• 한국전자거래학회지
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• 제15권4호
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• pp.49-58
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• 2010

무선 센서 네트워크 기술은 다양한 e-비즈니스 환경을 가능케 하는 차세대 기반 기술이다. 무선 센서 네트워크가 갖춰야 할 중요한 특징 중 하나는 에너지 효율성이다. 무선 센서 네트워크의 대표적인 국제표준인 IEEE 802.15.4는 에너지 효율을 위해 비컨 가능 모드를 제공하고 있다. 그러나 메쉬 토폴로지 같은 멀티 홉 네트워크에서 비컨 가능 모드를 이용하면 비컨끼리 충돌하여 센서 노드가 동기화하지 못할 수도 있다. 동기화하지 못한 노드는 통신에 참여할 수 없으므로 네트워크 내의 다른 노드에도 영향을 미친다. 본 논문에서는 메쉬 토폴로지를 이용하는 무선 센서 네트워크에서도 비컨 가능 모드를 이용하여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 비컨 스케줄링 기법을 제안한다. 이 기법을 이용하여 노드들이 비활성 구간에는 전원을 꺼서 에너지를 절약할 수 있게 하고, 비컨간의 충돌을 방지할 수 있다. 제안하는 기법의 성능평가를 위해 QualNet 시뮬레이터를 사용하여 구현하였으며, 센서 네트워크의 대표적인 응용인 모니터링 상황을 가정하여 실험하였다. 실험을 통해 제안하는 기법을 이용하여 메쉬 토폴로지를 이용하는 네트워크에서도 에너지를 효율적으로 사용할 수 있음을 증명하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.11-20
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• 2014

본 논문은 차세대 열차제어 시스템인 KRTCS (Korea Radio Train Control System)의 네트워크의 안정성에 대해여 연구한다. KRTCS는 철로 상에 운행중인 모든 열차들의 위치, 이동속도, 정위치 정차, 차량 문 개폐, 차량 내부 상황 등을 전체적으로 관리 감독하는 시스템으로 시스템의 동작 오류는 열차 운행에 지장을 초래할 뿐만 아니라 경우에 따라서 큰 사고로 이어질 수 있기 때문에 안정성에 대한 다각적인 검증을 반드시 필요로 한다. 이를 위해 본 논문이서는 실제 열차 운행이 이루어지는 환경과 운행 방식, 그리고 네트워크 장비에서 발생할 수 있는 동작 오류 패턴을 조사하고 이를 토대로 QualNet [1]을 활용해 다양한 환경에서 시뮬레이션을 실행한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권10호
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• pp.785-800
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• 2013

MANET 환경에서 AODV는 요구기반 방식으로써의 장점을 갖지만 다른 라우팅 프로토콜들에 비해 제어 패킷 오버헤드가 크다는 단점도 가지고 있다. 본 논문은 로컬 연결의 탐지와 이웃 목록을 유지하기 위해 주기적으로 브로드캐스트하는 Hello message로 인한 문제점을 개선한다. 주기적인 Hello message는 패킷 전달률과 제한된 대역폭의 효율성을 감소시키고, 제어 패킷 오버헤드를 증가시켜 잔존 에너지량과 네트워크 수명을 감소시킨다. 또한 AODV에서의 주기적인 Hello message는 "Reactive"하지 않은 방식이기 때문에 많은 논쟁의 근원이었다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 인터럽트 방식을 이용하여 주기적인 Hello message를 제거함으로써 제어 패킷 오버헤드를 줄여 성능을 개선하였다. 기존의 AODV와 제안된 mod_AODV의 성능은 QualNet 5.0을 이용하여 실험 분석하였고, 실험 결과는 시뮬레이션 파라메터들의 변화에 대한 모든 성능 매트릭들에서 mod_AODV가 전반적으로 우수한 성능을 보였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제4권2호
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• pp.41-52
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• 2008

In this paper, we discuss a novel reservation-based, asynchronous MAC protocol called 'Multi-rate Multi-hop MAC Protocol' (MMMP) for multi-hop ad hoc networks that provides QoS guarantees for multimedia traffic. MMMP achieves this by providing service differentiation for multirate real-time traffic (both constant and variable bit rate traffic) and guaranteeing a bounded end-to-end delay for the same while still catering to the throughput requirements of non real time traffic. In addition, it administers bandwidth preservation via a feature called 'Smart Drop' and implements efficient bandwidth usage through a mechanism called 'Release Bandwidth'. Simulation results on the QualNet simulator indicate that MMMP outperforms IEEE 802.11 on all performance metrics and can efficiently handle a large range of traffic intensity. It also outperforms other similar state-of-the-art MAC protocols.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (D)
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• pp.291-296
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• 2008

