Wireless Sensor Networks (WSNs) consist of multiple tiny and power constrained sensors which use radio frequencies to carry out sensing in a designated sensor area. To effectively design and implement reliable WSN, it is critical to consider models, protocols, and algorithms that can optimize energy consumption of all the sensor nodes with optimal amount of packet delivery. It has been observed that deploying a single sink node comes with numerous challenges especially in a situation with high node density and congestion. Sensor nodes close to a single sink node receive more transmission traffic load compared to other sensors, thus causing quick depletion of energy which finally leads to an energy hole and sink hole problems. In this paper, we proposed the use of multiple energy efficient sink nodes with brute force technique under optimized parameters to improve on the number of packets delivered within a given time. Simulation results not only depict that, deploying N sink nodes in a sensor area has a maximum limit to offer a justifiable improvement in terms of packet delivery ratio but also offers a reduction in End to End delay and reliability in case of failure of a single sink node, and an improvement in the network lifetime rather than deploying a single static sink node.
We evaluate the sink capacity of wireless code division multiple access (CDMA) sensor networks with layered architecture. We introduce a model of interference at a sink considering two kinds of interference: multiple access interference (MAI) and node interference (NI). We also investigate the activity of sensor nodes around the sink in relation to gathering data under a layered architecture. Based on the interference model and the activity of sensor nodes around the sink, we derive the failure probability of the transmission from a source node located one hop away from the sink using Gaussian approximation. Under the requirement of 1% failure probability of transmission, we determine the sink capacity, which is defined as the maximum number of concurrent sensor nodes located one hop away from the sink. We demonstrate that as the node activity of the MAI decreases, the variation of the sink capacity due to the node activity of the NI becomes more significant. The analysis results are verified through computer simulations.
본 논문은 무선 센서망에서 이동 싱크의 동적 브랜치를 통한 데이터 수집 방안을 제안한다. 데이터 전달에 이용되는 트리는 싱크 노드를 루트 노드로 하고 복수개의 브랜치를 가지며, 싱크의 이동과 함께 노드의 부모가 동적으로 변경된다. 또한, 홉 기반의 필터와 플러딩의 효과적인 제한을 통해 제어 트래픽을 줄이고, 효율적인 데이터 전달을 이루는 트리구성 방안을 다룬다. 시뮬레이션 결과를 통해, 제안된 데이터 수집 방안이 기존의 방안과 비교하여, 높은 데이터 도착율과 낮은 전달 지연, 그리고 효과적인 에너지 절약을 보이는 것은 확인할 수 있었다.
The overall performance and local flow fields of the fan, heat sink, and fan-sink were experimentally and numerically studied to investigate the flow characteristics of a fan-sink. The flow resistance of the heat sink was measured by small fan tester based on AMCA standards and compared with the CFD results to select available cooling fan for the fan-sink. The nonuniform velocity profile behind the fan outlet was shown by the flow visualization. The effects of nonuniform velocities on the performance of heat sink were discussed. To validate the commercial CFD code CFX-5.6, the predicted performance curve was compared with that of fan testing. The local flow fields of the fan-sink were analyzed by CFD results. MFR (multiple frame of reference) was used as a computational model combining rotating fan and stationary heat sink. Through the CFD results of the fan-sink, the flow patterns behind the fan outlet influenced the flow resistance and overall performance of the heat sink.
기존 single sink 센서 네트워크에서의 모든 센서 노드들은 sink로부터 flooding된 질의(query)를 전송 받은 후 센싱 data를 sink로 보냄에 있어서 목적지인 sink 주변 노드의 traffic 집중에 따른 에너지 소비로 인해 전체 네트워크 수명에 영향을 끼쳤다. 이러한 single sink 방식에서의 주변 노드의overhead와 센싱 데이터를 sink로 전달 할 때의 특정 경로상의 노드들의 잔여 에너지량을 고려하여 데이터를 전송하게 함으로써 전체 네트워크 수명을 연장 할 수 있다.
