• 한국통신학회논문지
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• 제36권11A호
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• pp.903-911
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• 2011

이 논문에서는 무선 센서네트워크의 한정된 에너지 사용의 문제점을 해결하기 위해 노드 적응적 데이터 병합 및 전달 기법을 제안한다. 기존 무선 센서네트워크 환경에서 에너지 효율을 위해 사용되었던 계층적 구조 방식의 LEACH나 TEEN 방식을 기반으로 제안된 방법은 모든 라운드에서 전송 데이터가 있는 멤버노드(Member Node:MN)이나 전송 데이터가 없는 MN 모두에게 프레임을 할당하여 전송데이터가 없는 MN도 활성상태 모드(Active Mode)로 에너지를 소비한다. 또한 수집 데이터가 있다해도 이전 전송 데이터와 동일한 경우에도 데이터를 전송함으로 MN의 에너지 소비를 가중시킨다. 대부분의 계층적 방식은 LEACH를 기반으로 제안되었다. 따라서 이 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위해 센싱 데이터가 있는 MN에게만 프레임을 할당한다. 또한 센싱 데이터가 있는 MN 중 이전 전송 데이터와 통일한 데이터를 센싱한 MN는 휴지상태 모드(Sleep Mode)로 전환하여 중복 데이터 전송을 피해 클러스터헤드(Cluster Head:CH)의 데이터전송 에너지를 감소하고 CH에서 데이터 병합 에너지를 감소하여 네트워크 전체 에너지 효율성을 제공한다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권2호
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• pp.271-276
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• 2014

무선 센서 네트워크의 수명 및 성능은 각 센서 노드들의 에너지 효율과 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 센서 노드의 에너지 효율을 높이기 위해 센서 노드의 동작 상태를 정상, 절전, 및 비활성 모드로 나눈다. 정상 모드로 동작하는 센서 노드는 정상 주기로 센싱 및 데이터 전송을 하지만, 절전 모드에서는 그 주기를 늘임으로써 에너지 소비를 줄인다. 센싱 및 데이터 전송을 하지 않는 비활성 모드에서는 에너지 소비가 최소화된다. 또한, 제안 알고리즘은 센싱 데이터가 이전의 값과 동일할 경우 전송을 하지 않음으로써 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있다. 제안 알고리즘은 Tiny OS 기반의 ZigbeX 플랫폼에 구현되었으며, NS-2를 사용하여 그 성능을 분석하였다. 성능 분석결과 제안 알고리즘이 전체 센서 노드의 에너지 소비 및 그 표준편차를 효율적으로 줄임으로써 무선 센서 네트워크의 수명을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권5호
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• pp.315-327
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• 2013

Wireless Body Area Network (WBAN)은 인체 주변 3~5m 이내의 영역에서 의료 및 비의료 장치들로 구성된 네트워크이다. 다양한 서비스를 제공해야 하는 WBAN은 저전력, 다양한 전송률, 데이터 우선순위 등의 요구사항들을 만족시켜야 한다. 특히, 생체 정보 모니터링을 위한 노드들은 배터리 교체가 어렵고 따라서 한정된 배터리로 동작해야 하기 때문에 에너지 효율과 전송 효율이 중요하다. 본 논문에서는 에너지 효율적인 전송을 위하여 노드의 전송해야 하는 데이터양에 따른 전송주기 조절 알고리즘을 제안한다. 또한 데이터 우선순위에 따른 전송보장을 위하여 에너지검출 구간을 추가하여 우선순위를 보장할 수 있는 구조를 제안하며, 서로 다른 전송주기를 갖는 같은 우선순위 기반 데이터 전송에서 충돌을 줄이기 위하여 전송에 실패한 노드의 우선순위를 높여줌으로써 충돌을 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘의 성능 비교를 위하여 IEEE 802.15.6 표준 Slotted Aloha 전송 방식과 비교한 결과 충돌 회피율의 상승으로 최대 채널 효율이 높아지고, 에너지 소모량이 적어지는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권8A호
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• pp.791-800
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• 2010

