• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.39C no.4
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• pp.351-361
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• 2014

Compared to a terrestrial communication, the high BER(Bit Error Ratio) and low channel bandwidth are the major factor of throughput degradation due to characteristics of underwater channel. Therefore, a MAC protocol must be designed to solve this problem in UWASNs(Underwater Acoustic Sensor Networks). MAC protocols for UWASNs can be classified into two major types according to the contention scheme(Contention-free scheme and Contention-based scheme). In large scale of sensor networks, a Contention-based scheme is commonly used due to time-synchronize problem of Contention-free scheme. In the contention-based scheme, Each node contends with neighbor nodes to access network channel by using Back-off algorithm. But a Slot-Time of Back-off algorithm has long delay times which are cause of decrease network throughput. In this paper, we propose a new scheme to solve this problem. The proposed scheme uses variable Slot-Time instead of fixed Slot-Time. Each node measures propagation delay from neighbors which are used by Slot-time. Therefore, Slot-Times of each node are optimized by considering node deployment. Consequently, the wasted-time for Back-off is reduced and network throughput is improved. A new mac protocol performance in throughput and delay is assessed through NS3 and compared with existing MAC protocol(MACA-U). Finally, it was proved that the MAC protocol using the proposed scheme has better performance than existing MAC protocol as a result of comparison.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.10c
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• pp.10-12
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• 2004

무선 센서네트워크는 센싱 지역에 분산되어 있는 초소형 센서 노드들이 감지/처리한 데이터를 수집노드로 전송하여 원격의 사용자가 센싱 지역의 상황인지를 가능하게 하는 유비쿼터스 컹퓨팅의 기반 네트워크이다. 전력 사용이 극히 제한된 센서 노드를 이용하여 무선 센서 망을 구성, 유지하며 데이터를 수집하기 위해서는 효율적인 망의 형태와 이에 따른 네트워크 배치 전략을 필요로 한다. 클러스터 기반 네트워크의 형태는 밀집도가 높은 센서네트워크에서 데이터병합을 수행하고 노드간 에너지 소비 균형을 이루기 위한 효과적인 구조이다. 본 논문에서는 클러스터 기반의 단일 홉 전송 구조에서 데이터 수집률을 높이고 노드간 에너지 사용의 균형을 이루게 하여 네트워크의 생존시간을 최대화할 수 있는 네트워크 배치 방법을 제안하였다. 클러스터링 기법에 따른 에너지 소비 모델을 분석하고 이를 통해 노드의 적절한 밀집도를 산출하였다. 싱크로부터 멀어질수록, 센서필드의 중앙보다는 외곽에 노드의 배치를 조밀하게 배치하여 네트워크의 생존시간을 늘렸다. 시뮬레이션을 통해 효율적인 네트워크의 배치가 노드간 에너지 소비의 균형을 이루도록 하여 네트워크의 생존시간을 늘일 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.1255-1258
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• 2007

이동센서 네트워크에서 관심영역 내로부터 최소의 노드 개수로 중복 없이 최대의 센싱 값을 얻기 위해서는 관심영역 내에 노드를 균일하게 그리고 이탈 없이 배치시키는 것이 중요하다. 기존 배치 알고리즘들은 관심영역 내 균일하지 못한 분포와 노드이탈 현상이 발생할 수 있으며 많은 에너지소모를 야기하는 부적절한 배치가 이루어질 수 있다. 본 연구에서는 이동 센서네트워크 환경에서 관심영역 내 노드를 균일하게 분포시키며 노드 이탈을 최소화하는 배치알고리즘을 제안한다. 관심영역에 대한 크기 정보를 바탕으로 노드가 이동하여 배치할 수 있는 방향을 여섯 방향으로 분할하여 각 단일 방향영역 파티션에 따라 배치에 필요한 최소 노드의 개수를 예측한다. 각 방향에 대한 파티션별 노드 집단들은 독립적으로 동시에 배치된다. 본 알고리즘은 중심 루트노드를 기준으로 시작하여 각 여섯 방향에 대하여 노드의 수를 미리 예측하고 배치되기 때문에 노드의 이탈을 최소화할 수 있으며 균일한 배치뿐만 아니라 배치시간 및 이동거리 단축시킬 수 있는 에너지 효율적인 배치알고리즘의 특성을 갖는다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07a
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• pp.205-207
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• 2005

센서 네트워크는 않은 수의 센서 노드들로 구성된 네트워크로 센서를 통한 주변 정보 감지 및 감지된 정보를 처리하는 기능을 수행한다. 최근 유비쿼터스 컴퓨팅 개념의 도입과 함께 이를 실생활에 구현하기 위한 기반 기술로 큰 관심을 모으고 있다. 그러나 센서 네트워크의 일상 생활 시스템에서의 의존도가 높아질수록 이로 인한 위험성 또한 높아 질 수밖에 없다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서의 보안 서비스를 제공하기 위하여 필수적인 키 관리 기술을 고찰하고 효율적인 키 관리 방법을 제안하고자 한다. 센서 네트워크의 구축 시 센서 노드들의 배치 특성을 고려하여 키 스트링 풀을 설정하고, 배치된 센서 노드의 위치에 따라 필요한 키를 집중적으로 분배하여 센서 네트워크 내의 공통 키 설정 확률을 높이고 센서 노드의 메모리 소모량을 줄이는 키 관리 방법을 고안하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2011.04a
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• pp.635-638
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• 2011