최근 디스플레이 시장이 성장하며 많은 디스플레이 장치에서 디지털 디스플레이 인터페이스를 지원하고 있는 추세다. 디스플레이포트는 차세대 디스플레이 인터페이스로서 PC, 프로젝터 및 고해상도 콘텐츠 응용 프로그램 등에 광범위하게 사용되는 연결 솔루션으로 개발이 되었으며 본 논문은 디스플레이포트 v1.1a 표준에 적합한 메인 링크의 동작을 기초로 하여 멀티플 비디오 스트리밍을 구현함으로써 디스플레이 포트의 한계점으로 지적되고 있는 Source Device와 Sink Device간의 인터페이스뿐만이 아닌 Sink Device와 Sink Device간의 인터페이스를 통해 2개 이상의 다른 이미지 데이터를 디스플레이 포트 v1.1a 표준에서 명시되어있는 4개의 Lane에서 별도의 Lane의 추가 없이 한 번에 전송함으로 2대 이상의 디스플레이 장치에 출력이 가능하도록 구현하였다. 설계된 시스템은 Verilog HDL로 설계 되었으며, 설계된 멀티플 비디오 스트리밍 IP는 Altera Audio/Video 개발 보드(Stratix II GX FPGA Chip)를 이용하여 Quartus II 소프트웨어를 이용해 합성한 결과 6,222 ALUTs와 6,686 레지스터, 999,424 비트의 메모리를 사용하였으며, 최대 동작 속도는203MHz의 성능을 확인 하였다.
논문에서는 다중의 sink 노드를 가지는 무선 센서 네트워크에서 서비스의 질(Quality of Service: QoS)을 지원하면서 에너지 소모를 줄이는 MAC 프로토콜(QAC-MAC)을 제안한다. 일반적으로 데이터 수집 네트워크에서 sink 노드근처의 노드들은 많은 양의 데이터를 처리해야 하므로 sink 노드 부근에서 혼잡이 발생하게 되어 지연에 민감한 데이터에 치명적일 수가 있다. QAC-MAC은 센서 노드들의 에너지 자원을 절약하면서 전체 네트워크 수명을 높이기 위하여 매체 접근 및 스케줄링을 위하여 경쟁기반 프로토콜과 충돌없이 데이터를 전송하기 위한 TDMA 기반의 데이터 전송 구조를 가지는 하이브리드 메커니즘을 사용한다. 일반적으로 우선순위가 높은 실시간 트래픽은 버스티하고 동일한 목적지를 가지는 특성을 가진다. QAC-MAC은 cross-layer 개념을 도입하여 각 센서 노드에서 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈하여 가능한 적은 노드들만이 데이터 전송에 참여함으로 에너지를 절약함으로 전체 네트워크 수명을 연장한다.
무선 센서 네트워크는 센서노드와 싱크로 구성되며, 센서 노드로부터 생성된 신호들은 싱크로 전송되어 처리된다. 센서네트워크는 모든 노드들이 한정된 에너지를 가지고 운용되기 때문에 센서 네트워크를 오랫동안 유지하기 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 대부분의 연구들은 싱크를 고정으로 가정하였다. 그러나 실제 환경에서는 사람이나 자동차등에 의해 싱크가 이동성을 가지는 경우가 많다. 본 논문에서는 이동 싱크에 기반한 그리드 방식을 적용하여 노드의 에너지 소비를 줄이기 위한 방안을 제안한다. 이 방안은 대부분의 라우팅 작업량을 이동 싱크가 처리하고, 무선 센서지역을 세분화하여 운용함으로써 전력 소비를 줄인다. 또한 시뮬레이션에 의한 성능 평가를 통해 제안방안에 대해 분석하였다.
Broadcasting nature of wireless communications makes it possible to apply opportunistic network coding (OPNC) by overhearing transmitted packets from a source to sink nodes. However, it is difficult to apply network coding to the topology of multiple relay and sink nodes. We propose to use relay node selection, which finds a proper node for network coding since the OPNC alone in the topology of multiple relays and sink nodes cannot guarantee network coding gain. The proposed system is a novel combination of wireless network coding and relay selection, which is a key contribution of this paper. In this paper, with the consideration of channel state and potential network coding gain, we propose relay node selection techniques, and show performance gain over the conventional OPNC and a channel-based selection algorithm in terms of average system throughput.
A heat-sink has been widely used to cool down the heat generated from an electronic device, but it can bring unwanted electromagnetic radiation which may cause EMI problems. We propose a systematic method to reduce the electromagnetic radiation by using the multiple grounding technique based on the grounding criteria and the theory of characteristic mode analysis. Our proposed method provides the insight to find the specific grounding positions which can be effectively reduced the radiation from the heat-sink. Numerical experiments are accomplished to validate this approach.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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