무선 센서 네트워크는 제한된 배터리를 갖는 노드로 구성되므로 전체 네트워크의 수명을 극대화하면서 에너지 효율적인 라우팅을 수행할 수 있도록 토폴로지(topology)를 구성하는 것이 중요하다. 이와 관련된 기존 연구들은 무선 센서 네트워크의 특정한 통신 패턴을 고려하지 않고 토폴로지를 구성하여 라우팅을 수행한다. 본 논문에서는 동적으로 전송 범위를 차별화시켜 라우팅을 수행하는 UDT(Up-Down Tree) 라우팅 알고리즘을 제안하였다. UDT는 전송 범위에 기반하여 트리(tree) 토폴로지를 구성하며, 무선 센서 네트워크의 특정한 통신 패턴에 맞게 트리 구성 단계와 데이타 수집 단계에 따라 전송 범위를 조절한다. 따라서 UDT는 전체 네트워크의 수명 극대화, 파티션(partition) 방지, 그리고 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다. 실험을 통해 제안한 UDT가 최적의 토폴로지를 구성하여 에너지 효율성 측면에서 좋은 성능을 보임을 확인할 수 있었다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제6권3호
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pp.255-260
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2008
In the recently years, there has been a big interest in ad hoc wireless network as they have tremendous military and commercial potential. An Ad hoc wireless network is composed of mobile computing devices that use having no fixed infrastructure of a multi-hop wireless network formed. So, the fact that limited resource could support the network of robust, simple framework and energy conserving etc. In this paper, we propose a new ad hoc multicast routing protocol for based on the ontology scheme called inference network. Ontology knowledge-based is one of the structure of context-aware. And the ontology clustering adopts a tree structure to enhance resilient against mobility and routing complexity. This proposed multicast routing protocol utilizes node locality to be improve the flexible connectivity and stable mobility on local discovery routing and flooding discovery routing. Also attempts to improve route recovery efficiency and reduce data transmissions of context-awareness. We also provide simulation results to validate the model complexity. We have developed that proposed an algorithm have design multi-hierarchy layered networks to simulate a desired system.
Kim, Moon-Seong;Mutka, Matt W.;Hwang, Dae-Jun;Choo, Hyun-Seung
Journal of Communications and Networks
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제11권5호
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pp.500-508
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2009
We have designed an algorithm for a problem in multicast communication. The problem is to construct a multicast tree while minimizing its cost, which is known to be NP-complete. Our algorithm, which employs new concepts defined as potential cost and spanning cost, generates a multicast tree more efficiently than the well-known heuristic called Takahashi and Matsuyama (TM) [1] in terms of tree cost. The time complexity of our algorithm is O($kn^2$) for an n-node network with k members in the multicast group and is comparable to the TM. Our empirical performance evaluation comparing the proposed algorithm with TM shows that the enhancement is up to 1.25%~4.23% for each best case.
최근 유비쿼터스 기술이 급속도로 발전함에 따라 많은 application들이 다양한 환경에서 통신서비스를 요구하고 있다. 이를 지원하기 위하여 많은 무선 센서 네트워킹 기술들이 제안되었지만 제한된 대역쪽과 높은 에러율로 인하여 이동성을 지원하기에는 부족하였다. 특히, 경로를 획득하기 위한 Route Request (RREQ)의 잦은 브로드캐스트 과정은 오히려 혼잡 및 에너지 소모를 야기시키며 네트워크 성능을 저하시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 언제, 어디서나 다양한 토폴로지 환경에서 자가 구성이 가능하며, 이동성을 지원하는 Tree기반의 Self-Routing 기법을 제안한다. 기존의 센서 네트워크내 멀티홉 라우팅 프로토콜과는 달리, 라우터 혹은 싱크노드의 비컨 프레임내 Association 정보만을 이용하여 새로운 라우팅 테이블을 형성함으로써 컨트롤 패킷의 오버 헤드를 크게 줄일 수 있다. 성능 평가를 위하여 실제 모바일 로봇을 이용한 실험과 시뮬레이션을 동시에 하였으며, 기존의 기법보다 향상된 성능을 가짐을 보인다.
본 논문에서는 인터넷 네트워크 구조 및 트래픽 특성을 고려하여 수정 계층적 네트워크 모델을 설계하고, 이를 기반으로 확장성, 데이타 손실율, 전송지연특성 그리고 자원효율성 등을 향상시킨 EDCBT(Enhanced Dispersed Core-Based Tree) 멀티캐스트 라우팅 프로토콜을 제시한다. EDCBT는 양방향성 분산공유트리방식으로, 기존의 방식들과는 달리 도메인 내부의 트리관리와 도메인간 트리관리 모두를 통합처리할 수 있는 구조로 설계되어 있다. 도메인 내부에서는 코어 라우터를 중심으로 CBT 형태의 멀티캐스트 트리를 구성하고, 이렇게 형성된 각 도메인간의 트리구성은 경계라우터들간의 상호작용을 통해 이루어지게 된다. EDCBT의 주요 특징으로서 지역망간 트리전환이라는 새로운 개념을 도입하였는데, 이를 통해 통신의 품질과 네트워크 이용율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 최종적으로 제안 프로토콜의 성능평가 및 코어 라우터의 위치에 따른 효과등을 종단간 전송지연 및 데이타 손실율, 망처리율과 같은 대표적인 평가기준에 따라 네트워크 모의실험용 소프트웨어인 MIL3사의 OPNet을 이용하여 검증한다.