Wireless network technologies are becoming more widely used in industrial environment. The industrial communication system requires a real-time delivery of messages. The sensors periodically senses the physical environment and wants to deliver the data in real-time to the sink. This paper proposes a real-time protocol for periodic messages on wireless sensor and actor networks to be used in industrial communications. The proposed protocol delivers the data message using the shortest path from the source and the nearest actor. The protocol considers the energy consumption by reducing the number of broadcast messages during flooding. We have evaluated the performance of the proposed protocol using QualNet simulator. The simulation results show that the data messages have been delivered in real-time and the number of broadcast messages is reduced from 90% to 35% compared the existing protocols.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(D)
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• pp.185-189
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• 2010

IEEE 802.15.4는 저전력 무선 개인 네트워크(LR-WPAN, Low Rate-Wireless Personal Area Network)를 위한 표준으로 무선 센서 네트워크 기술에서 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 IEEE 802.15.4는 멀티홉 네트워크나 여러 개의 PAN(Personal Area Network)으로 구성된 네트워크에 대해서는 상세하게 기술하고 있지 않다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4를 기반으로 하는 ZigBee RF4CE 네트워크에서 사용하는 multiple star 토폴로지를 주목하였다. multiple star 토폴로지처럼 여러 개의 PAN 간에 통신이 이루어질 경우, 이를 에너지 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 비컨 간격(Beacon Interval)과 슈퍼프레임 시간(Superframe Duration)을 분석한다. 이를 위해 QualNet 시뮬레이터를 이용하여 multiple star 토폴로지 네트워크를 형성하고, 비컨 간격과 슈퍼프레임 시간을 결정하는 요소에 대해 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1256-1264
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• 2011

와이브로망에서는 멀티캐스트 서비스 구현을 위해 MBS(Multicast Broadcast Service) 기능을 정의하고 있다. 그러나 현재 국내에서 이용되고 있는 대부분의 와이브로망 장비들의 경우 MBS 서비스를 지원하지 않고 있어 멀티캐스팅 기반 서비스를 구현하는데 제한을 가지고 있다. 본 논문에서는 와이브로망에서 VoIP 기반 그룹통신 시스템을 유니캐스트 기반으로 구현하는 경우와 멀티캐스트 기반으로 구현하는 경우에 대해 성능분석을 수행하였다. 성능분석은 각각의 경우에 대해 서비스를 위해 필요한 네트워크 자원의 양, 서비스를 위한 최대지연시간과 그룹멤버들 사이의 서비스 지연시간의 차이 등의 측면에서 QualNet 시뮬레이터를 통해 수행하였다. 성능분석 결과, 유니캐스트를 이용한 VoIP 기반 그룹통신 서비스의 경우에는 그룹내의 사용자 수가 증가함에 따라 자원의 요구량이 증가하여 와이브로망에서 지원할 수 있는 그룹 및 사용자의 수가 제한되며, 그룹통신 시스템이 본격적으로 사용할 경우 와이브로망내에서 멀티캐스트 자원이 필요함을 알 수 있었다. 또한 유니캐스트를 이용한 VoIP 기반 그룹통신 서비스의 경우 VoIP 서비스에서 요구하는 최대지연시간을 충족하는 범위에서 패킷번들링을 이용하면 패킷당 오버헤드를 줄여 전체 시스템에서 수용할 수 있는 그룹 및 사용자의 수를 증가시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.133-142
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• 2011

멀티홉 무선 네트워크에서 TCP가 동작하는 경우, 유선 네트워크와 무선 네트워크의 서로 다른 특성으로 인하여 TCP의 심각한 성능저하가 초래된다. 이것은 TCP가 무선오류로 인해 발생되는 패킷손실을 혼잡으로 인해 발생한 패킷손실로 간주하여 데이터 전송률을 불필요하게 감소시키기 때문이다. 이러한 성능저하를 피하기 위해서 혼잡손실과 무선손실을 구별하는 많은 기법들이 연구되어 왔으나, 이들 기법들은 무선손실에 대한 탐지정확도가 기대만큼 높지 않거나, 무선손실에 대한 탐지정확도가 높으면 혼잡손실에 대한 정확도가 낮아지는 경향을 보인다. 본 논문은 혼잡손실에 대한 탐지정확도의 희생을 최소화하면서, 무선손실에 대한 탐지정확도를 높이는 송신자 기반의 패킷손실 구별기법을 제안한다. 본 기법은 네트워크 혼잡과 상호 관련성이 높은TCP 송 수신자간의 큐 사용률을 추정하고, 추정된 큐 사용률과 특정 임계값을 비교하여 혼잡손실과 무선손실을 구별한다. 네트워크 시뮬레이터인 QualNet을 이용한 실험에서는 기존 기법과 제시된 기법간의 혼잡손실에 대한 탐지정확도와 무선손실에 대한 탐지정확도를 구분하여 비교평가하고, 홉 수 증가에 따른 성능향상을 비교평가 한다. 실험 결과는 멀티홉 무선 네트워크상에서 본 기법이 가장 높은 탐지정확도를 가질 뿐만 아니라 TCP의 성능을 가장 높게 향상시킴을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권7호
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• pp.1313-1329
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• 2015