최근 무선 센서 네트워크는 언제, 어디서나 통신이 가능한 환경을 구현하는 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 한 분야로 각광받고 있다. 관리자가 감지 대상 지역을 이동하면서 정보를 수집하고 사용하기 위해서 싱크 노드의 이동성이 필수적으로 요구된다. 무선 센서 네트워크에서 이동 싱크 노드와 관련된 가장 대표적인 기법으로 두 계층 데이터 전송 방식(TTDD)이 제안되었으나, 많은 제어 패킷으로 에너지 효율성이 떨어진다. 이를 해결하기 위해 클러스터 기반의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜(CBPER)이 제안되었다. 하지만 CBPER은 보이드 그리드가 발생하면 싱크 노드 또는 소스 노드까지 데이터가 정확하게 전달되지 못한다는 한계를 가진다. 이 논문에서는 CBPER의 데이터 전송 실패를 해결하고 에너지 소비를 줄일 수 있는 무선 센서 네트워크에서 이동 싱크 노드를 적용한 정적 그리드 기반의 에너지 효율적 라우팅 프로토콜을 제안한다. NS-2에 의한 성능평가를 통해 제안 기법이 CBPER 기법보다 약 34%정도 에너지 측면에서 효율적이며, 싱크 노드까지 더 정확한 데이터 전송이 이루어진다는 것을 증명하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5343-5364
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• 2016

Considering the tradeoff between energy consumption and outage behavior in buffer-aided relay selection, a novel energy-efficient buffer-aided optimal relay selection scheme with power adaptation and Inter-Relay Interference (IRI) cancellation is proposed. In the proposed scheme, energy consumption minimization is the objective with the consideration of relay buffer state, outage probability and relay power control, in order to eliminate IRI. The proposed scheme selects a pair of optimal relays from multiple candidate relays, denoted as optimal receive relay and optimal transmit relay respectively. Source-relay and relay-destination communications can be performed within a time-slot, which performs as Full-Duplex (FD) relaying. Markov chain model is applied to analyze the evolution of relay buffer states. System steady state outage probability and achievable diversity order are derived respectively. In addition, packet transmission delay and power reduction performance are investigated with a specific analysis. Numerical results show that the proposed scheme outperforms other relay selection schemes in terms of outage behavior with power adaptation and IRI cancellation in the same relay number and buffer size scenario. Compared with Buffer State relay selection method, the proposed scheme reduces transmission delay significantly with the same amount of relays. Average transmit power reduction can be implemented to relays with the increasing of relay number and buffer size, which realizes the tradeoff between energy-efficiency, outage behavior and delay performance in green cooperative communications.

• 터널과지하공간
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• 제33권5호
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• pp.425-434
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• 2023

TBM 디스크 커터의 마모량을 실시간 계측하기 위해서는 센서를 이용해 계측을 자동화하는 것뿐만 아니라, 계측된 데이터를 후방의 정보처리시스템에 안정적으로 전송하는 것도 중요하다. 본 연구에서는 TBM 커터헤드에 설치된 센서로부터 챔버 후방에 설치된 수신기로 데이터를 무선 전송할 때 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 기술의 활용 가능성을 검토하였다. 실험실 모사 실험을 통해 송신기의 신호강도, 송신기와 수신기 사이의 거리, 챔버 공간에 채워진 물질의 종류에 따라 변화하는 수신기의 신호 수신 강도(Received Signal Strength Index, RSSI)의 특성을 분석하였다. 송신기의 신호강도를 0 dBm 이상으로 설정하면 실험에서 고려한 모든 이격거리 조건과 챔버의 상태 조건에서 데이터를 무선 전송할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권6호
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• pp.1357-1378
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• 2013

