• 대한임베디드공학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.369-376
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• 2011

Since wireless sensor networks generally have the capability of network recovery, malfunction of a few sensor nodes in a sensor network does not cause a crucial problem paralyzing the sensor network. The malfunction of the sink node, however, is critical. If the sink node of a sensor network stops working, the data collected by sensor nodes cannot be delivered to the gateway because no other sensor nodes can take the place of the sink node. This paper proposes a TDMA-based wireless sensor network equipped with dual sink nodes, with a view to preventing data loss in the case of malfunction of a sink node. A secondary sink node, which synchronizes with a primary sink node and receives data from other sensor nodes in normal situations, takes the role of the primary sink node in the case of malfunction of the primary sink, thereby eliminating the possibility of data loss. The effectiveness of the proposed scheme is demonstrated through experiments.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.676-683
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• 2019

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.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.35-43
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• 2018

In this paper, we propose a grid-based efficient routing protocol for a mobile sink in wireless sensor networks. In the proposed protocol, the network is partitioned into grids and each grid has a grid head. For the efficient routing to a mobile sink, the proposed protocol uses a mobile sink representative node to send the data to a mobile sink and grid heads are used as a mobile sink representative node. Furthermore, the proposed protocol uses nodes in the boundary of the center grid as position storage nodes. The position storage nodes store the position of a mobile sink representative node and provide source nodes with it for data delivery. With these features, the proposed protocol can reduce a lot of overhead to update the position information and improve the delay of data delivery to a mobile sink. The proposed protocol performs better than other protocols in terms of the delay and the energy consumption per node in the performance evaluation.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.9-16
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• 2008

싱크의 이동성은 센서 네트워크에서 보다 많은 라우팅 변화를 발생시킨다. 능동적인 싱크의 이동으로 필요한 정보에 대한 적극적인 수집이 가능할 것이며, 이는 네트워크의 효용성을 더욱 높일 것이다. 하지만 고정된 싱크와 달리 싱크가 이동성을 가지게 되면 센서 노드와의 통신 연결이 지속적으로 변경될 수 있다. 라우팅 변동에 의한 경로 재설정이 불가피하게 되는 것이다. 이동 싱크로의 경로 설정에는 싱크에서 노드로의 경로 설정과 노드에서 이동 싱크로의 경로 설정 두 가지가 있다. 센서 네트워크에서 노드는 많은 제약을 가지고 있다. 노드에서 싱크로의 연결 설정을 발생할 경우 경로 배정에 대한 부담을 줄이는 방안이 제시되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 노드에서 이동 싱크로의 경로 설정을 위한 에이전트 방식을 제안한다. 에이전트 방식은 중계 노드를 통하여 경로 설정이 필요한 노드와 이동 싱크와의 신속한 연결 방안을 제공한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권3호
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• pp.204-216
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• 2010

고정 싱크를 사용한 센서 네트워크는 싱크 주변 센서 노드에게 많은 부하를 초래하게 되고 이러한 부하는 센서 노드의 배터리 소모로 이어지게 된다. 싱크 주변 센서 노드의 배터리 소모는 전체 센서 네트워크의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 모바일 싱크를 사용하여 싱크주변 노드의 부하를 분산시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 모바일 싱크는 움직이는 특성을 가지고 있기 때문에 센서 노드와 통신 가능한 시간이 제한된다. 또한 통신 중에도 모바일 싱크와 센서 노드 간 거리가 연속적으로 변하기 때문에 통신 환경 역시 변하게 된다. 모바일 싱크를 사용한 센서 네트워크는 이러한 제약 사항을 해결하며 각 센서 노드들로부터 균등한 양의 데이터를 수집할 수 있어야 한다. 균등치 못한 데이터 수집은 실시간적 센서 네트워크 응용분야에서 긴급한 사건 처리를 가능하지 않게 한다. 본 논문에서는 모바일 싱크를 이용한 센서 네트워크에서 센서 노드들로부터 균등한 데이터 수집을 위한 스케줄링 기법인 FQMS를 제안한다. FQMS는 모바일 싱크와 센서 노드 간 통신 환경과 시간 제약을 고려하여 균등한 데이터 수집을 보장한다. 실험을 통해 제안된 FQMS와 기존의 스케줄링 기법들의 성능을 비교 평가한다. 실험 결과를 통해 제안된 기법이 무선 센서 노드들로 부터의 데이터 수집에 있어서 가장 균등한 데이터 수집을 수행함을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.1-9
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• 2019

