• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권3호
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• pp.341-346
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• 2011

Wireless sensor networks (WSNs) are formed by a great quantity of sensor nodes, which are consisted of battery-powered and some tiny devices. In WSN, both efficient energy management and Quality of Service (QoS) are important issues for some applications. Real-time services are usually employed to satisfy QoS requirements in critical environment. This paper proposes a real-time MAC (Medium Access Control) protocol with extended backoff scheme for wireless sensor networks. The basic idea of the proposed protocol employs (m,k)-firm constraint scheduling which is to adjust the contention window (CW) around the optimal value for decreasing the dynamic failure and reducing collisions DBP (Distant Based Priority). In the proposed protocol, the scheduling algorithm dynamically assigns uniform transmitting opportunities to each node. Numerical results reveal the effect of the proposed backoff mechanism.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2302-2322
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• 2012

Wireless Body Area Networks (WBANs) are introduced as an enabling technology in tele-health for patient monitoring. Designing an efficient Medium Access Control (MAC) protocol is the main challenge in WBANs because of their various applications and strict requirements such as low level of energy consumption, low transmission delay, the wide range of data rates and prioritizing emergency data. In this paper, we propose a new MAC protocol to provide different requirements of WBANs targeted for medical applications. The proposed MAC provides an efficient emergency response mechanism by considering the correlation between medical signals. It also reduces the power consumption of nodes by minimizing contention access, reducing the probability of the collision and using an efficient synchronization algorithm. In addition, the proposed MAC protocol increases the data rate of the nodes by allocating the resources according to the condition of the network. Analytical and simulation results show that the proposed MAC protocol outperforms IEEE 802.15.4 MAC protocol in terms of power consumption level as well as the average response delay. Also, the comparison results of the proposed MAC with IEEE 802.15.6 MAC protocol show a tradeoff between average response delay and medical data rate.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.749-751
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• 2009

반도체 검사장비의 제어 및 모니터링을 위해서 zigbee를 사용하여 센서네트워크를 구성하였다. 그러나 일반적인 센서네트워크와는 달리 반도체 검사장비는 검사데이터 중 긴급한 조치를 요하는 데이터가 발생할 경우 다른 어떤 데이터에 비해 우선적으로 관리서버에 데이터를 전송하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 데이터의 우선순위 및 긴급 데이터전송을 위한 MAC 프로토콜 설계하고 이를 제안하려한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4B호
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• pp.207-214
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• 2008

미래 인터넷 환경에서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)는 광범위한 응용에 적용될 중요한 기술이다. 그러나 센서 네트워크는 기존의 네트워크와는 달리 소형이고 제한된 배터리 에너지로 운용되어야 하기 때문에 센서 네트워크가 설치된 지역에서 오랜 시간동안 많은 정보를 얻기 위해서는 에너지 효율적인 프로토콜 개발이 필수적이다. 또 센서 네트워크는 무선 멀티 홉 (multi hop) 통신을 통해 정보가 전달되기 때문에 전송 지연이 발생한다. 이런 전송 지연은 센싱된 정보가 적시에 전달되어 적절한 조치가 이루어지는 것을 어렵게 하기 때문에 센서 네트워크의 프로토콜을 설계할 때 전송 지연이 발생하지 않도록 해야 한다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 일정 시간의 전송지연을 유지하면서 각 노드의 에너지의 소비를 최소화하는 데이터 전달 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 wakeup 스케줄링과 MAC 프로토콜을 통합하여 동작하며, 데이터를 전달하는 동안 네트워크 전체의 에너지 소모를 균등하게 해 준다. 제안된 프로토콜은 모의실험을 통해서 기존의 프로토콜과 비교하여 성능을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.517-520
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• 2005

무선 센서망은 망의 사용목적에 따라 빛, 온도, 진동, 자기 영역, 바람 등을 감지 할 수 있는 센서와 컴퓨팅 기술로 통합된다. 무선 노드들은 센서에서 감지된 정보를 처리하는 신호 처리 기술과 측정자에게 정보가 도달하게 하는 통신 제어 기술과, 무선으로 구동되고 배터리를 사용하기 때문에 발생하는 제한적 에너지 관리 기술이 구현된다. 그 중 신뢰성 있는 측정 및 감지를 하고자 한다면 망의 지속시간의 비중이 크기 때문에 효율적인 에너지 관리 기술이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 하드웨어에서의 전원관리가 아닌 OSI 7계층 중 데이터 링크 계층에 해당하는 MAC(Medium Access Control)에서 기존의 무선 MAC 프로토콜인 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)과 무선 센서 MAC 프로토콜인 ER-MAC(Energy Rate Medium Access Control)에 대해 설명후 각각 프로토콜에 따른 망의 지속시간을 비교하여 효율성을 분석한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.580-581
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• 2018

에너지 하베스팅 무선센서네트워크에서 end-to-end delay를 줄이기 위해 멀티홉 라우팅기법을 적용한 매체접근제어 프로토콜 들이 연구되었다. 실제 환경에서는 소비되는 에너지 보다 충분히 많은 에너지 수집이 어려운 상황이 많이 발생하게 된다. 따라서 멀티홉 전송에서 전력이 고갈되지 않고 노드들이 안정적으로 데이터를 릴레이 할 수 있도록 하는 MAC프로토콜의 설계가 요구된다. 본 논문에서는 네트워크 수명을 증가시키기 우해 잔여전력과 에너지 수집율에 따라 릴레이노드를 선택할 수 있는 전력효율적인 MAC프로토콜을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 성능을 비교분석하였다.

