• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1208-1214
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• 2009

센서 네트워크는 무선 네트워크에 비해 데이터 혼잡과 핫 스팟에 취약하다. 이는 이동 싱크 지원 라우팅 프로토콜이 다수의 제어 패킷을 사용하고 단일 노드를 통해 모든 패킷을 전송하기 때문이다. 따라서 패킷의 수를 감소시키고 패킷을 분산시키는 라우팅 프로토콜이 필요하다. 이를 위해서 본 논문에서는 클러스터 노드의 에이전트를 이용한 이동 싱크 지원 라우팅 프로토콜을 제안한다. 이의 프로토콜은 기존 이동 싱크 지원 라우팅 프로토콜보다 패킷의 수를 줄임으로써 통신 오버헤드와 에너지 소비를 감소시킨다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1B호
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• pp.48-57
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• 2008

센서 네트워크는 수많은 센서 노드로 구성되어 있으며, 주변 환경을 감시하는 용도로 사용된다. 현재까지 수행되어 온 센서 네트워크에 대한 연구는 대부분 고정된 상태의 싱크 노드를 고려하고 있기 때문에, 싱크 노드의 이동성을 바탕으로 한 유비쿼터스 응용에서는 센서 필드에서 수집된 데이터가 이동 싱크 노드가지 끊김없이 전송되는데 어려움이 존재한다. 센서 데이터가 손실되지 않고 이동 싱크 노드에 전달되기 위해서는 라우팅 경로가 싱크 노드의 이동에 따라 갱신되어야 하는데, 본 논문에서는 센서 네트워크의 계층적 멀티 홉 라우팅 프로토콜에서 이동 싱크 노드로 향한 라우팅 경로가 손실되지 않고 계속해서 갱신되도록 하는 방안을 제안한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 방안의 우수성을 검증하였으며, 위치 기반 라우팅 프로토콜을 사용하여 이동 싱크 노드로 향한 경로를 갱신하는 기존 방법과 성능을 비교하여 제안된 방안이 기존 방안 보다 우수함을 보였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권3호
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• pp.116-122
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• 2009

센서 네트워크는 모든 센서노드들이 한정된 에너지를 가지고 사용되기 때문에 센서 네트워크의 생명주기를 연장하기 위해서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이동성을 갖는 싱크노드와 고정된 센서노드들을 가지는 이동 센서 네트워크에서 전체적인 생명주기를 연장하는 동적 지역 업데이트 기반의 라우팅 프로토콜(D-LURP)를 제안한다. D-LURP는 싱크노드가 브로드캐스팅 영역을 벗어나는 경우 LURP와 같이 새롭게 라우팅 구축과정을 수행하는 대신에 이동한 싱크노드를 중심으로 생성된 브로드캐스팅 영역과 이전의 영역을 포함하는 새로운 동적 업데이트 지역을 구축한다. 동적 브로드캐스팅 지역의 설정을 통해 기존의 전체 네트워크에 싱크노드의 위치정보를 브로드캐스팅하는 과정을 생략하도록 한다. 이러한 망 전체에 대한 브로드캐스팅의 생략을 통해서 본 논문에서 제안하는 싱크노드의 이동에 의한 동적 라우팅 구축은 기존의 LURP에 비하여 적은 에너지 소비를 필요로 한다. 시뮬레이션을 통해 기존의 프로토콜과 제안한 방법의 성능평가를 한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권4호
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• pp.1187-1208
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• 2022

One of the main goals of wireless sensor networks (WSNs) is to utilize the energy of sensor nodes effectively and maximize the network lifetime. Thus, this paper proposed a routing protocol for WSNs based on virtual force disturbing mobile Sink node (VFMSR). According to the number of sensor nodes in the cluster, the average energy and the centroid factor of the cluster, a new cluster head (CH) election fitness function was designed. At the same time, a hexagonal fixed-point moving trajectory model with the best radius was constructed, and the virtual force was introduced to interfere with it, so as to avoid the frequent propagation of sink node position information, and reduce the energy consumption of CH. Combined with the improved ant colony algorithm (ACA), the shortest transmission path to Sink node was constructed to reduce the energy consumption of long-distance data transmission of CHs. The simulation results showed that, compared with LEACH, EIP-LEACH, ANT-LEACH and MECA protocols, VFMSR protocol was superior to the existing routing protocols in terms of network energy consumption and network lifetime, and compared with LEACH protocol, the network lifetime was increased by more than three times.