Energy constraint of wireless sensor networks makes energy saving and prolonging the network lifetime become the most important goals of routing protocols. In this paper, we propose an Energy Efficient Chain-based Routing Protocol (EECRP) for wireless sensor networks to minimize energy consumption and transmission delay. EECRP organizes sensor nodes into a set of horizontal chains and a vertical chain. Chain heads are elected based on the residual energy of nodes and distance from the header of upper level. In each horizontal chain, sensor nodes transmit their data to their own chain head based on chain routing mechanism. EECRP also adopts a chain-based data transmission mechanism for sending data packets from the chain heads to the base station. The simulation results show that EECRP outperforms LEACH, PEGASIS and ECCP in terms of network lifetime, energy consumption, number of data messages received at the base station, transmission delay and especially energy${\times}$delay metric.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2029-2046
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• 2016

Energy consumption is an important index in mobile ad hoc networks. Data packet transmission increases among nodes, particularly in big data communication. However, nodes may be unable to transmit data packets because of energy over-consumption. Consequently, information may be lost and network communication may block. While opportunistic network is a kind of mobile ad hoc networks, researchers do not focus on energy consumption in opportunistic network communication. This study proposed an effective sensor energy supply scheme that can be applied in opportunistic networks. This scheme considers nodes sensor requests and communication model. In this scheme, nodes do not only accomplish energy supply in communication, but also extend communication time in opportunistic networks. Compared with the Spray and Wait algorithm and the Binary Spray and Wait algorithm in simulations, the proposed scheme extends communication time, increases data packet transmission, and accomplishes energy supply among nodes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.1517-1524
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• 2022

본 논문에서는 하나의 매크로 기지국과 다수의 소형 기지국들로 구성된 이기종 네트워크를 고려하고, 그 기지국들간 협력적 다중 포인트 전송을 가정한다. 또한, 기지국과 단말간 채널은 경로 손실과 레일레이 페이딩으로 구성된다고 가정한다. 이러한 가정에서 주어진 기지국에 대해 단말이 달성할 수 있는 에너지 효율을 제시하고, 이기종 네트워크의 총 에너지 효율을 최대화하기 위한 동적 셀 선택과 송신 전력 할당의 최적화 문제를 공식화한다. 본 논문에서는 최적화 문제를 해결하기 위하여 비지도 딥러닝 기법을 제안한다. 제안된 딥러닝 기법은 기존의 반복적 수렴 방식의 기법들에 비해서 낮은 복잡도를 갖는 동시에 높은 에너지 효율을 제공하는 것이 가능하다. 시뮬레이션을 통해서 제안된 동적 셀 선택 기법이 최대 신호 대 간섭 및 잡음비 기법과 Lagrangian dual decomposition 기법 보다 높은 에너지 효율 성능을 제공함을 보여주고, 제안된 송신 전력 할당 기법은 최대 에너지 효율을 달성할 수 있는 trust region interior point 기법과 유사한 성능을 제공함을 보여준다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.678-684
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• 2018

In order to broaden the indication of middle ear implant, research has been actively conducted on the reverse output method that stimulates the round window. However, it is very difficult to transmit the vibration output effectively because the indivisual anatomical difference of the round window niche is very large and also the visual field is not secured even by a skilled otolaryngologic surgeon. In this paper, we propose a new reverse stimulation method of middle ear implants that transmits energy to the inner ear by using air as a medium. This can compensate for the disadvantages of the conventional method of transmitting vibration energy and minimizes the energy transfer efficiency interference due to the combination of the excitation point and the output device. It was shown that forward and backward transfer characteristics were obtained by cadaveric experiments, and it was shown that it can overcome the acoustical impedance of high round window and transmit energy to inner ear. The receiver, which is the output device of the conventional hearing aids, can generate a constant volume velocity, so it can have a high output at a limited volume, such as a round window niche. So, suggested method can overcome the high acoustical impedance of the round window and deliver acoustic energy to the inner ear.