MANET 환경에서 빈번한 경로 단절은 반복된 경로 탐색으로 인해 제어 패킷 오버헤드와 패킷 손실을 증가시킨다. AODV-I는 event driven방식을 이용하여 주기적인 Hello 메시지를 제거함으로써 AODV의 성능을 개선하였다. Hello 메시지와 달리 각 이벤트마다 전송되는 인터럽트 메시지는 이웃노드의 상태를 알 수 있어 링크 단절을 탐지 및 예측도 할 수 있다. 따라서 AODV-I의 성능은 각 인터럽트 메시지 종류에 따라 처리 절차를 추가함으로써 더욱 개선될 수 있고, 또한 AODV의 단일경로로 인한 문제를 백업 경로기법을 추가하여 개선하는 것도 가능하다. 본 연구에서는 경로 탐색 수와 전송 지연을 줄이기 위해 개선된 백업 경로방식과 인터럽트 메시지 방식을 결합한 AODV-IB를 제안한다. AODV-IB는 각 인터럽트 메시지마다 링크 단절 예측과 탐지에 대한 처리 절차를 추가하여 AODV-I를 개선한다. 또한 추가적인 제어 패킷 없이 지연을 최소화하도록 개선한 백업 경로 방식도 구현한다. QualNet 5.0을 사용하여 구현한 시뮬레이션 결과는 AODV-I에 비해 제안하는 AODV-IB가 더 좋은 성능을 나타낸다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권3호
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• pp.285-298
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• 2009

유비쿼터스 기술의 발전과 함께 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그 중 특히 의료 분야는 중요한 응용 분야 중의 하나로 바디 센서 네트워크의 표준화 동향과 함께 관심이 집중되고 있다. 의료 센서 네트워크는 기존의 일반적인 환경의 센서 네트워크와는 다른 의료 환경만의 특징들을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 특징들을 반영하여 계층적인 의료 센서 네트워크 구조를 제안하였고, 계층적인 구조를 바탕으로 하여 센싱 데이터 전송 방식을 소개하였다. 즉, 효율적인 센싱 데이터 전송을 위해서는 환자들의 요구 사항과 건강 상태를 고려하여 각 센서 노드들에게 우선 순위(Priority)와 경계값(Threshold Value)을 주었다. 이를 통해 클러스터 헤드에서 응급 데이터를 우선적으로 빠르게 베이스스테이션으로 전송하도록 하였다. 또한 이와 같은 구조와 전송 방식을 바탕으로 센서 네트워크를 위해 Eschenauer와 Gligor가 제안한 키 메커니즘을 기반으로 하여 새로운 키 관리 기법을 제안하였다. 이는 각 클러스터 헤드들이 높은 우선 순위를 갖는 응급 노드들에 대해서 이웃 클러스터로 응급 노드와의 키를 미리 전송해주는 Key Provisioning 방법을 사용하여 응급 노드들에 대해서 키 설립을 준비하도록 하여 키 설립이 보다 빠르게 이루어지도록 하였다. 이를 통해 키 설립 지연으로 인한 데이터 전송의 기다림 없이 바로 응급 노드들의 데이터를 클러스터 헤드로 전송할 수 있도록 한다. 이와 같은 계층적인 구조에서의 데이터 전송 방식과 이를 바탕으로 제안한 키 관리 기법은 수식 및 QualNet 시뮬레이터를 사용한 시뮬레이션을 통하여 네트워크 트래픽 오버헤드와 에너지 소모량을 분석하였으며, TmoteSKY 센서보드를 사용해 구현함으로써 그 효율성을 증명하고 실제 응용환경에서의 실현가능성을 입증하였다.