기존 센서들은 고정형 무선 네트워크로 구성되어 재난지역, 군사지역 등의 지역에서는 데이터를 획득 할 수 있는 관찰영역이 제한적이다. 하지만 이동 능력을 가진 센서들이 스스로 주변 센서들의 위치와 장애물의 위치를 이용하여 자율 배치된다면 센서들의 관찰영역을 보다 많이 확보하면서 보다 더 정확한 데이터를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 로봇 공학 분야에서 많이 사용하는 Player/Stage 시뮬레이터를 이용하여 다양한 실제 환경과 같은 가상의 환경에서 포텐셜 필드 방식을 적용한 센서 로봇 집단의 자율 배치 기법을 모의실험하고 검증한다. 또한 그 자율 배치 방법을 이용한 실제 이동 센서 로봇집단의 구현 내용 및 결과를 제시한다.

• Journal of KIISE:Information Networking
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• v.36 no.4
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• pp.330-338
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• 2009

Various applications based on the location information of things are developed as entering by the ubiquitous computing age. Wireless sensor networks are suitable to indoor location-based service because of the important features such as low-power consumption, low-cost, easy deployment, etc. To recognize the distance between nodes, the indoor location-based system transmits both ultrasound signal and radio signal periodically. However, increment of the number of deployed sensor nodes make lots of collision and interference among the signals and it can degrade the accuracy of location-based system. In this paper, we propose a beacon management mechanism to increase the probability of transmission chance to the nearest beacon from the listener. It can minimize collision and interference and reduce the error probability due to the characteristics of ultrasound.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.52 no.4
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• pp.106-114
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• 2015

Despite a series of various developments in underwater acoustic sensor networks, there are still occasions of loss of connection over the network. Because sufficient amounts of drawbacks causing disconnections posed particularly in the middle of connection over the network emerge in the ocean environment, there is a need of new testing mechanism for underwater acoustic networks. In this paper, we proposed to investigate the most vital parts of the network deployment whether they function well in order, without any failure so as to identify where exactly communication process problems and failures are. We introduce step-wised out-test mechanism for UWASNS and accomplished the mechanism by implementing experiments and rigorously checked all the underwater devices utilizing out-test function. Experimental results and out-test function are evinced by implementing, in order to explain our system and conclude with possible future improvements.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.13 no.1
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• pp.122-132
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• 2010

The analysis of ocean environment offers us essential information for ocean exploration. But ocean environment has a lot of environmental variables such as the movements of nodes by an ocean current, corrosion by salt water, attenuation of radio wave, occurrences of multi-path and difficulty of sensor nodes' deployment. It is accordingly difficult and complex to gather and process the environmental information through ocean data communication due to these constraints of ocean environment unlike the terrestrial wireless networks. To overcome these problems, we organized ocean communication network for monitoring underwater environment by real experiment in Gyeongpoho similar to ocean environment. Therefore, this paper aims at overcoming major obstacles in ocean environment, effectively deploying sensor nodes for ocean environment monitoring and defining an efficient structure suitable for communication environment by the implementation of ocean environment monitoring system in Gyeongpoho.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.38C no.5
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• pp.486-496
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• 2013

Time synchronization in underwater environment is challenging due to high propagation delay and mobility of sensor nodes. Previous researches do not consider practical issues affecting on the accuracy of time synchronization such as high-channel access delay and relative position between sensor nodes. Also, those protocols using bidirectional message exchange shorten the network lifetime and decrease the network throughput because numerous transmission, reception and unnecessary overhearing can be occurred. Therefore, in our research, we suggest enhanced time synchronization based on features of underwater environment. It controls the instant of transmission by exploiting the feature of an oceanic movement and node deployment. Moreover, the protocol uses more accurate time information by removing channel access delay from the timestamp. The proposed scheme is also practical on the underwater sensor network requiring low-power consumption because the scheme conducts time-synchronization with smaller transmission and reception compared with previous works. Finally, simulation results show that the proposed protocol deceases time error by 2.5ms and 0.56ms compared with TSHL and MU-Sync respectively, reducing energy consumption by 68.4%.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2011.10a
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• pp.820-823
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• 2011

WSN is composed of a lot of small sensors with the limited hardware resources. In WSN, at the initial stage, sensor nodes are randomly deployed over the region of interest, and self-configure the clustered networks by grouping a bunch of sensor nodes and selecting a cluster header among them. In this paper, we propose a self-configuration routing protocol for WSN, which consists of step-wise ripple routing algorithm for initial deployment, effective joining of sensor nodes. RRA is search node in RF-coverage of each node, which result in fast network connection, reducing overall power consumption, and extending the lifetime of network.