• 한국정보컨버전스학회:학술대회논문집
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• 한국정보컨버전스학회 2008년도 International conference on information convergence
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• pp.199-204
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• 2008

Sensor nodes have various energy and computational constraints because of their inexpensive nature and ad-hoc method of deployment. Considerable research has been focused at overcoming these deficiencies through faster media accessing, more energy efficient routing, localization algorithms and system design. Our research attempts to provide a method of improvement MAC performance in these issues. We show that traditional carrier-sense multiple access(CSMA) protocols like IEEE 802.11 do not handle the first constraint adequately, and do not take advantage of the second property, leading to degraded latency and throughput as the network scales in size, We present more efficient method of a medium access for real-time wireless sensor networks. Proposed MAC protocol is a randomized CSMA protocol, but unlike previous legacy protocols, does not use a time-varying contention window from which a node randomly picks a transmission slot. To reduce the latency for the delivery of event reports, it carefully decides a fixed-size contention window, non-uniform probability distribution of transmitting in each slot within the window. We show that it can offer up to several times latency reduction compared to legacy of IEEE 802.11 as the size of the sensor network scales up to 256 nodes using widely used simulator ns-2. We, finally show that proposed MAC scheme comes close to meeting bounds on the best latency achievable by a decentralized CSMA-based MAC protocol for real-time wireless sensor networks which is sensitive to latency.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.793-797
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• 2004

공간적인 환경에서 정보를 받는 무선 센서망은 배터리를 사용하며, 에드혹과 같은 방식으로 배포되며, 센서가 감지 되었을 때 정보를 전송하게 된다. 무선 센서망에서는 전력 보존, 자가-구성이 우선시 되며, 노드의 공정성, 잠복기간은 중요하기 않기 때문에 기존의 IEEE802.11에서의 무선 MAC과 다른 특징을 가진다. 따라서 본논문에서는 무선 센서망에서 우선시 되는 특성중 하나인 효율적인 전력 관리를 위해 각각의 센서 노드들의 전력 소모를 최소화 하기위해 제시된 방법을 구현 하여, 기존의 무선 MAC과 비교 하여 소비 전력과 충돌을 비교 분석 하기로 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.182-185
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• 2004

공간적인 환경에서 정보를 받는 무선 센서망은 배터리를 사용하며, 에드혹과 같은 방식으로 배포되며, 센서가 감지되었을 때 정보를 전송하게 된다. 무선 센서망에서는 전력 보존, 자가-구성이 우선시 되며, 노드의 공정성, 잠복기간은 중요하기 않기 때문에 기존의 IEEE802.11에서의 무선 MAC과 다른 특징을 가진다. 따라서 본 논문에서는 무선 센서망에서 우선시 되는 특성중 하나인 효율적인 전력 관리를 위해 각각의 센서 노드들의 전력 소모를 최소화하기 위해 제시된 방법을 구현하여, 기존의 무선 MAC과 비교하여 소비 전력과 충돌을 비교 분석하기로 한다.

• 스마트미디어저널
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• 제8권2호
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• pp.21-28
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• 2019

최근의 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크에 대한 연구는 제한된 에너지 자원 문제를 해결하여 네트워크 수명을 효율적으로 연장시킬 수 있는 기술 개발에 집중되고 있다. 에너지 하베스팅 기술은 무선신호에 포함된 에너지를 이용하여 배터리를 충전시킴으로써 네트워크 수명을 지속적으로 연장시킬 수 있는 장점을 지니고 있으나 에너지를 수확하는 시간 동안에는 데이터를 전송할 수 없기 때문에 에너지 수확양이 증가할수록 데이터 전송지연도 증가하는 문제점을 지니고 있다. 이에 따라 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크를 설계할 때에는 네트워크 수명 연장뿐만 아니라 전송지연 축소 문제를 모두 고려하여야 한다. 본 논문에서는 네트워크에 유입되는 트래픽 양과 수확되는 에너지양에 따라 데이터 전송에 필요한 에너지를 계산하고 패킷데이터의 전송 시간을 조절함으로써 종단간 네트워크 지연을 최소화하는 MAC 프로토콜을 제안한다. 이를 위해 에너지 수확 시간을 측정하여 네트워크의 수면 시간을 조절하는 에너지 관리 메커니즘을 설계한다. 또한, 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 통하여 기존의 MAC 프로토콜보다 에너지 소비량과 종단간 지연 측면에서 성능이 향상됨을 보인다.