routing overhead since it performs a blind flooding to look for a path. In this paper, 1 propose the method which reduces overhead by using the information of neighboring nodes and doing a selective flooding. Simulation results demonstrate better reduction of routing overheads with this scheme.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권6호
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pp.823-829
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2012
미래 해상데이터통신망은 광대역무선접속(BWA) 캐리어들이 중첩된 자율망(MANET)으로 모델링될 수 있다. 이러한 망 모델에서 응용 서비스별 캐리어 선호도와 선박의 위치를 함께 이용하고 경로의 홉단위 최적 캐리어를 선택하여 최적경로를 찾는 라우팅방식(CPLR)을 새롭게 제안한다. 이 방식에서는 경로의 각 선박과 목적지 선박간 거리를 고려하기 때문에 최적경로를 찾아가는 수렴성이 개선되어 라우팅 시간을 더 줄였다. 캐리어 선호도만을 고려하여 최적경로를 탐색하는 (CPR)방식과 성능을 비교하여 개선결과를 보였다.
MANET consists of only wireless nodes having limited processing capability. It processes routing and data transmission through cooperation among each other. And it is exposed to many attack threats due to the dynamic topology by movement of nodes and multi-hop communication. Therefore, the reliability of transmitted data between nodes must be improved and security of integrity must be high. In this paper, we propose a method to increase the reliability of transmitted data by providing a secure cryptography protocol. The proposed method used a hierarchical structure to provide smooth cryptographic services. The cluster authentication node issues the cluster authentication key pair and unique key to the nodes. The nodes performs the encryption through two steps of encryption using cluster public key and block encryption using unique key. Because of this, the robustness against data forgery attacks was heightened. The superior performance of the proposed method can be confirmed through comparative experiment with the existing security routing method.
This paper presents an overview of position-based routing algorithms. We analyze performances of routing algorithms such as Hybrid Opportunistic Forwarding (HOF), Opportunistic multi-hop routing (ExOR), Location based Geocasting and Forwarding (LGF), and Greedy Forwarding in nearest with forward Progress (GFP) routing algorithms to find the best one in terms of packet error rate and throughput efficiency over effects of fading and noise variance in wireless networks. The analyses in closed form expressions are confirmed by the simulation results, which fully agree to analysis results. Additionally, the simulation results indicate significant differences among algorithms when varying the average SNR or the number of relays.
무선 메쉬 네트워크에서 다중경로 라우팅 프로토콜은 QoS 충족 또는 링크 단절에 대한 강건성 확보를 위한 해결책으로 자주 사용되어 왔으며, 무선 전술통신 및 재난구조 통신에서는 QoS와 강건성을 동시에 충족시키는 방법에 대한 필요성이 강조되고 있다. 본 논문에서 제안하는 라우팅 프로토콜은 OFDM-TDMA collision-free MAC을 기반으로 on-demand 방식으로 대역폭 및 지연시간 제한을 포함하는 사용자의 세션별 QoS 요구사항을 충족시켜 줄 수 있는 다중경로들을 탐색 및 관리하고, 전송실패가 발생할 경우 경로 재탐색 이전에 대체경로를 선택하여 데이터를 재전송하도록 함으로써 지연 및 수용능력 간 트레이드오프를 완화하는 동시에 강건성을 증가시킨다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안하는 프로토콜의 성능을 분석하여 제안하는 프로토콜이 QoS 보장 측면과 데이터의 전송성공률 측면에서 우수을 보인다.
라디오 통신 등의 전통적인 해상통신기술은 단문정보 교환만이 가능한 전송품질을 제공한다. 전송품질의 단점을 극복한 해사위성(Inmarsat) 등을 통한 무선 채널은 경제적 부담으로 접근이 어렵다. 따라서 바다에서 항해, 조업하는 선박들은 육상의 초고속 인터넷 서비스를 이용하지 못하고 있다. 본 논문에서 제안하는, 이 문제를 극복하는 새로운 기술에 핵심은 해상이동통신망을 단일 홉(Single Hop)에서 다중 홉(Multi Hop)으로 구성하는 것이다. 선박과 선박, 선박과 연안(항구)간의 망을 이동 애드 혹 네트워크(MANET) 모델로 해석하고 새로운 선박 애드 혹 네트워크(SANET) 모델을 설계하였다. 항구와 항로 같은 정적인 지리정보를 활용하면서 육지의 이동단말기와는 크게 차별화되는 움직이는 선박의 특성을 고려하면서 대응적으로(Reactive) 경로를 배정하는 부채꼴 탐색구역 경로배정 프로토콜(FSR)을 제안하였다. FSR(Fan-shaped Search Zone Routing)은 최단경로가 있을 수밖에 없는 지엽적 부채꼴 구역을 찾아내 획정하고 그 구역 안에서만 최단경로를 탐색하는 프로토콜이다. 기존의 지리 정보를 이용하는 대표적인 경로배정 프로토콜인 LAR과 성능을 비교하였다. 첫째, FSR은 LAR을 비롯한 다른 지리정보기반 경로배정 프로토콜과 달리 경로배정을 하기 위해 제어 패킷(Beaconing Packet)을 발생시키지 않아 통신채널 품질저하를 전혀 초래하지 않는다. 둘째, FSR은 경로탐색구역의 경계선의 일부분을 전송경로로 확보하기 때문에 경로탐색성공률을 100% 보장한 반면 LAR은 약 64%의 성공률을 보였다. 셋째, 경로가 탐색된 경우에 한하여 그 경로의 최적성을 상호 비교한 결과 FSR이 LAR의 약 97%이었다. 종합적으로는 FSR이 LAR보다 약 50%의 성능 개선 효과를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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