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.
Static wireless multi-hop networks, such as wireless mesh networks and wireless sensor networks have proliferated in recent years because of they are easy to deploy and have low installation cost. Two key measures are used to evaluate the performance of a multicast tree algorithm or protocol : end-to-end delay and the number of transmissions. End-to-end delay is the most important measure in terms of QoS because it affects the total throughput in wireless networks. Delay is similar to the hop count or path length from the source to each destination and is directly related to packet success ratio. In wireless networks, each node uses the air medium to transmit data, and thus, bandwidth consumption is related to the number of transmission nodes. A network has many transmitting nodes, which will cause many collisions and queues because of congestion. In this paper, we optimize two metrics through a guaranteed delay scheme. We provide an integer linear programming formulation to minimize the number of transmissions with a guaranteed hop count and preprocessing to solve the aforementioned problem. We extend this scheme not only with the guaranteed minimum hop count, but also with one or more guaranteed delay bounds to compromise two key metrics. We also provide an explanation of the proposed heuristic algorithm and show its performance and results.
논문에서는 인터넷 트래픽 환경에서 예측하기 어려운 동적 트래픽은 물론 양방향 비대칭적 트래픽을 광 네트워킹 기술을 이용하여, WDM(Wavelength Division Multiplexing) Mesh 네트워크로 수용하는 방안을 제안한다. 제안된 방안에서는 중간 노드(intermediate node)에서 변동하는 인터넷 트래픽에 대한 IP 라우터의 스위칭 통계정보를 기반으로 새로운 광경로를 결정하도록 함으로써, 네트워크의 동적인 그리고 분산적인 트래픽 제어가 이루어지도록 하였다. 이로써 인터넷 트래픽의 실시간적 변동에 따른 RWA(Routing and Wavelength Assignment)의 효율성 열화 효과를 줄이면서 네트워크의 확장성과 유연성이 개선되도록 하였다. 본 논문에서는 노드에서의 트래픽 형상 분석방법과 광경로 설정/절체 과정에 대해 설명하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 개념의 성능을 분석하였다.
Park Seungjin;Yoo Seong-Moo;Al-Shurman Mohammad;VanVoorst Brian;Jo Chang-Hyun
Journal of Communications and Networks
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제7권3호
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pp.325-336
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2005
Mobile ad hoc networks (MANET) are composed of moving wireless hosts which, within range of each other, form wireless networks. For communication to occur between hosts that are not within each other's range, routes involving intermediate nodes must be established; however, since the hosts may be in motion, a host that was part of a route may move away from its upstream and downstream partners, thus breaking the route. In this paper, we propose anticipated route maintenance (ARM) protocol with two extensions to route discovery based routing scheme: Extend the route when nodes on a link move apart from each other and they have common neighbor that can be 'inserted' in the path, and shrink route when a node discovers that one of its neighbor which is not the next hop is also on the same route several hops later on. By utilizing only local geographic information (now a part of some route finding algorithms), a host can anticipate its neighbor's departure and, if other hosts are available, choose a host to bridge the gap, keeping the path connected. We present a distributed algorithm that anticipates route failure and performs preventative route maintenance using location information to increase a route lifespan. The benefits are that this reduces the need to find new routes (which is very expensive) and prevents interruptions in service. As the density of nodes increases, the chance to successfully utilize our route maintenance approach increases, and so does the savings. We have compared the performance of two protocols, pure dynamic source routing (DSR) protocol and DSR with ARM. The simulation results show how ARM improves the functionality of DSR by preventing the links in the route from breaking. Packets delivery ratio could be increased using ARM and achieved approximately $\100%$ improvement. The simulations clarify also how ARM shows a noticeable improvement in dropped packets and links stability over DSR, even though there is more traffic and channel overhead in ARM.
이동망지원프로토콜은 이동 망으로 하여금 인터넷상에 위치 변경을 가능하도록 하는 프로토콜이지만, 최적이 아닌 라우팅과 전송패킷의 다중 헤더를 요하는 문제점을 지니고 있다. 프리픽스 할당 (PD) 프로토콜과 계층적 이동 인터넷 프로토콜 (HMIPv6)의 개념을 결합하여 생성한 제안 스킴은 효율적인 경로 최적화를 지원하고, 핸드오프로 인한 패킷 손실을 감소시키고, 그리고 요구되는 위치갱신의 비용을 감소시키는 장점이 있다. 또한 제안 스킴은 이동 망 노드로 하여금 계층적 이동 망 프리픽스 (HMNP)를 이용하여 이동주소를 갖도록 하고, 미시적 이동성을 지원한다. 본 논문에서 이동성 관리 라우터 (MMR)로 하여금 중첩된 이동 망 내에 존재하는 모든 이동 망 노드들에 대한 바인딩 정보를 지니도록 하고, 또한 이동 망의 위치변경으로 인하여 발생하는 핸드오프 신호의 양을 줄이기 위한 바인딩 절차를 지원한다. 본 논문에 대한 성능평가는 NS-2를 이용하였다.