• 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.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.39-45
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• 2014

This paper proposes an architecture of a sensor network for gathering data under a powerful beam cluster tree architecture. This architecture is used when there is a need to gather data from sensor node where there is no sink node connected to an existing network, or it is required to get a series of data specific to an event or time. The transmit distance of the beam signal is longer than that of the usual sensor node. The nodes of the network make a tree network when receiving a beam message transmitting from the powerful root node. All sensor nodes in a sink tree network synchronize to the superframe and know exactly the sequence value of the current superframe. When there is data to send to the sink node, the sensor node sends data at the corresponding allocated channel. Data sending schemes under the guaranteed time slot are tested and the delay and jitter performance is explained.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.1201-1206
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• 2007

본 논문에서는 클러스터링 방식을 사용하는 무선 센서네트워크(WSN)에서 센서노드의 위치정보에 따라 클러스터의 크기를 다르게 설정하여, 네트워크의 수명을 향상시키는 알고리즘을 제안한다. 각 클러스터에서 수집된 정보는 클러스터 간(Inter-cluster) 통신으로 멀티 홉을 통하여 싱크노드에 전달된다. 싱크노드에 가까운 곳에 위치한 클러스터 헤더(CH)일수록 멀리 있는 클러스터 헤더보다 데이터 전달에 많이 관여하게 되어 에너지를 더욱 많이 소모하며 이로 인해서 네트워크의 수명이 줄어든다. 제안된 알고리즘은 싱크노드에 가까이 위치한 클러스터의 크기를 줄여서, 해당 클러스터 헤더에서의 에너지 소모를 최소화하고, 또한 싱크로 향하는 데이터들의 전송 경로를 다양화하여 클러스터 헤더의 통신 부담을 경감시킴으로써 네트워크의 수명을 연장시킨다. 제안된 알고리즘은 수학적인 분석 과정을 통해 성능을 검증하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권10호
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• pp.4738-4753
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• 2018

Efficient rendezvous node selection and routing algorithm (RNSRA) for wireless sensor networks with mobile sink that visits rendezvous node to gather data from sensor nodes is proposed. In order to plan an optimal moving tour for mobile sink and avoid energy hole problem, we develop the RNSRA to find optimal rendezvous nodes (RN) for the mobile sink to visit. The RNSRA can select the set of RNs to act as store points for the mobile sink, and search for the optimal multi-hop path between source nodes and rendezvous node, so that the rendezvous node could gather information from sensor nodes periodically. Fitness function with several factors is calculated to find suitable RNs from sensor nodes, and the artificial bee colony optimization algorithm (ABC) is used to optimize the selection of optimal multi-hop path, in order to forward data to the nearest RN. Therefore the energy consumption of sensor nodes is minimized and balanced. Our method is validated by extensive simulations and illustrates the novel capability for maintaining the network robustness against sink moving problem, the results show that the RNSRA could reduce energy consumption by 6% and increase network lifetime by 5% as comparing with several existing algorithms.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권2B호
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• pp.151-161
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• 2009

PULSE 프로토콜은 센서 노드의 슬립을 통해 소모 전력량을 크게 줄인다. 그러나 이 프로토콜은 싱크 노드의 이동을 고려하지 않는 문제가 있다. 모바일 싱크 노드를 가진 센서 네트워크를 위한 라우팅 프로토콜은 빠른 경로 복구와 전력 소모 최소화를 모두 달성해야 한다. 본 논문은 두 목적을 달성하기 위해 모바일 PULSE 프로토콜을 제안한다. 또한, 실험을 통해 제안한 프로토콜의 경로 복구 능력과 전력 소모량을 확인하였다. 이 프로토콜은 기존의 PULSE 프로토콜에 비해 약 40% 정도 경로 복구 시간을 단축하였고, 드롭되는 패킷의 양도 약 1/2 수준으로 줄였다. 전력 소모량 면에서는 최대 0.8%의 증가만이 나타남으로써, 기존의 PULSE 프로토콜의 전력 효율적인 특징을 그대로 유지함을 보였다. 본 논문은 모바일 PULSE 프로토콜의 경로 복구 능력과 전력 소모량을 확인함으로써 모바일 센서 네트워크에 적합한 프로토콜로서의 가능성을 보여준다.