In this paper, we propose the algorithms which determine 1) the efficient anchor-node visiting route of mobile sink in terms of energy supply and 2) the efficient energy amount to be charged to each anchor node, by using the information of each anchor node and the mobile sink. Wireless sensor networks (WSNs) using mobile sinks can be deployed in more challenging environments such as those that are isolated or dangerous, and can also achieve a balanced energy consumption among sensors which leads to prolong the network lifetime. Most mobile sinks visit only some anchor nodes which store the data collected by the nearby sensor nodes because of their limited energy. The problem of these schemes is that the lifetime of the anchor nodes can be shorten due to the increased energy consumption, which rapidly reduces the overall lifetime of WSN. This study utilizes a mobile sink capable of wireless power transmission to solve this problem, so a mobile sink can gather data from anchor nodes while charging energy to them. Through the performance verification, it is confirmed that the number of blackout nodes and the amount of collected data are greatly improved regardless of the size of the network.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.492-498
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• 2015

In general, data packets from sensor nodes are transferred to the sink node in a wireless sensor networks. So many data packets are gathered around the sink node, resulting in significant packet collision and delay. In this paper, we propose an efficient packet transmission mechanism for multi-hop wireless sensor networks. The proposed mechanism is composed of two modes. One mode works between sink node and 1-hop nodes from sink. In this mode, data packets are transmitted in predefined time slots to reduce collisions. The other mode works between other nodes except sink node. In this mode, duplicated packets from neighbor nodes can be detected and dropped using some control signals. Our numerical analysis and simulation results show that our mechanism outperforms X-MAC and RI-MAC in terms of energy consumption and transmission delay.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.33-40
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• 2017

In this paper, we propose a sink-location management and data-routing scheme to effectively support the mobile sink in solar-powered WSN. Battery-based wireless sensor networks (WSNs) have a limited lifetime due to their limited energy, but solar energy-based WSNs can be supplied with energy periodically and can operate forever. On the other hand, introduction of mobile sink in WSNs can solve some energy unbalance problem between sink-neighboring nodes and outer nodes which is one of the major challenges in WSNs. However, there is a problem that additional energy should be consumed to notify each sensor node of the location of the randomly moving mobile sink. In the proposed scheme, one of the nodes that harvests enough energy in each cluster are selected as the cluster head, and the location information of the mobile sink is shared only among the cluster heads, thereby reducing the location management overhead. In addition, the overhead for setting the routing path can be removed by transferring data in the opposite direction to the path where the sink-position information is transferred among the heads. Lastly, the access node is introduced to transmit data to the sink more reliably when the sink moves frequently.

• 정보보호학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.1247-1260
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• 2021

최근, 무선 센서 네트워크에서 더욱 효율적인 노드의 에너지 관리를 위해 센서 데이터를 대신 수집해주는 모바일 싱크 노드에 관한 연구가 있었다. 대표적인 모바일 싱크 노드로는 UAV (Unmanned Aerial vehicle)가 사용되며, 학계에서는 최적의 UAV 경로를 계산하는 알고리즘을 제시하는 위주로 IoD (Internet of Drones) 환경의 급격한 발전을 만들어냈다. 동시에, 보안 관점에서 다수의 노드와 세션키를 효율적으로 만들어야 하는 IoD의 특성에 맞춰 상호 인증 및 안전한 키 교환을 목표로 하는 기법들이 몇몇 제시되었다. 하지만, 모바일 싱크 노드 환경에서의 안전한 통신을 제안한 대부분 논문은 종단 간 데이터 프라이버시가 지켜지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 모바일 싱크 노드와 센서 노드 간 인증부터 모바일 싱크 노드가 센서 데이터를 기지국까지 안전하게 중계하는 통합적 보안 모델을 처음으로 제안한다. 또한, 제안한 프로토콜의 안전성을 비공식적으로 입증하고 알려진 다양한 공격으로부터 안전함을 보인다. 마지막으로 기존에 제시된 IoD 환경에서 안전한 키 교환을 주제로 한 기법들과 통신 오버헤드를 비교해 본 논문에서 제시한 기법이 우수하다는 것을 보여준다.

• ETRI Journal
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• 제30권1호
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• pp.13-20
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• 2008

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.