본 논문에서는 스마트그리드 환경에서 적용되고 있는 ZigBee 무선 통신 환경의 주소 지정 방식과 라우팅 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 새로운 좌표 값 알고리즘을 제안하였다. 기존 $Cskip$ 알고리즘을 이용한 분산 주소 할당 기법의 낭비되는 주소공간의 문제를 해결하기 위해 (x,y,z) 3개의 좌표 축을 제안하여 16bit 주소공간을 분할하여 사용한다. 각 노드에서 라우팅 시 좌표 값을 이용하여 적은 비트별 연산이 수행되며 멀티 홉을 감소시킬 수 있다. 이에 대한 성능 분석으로 제안한 알고리즘은 수학적 분석 모델을 사용하였고 ZigBee 무선 통신 환경의 계층적 라우팅에서 사용하는 경로 벡터를 사용하여 센서 노드의 멀티 홉 카운트 결과를 도출하였다. 수학적 분석 결과 ZigBee 분산 주소 할당 기법과 기존 알고리즘에 비해 평균 멀티 홉의 수가 감소함으로써 에너지 효율이 향상됨을 입증하였다.
P2P 시스템을 이용하여 파일을 검색하면 상대방의 프로그램에 설정되어 있는 공유폴더의 파일을 검색해서 결과를 보내준다. 이러한 과정에서 보내주는 정보 중에는 경로명 및 파일 정보가 포함되게 피고, 어떤 검색자가 어떠한 정보를 검색했는지 모두 드러날 수 있는 문제점이 발생한다. 이것을 해결하기 위한 방법으로 P2P 익명 파일의 송 수신에 관한 연구가 현재 활발하게 이루어지고 있으나 지금까지의 연구에는 아직 몇 가지 한계점이 있다. 따라서 우리는 그러한 문제점을 분석하고 이를 극복하기 위해 비집중화(Decentralized)되고 비구조화된(Unstructured) P2P 시스템에서 랜덤 워크(Random Walk)를 기초로 하여 파일 요청자가 다른 peer들의 시스템 접속 상태를 모르고도 동적인 Onion 라우팅(Dynamic Onion Routing) 을 가능하게 하는 프로토콜과 멀티캐스트 기법을 이용하여 계산 효율성을 향상시킨 스킴 2가지를 제안한다.
Network-on-Chip (NoC) 이 오프칩 네트워크 기반의 기존 병렬처리 시스템과 가장 크게 다른 점은 데이터 패킷 라우팅을 중앙 제어 방식(Centralized control scheme)으로 수행한다는 점이다. 이러한 환경에서 Best-effort 패킷 라우팅 문제는 데이터 패킷이 해당 코어에 도달 및 처리되는 시간을 Cost 로 하는 실시간 최소화 할당 문제(Assignment problem)가 된다. 본 논문에서는 할당 문제의 선형 대수 방정식에 대한 대표적인 연산 복잡도 저감 알고리즘인 헝가리안 알고리즘을 하드웨어 가속기 형태로 구현하였다. TSMC 0.18um 표준 셀라이브러리를 이용하여 논리 합성한 결과 헝가리안 알고리즘의 연산과정을 그대로 구현한 하드웨어 회로보다 Cost 분포에 대한 Case 분석을 통하여 구현한 것이 면적은 약 16%, Propagation delay는 약 52% 감소한 것으로 나타났다.
이동기술의 발전으로 이동성을 지원하는 멀티캐스트 서비스에 대한 요구가 증가되면서 많은 방법들이 제시되었다. 하지만 기존의 방법들로는 이동노드의 움직임에 따라 멀티캐스트 서비스에 재가입을 하게됨에 따른 지연과 패킷손실이 발생하게 된다. 이러한 패킷손실을 줄이고자 본 논문에서는 지역 등록방법을 이용한 새로운 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 기존의 지역등록방법에서 시그널링 메시지 부분을 수정하였으며, 캐쉬 부분을 추가하였다. 동일 GFA내에서 이동시에는 완전하게 등록이 끝날 때까지 이동하기전 FA로의 등록을 유지하며, 다른 GFA내로 이동한 경우에는 캐쉬를 사용함으로써 등록되는 동안 오게되는 패킷손실을 방지한다. 이러한 방법을 통해 이동노드의 움직임에 따른 패킷손실을 줄이게 되어 보다 효과적인 멀티캐스트 서비스를 받게 된다.
멀티캐스트는 송신자가 많은 수신자들에게 동시에 데이터를 전송하므로 송신자의 자원을 절약하고 네트워크의 점유율을 낮춤으로 효율성을 제공하는 통신 기술이나 여러 수신자들이 같은 그룹 주소를 사용하므로 공격을 받을 위험이 크다. 따라서 멀티캐스트 스트림에 대한 인증 및 서명은 중요한 문제이다. 본 논문에서는 패킷을 전송한 송신자의 신원을 확인하고 데이터가 변조되지 않았음을 확인하는 소스 인증 방법으로 다중 체인 인증기범을 제안하였다. 제안한 기법은 부인 방지를 제공하고 여러 패킷에 대한 전자서명으로 인증함으로써 오버헤드론 줄이며 지연없이 이루어지므로 실시간 멀티미디어 서비스에 사용할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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