최근에 통신 기술과 하드웨어 기술의 발전으로 아주 작은 센서노드로 무선 센서 네트워크를 구성하는 것이 가능하게 되었다. 무선 센서 노드들은 이용 가능한 자원이 극히 제한되기 때문에, 노드들은 장시간 동안 활동하기 위해서 에너지 소모를 최소로 하는 것이 관건이다. 무선 센서 네트워크는 애드 혹 망과 매우 유사하지만, 통신, 전력소모 그리고 계산능력 측면에서 제약을 받는다. 각 노드들의 응용계층에서는 적은 양의 데이터를 생성하고, 느린 속도로 전송되는 특징을 가진다. 각각의 센서 노드는 소스(source)와 싱크(sink)가 될 수 있는 일반적인 애드 혹 환경과는 달리 하나의 기지국(base station)이 싱크의 역할을 하고 싱크를 제외한 노드들은 소스의 역할을 하게 된다. 또한 무선 센서 네트워크는 설치된 후 지속적으로 주변을 관찰하고 고정된 상태로 있는 것이 대부분이다. 기존 애드 혹 망에서 라우팅 프로토콜은 이러한 무선 센서 네트워크의 특징을 만족할 수 없다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 통신 형태의 특징을 고려하여 트리 기반 라우팅 프로토콜을 확장한 에너지 측면에서 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제6권2호
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pp.117-121
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2008
In ad hoc network, the scarce energy management of the mobile devices has become a critical issue in order to extend the network lifetime. Therefore, the energy consumption is important in the routing design, otherwise cluster schemes are efficient in energy conserving. For the above reasons, an Energy conserving Context aware Clustering algorithm (ECC) is proposed to establish the network clustering structure, and a routing algorithm is introduced to choose the Optimal Energy Routing Protocol (OERP) path in this paper. Because in ad hoc network, the topology, nodes residual energy and energy consuming rate are dynamic changing. The network system should react continuously and rapidly to the changing conditions, and make corresponding action according different conditions. So we use the context aware computing to actualize the cluster head node, the routing path choosing. In this paper, we consider a novel routing protocol using the cluster schemes to find the optimal energy routing path based on a special topology structure of Resilient Ontology Multicasting Routing Protocol (RODMRP). The RODMRP is one of the hierarchical ad hoc network structure which combines the advantage of the tree based and the mesh based network. This scheme divides the nodes in different level found on the node energy condition, and the clustering is established based on the levels. This protocol considered the residual energy of the nodes and the total consuming energy ratio on the routing path to get the energy efficiently routing. The proposed networks scheme could get better improve the awareness for data to achieve and performance on their clustering establishment and messages transmission. Also, by using the context aware computing, according to the condition and the rules defined, the sensor nodes could adjust their behaviors correspondingly to improve the network routing.
MANET(Mobile Ad-Hoc Networks)는 이동성이 있는 상태의 모바일 노드들이 자율적인 이동 네트워크 구조를 갖는 것을 말하며, 일반적인 무선 네트워크는 크게 트리구조(Tree structure) 및 메쉬구조(Mesh structure)로 나누고 있다. 따라서 이러한 네트워크 구조의 특성에는 전송경로의 단절, 전송 중첩 및 망의 지속성을 보장이 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 온톨로지 기반의 도플러효과를 이용한 동적인 라우팅 프로토콜 방법으로 ODDMRP (Ontology Doppler effect-based Dynamic Multicast Routing Protocol)기술을 제안한다. 본 논문의 ODDMRP에서는 노드들의 엔트로피(Entropy)에 의한 도플러 효과(Doppler effect)와 이를 이용한 주변 노드(node)들의 이동위치, 이동시간 및 분포도 등 전송되는 전송 속도(Velocity) 뿐만 아니라 노드의 이동방향과 속성체계구조(Property structure organization)가 포함된 기술을 제안하고자 한다. 이러한 구조는 최적화(Optimized)된 전송 경로를 유지하며 경로의 안정화(Stabilization) 및 연결의 지속성(Continuation durability of connectivity)을 향상시킨다.
기존의 ad hoc 네트워크 라우팅 프로토콜들은 노드의 동적인 특성으로 인하여 확장성에 제약을 받는다. 클러스터 기반 라우팅 프로토콜은 노드들을 클러스터로 분할하고 그들간에 계층적인 라우팅을 수행한다. 이러한 계층적인 특징은 ad hoc 네트워크 라우팅 프로토콜의 확장성을 보장한다. 그러나 기존의 k-hop클러스터 기반 라우팅 프로토콜은 헤더의 제어 부하 등과 같은 문제점온 갖는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 ad hoc 네트워크에 대해 위임 기능을 이용한 새로운 k-hop(k>3) 클러스터 기반 라우팅 구조를 제안한다. 이 구조는 멤버들을 효율적으로 관리하기 위해 트리 토폴로지를 사용한다. 헤더는 모든 멤버들에 대한 라우팅 테이블을 관리하지 않고, 멤버들 중에서 자신과 이웃하는 노드들에 대한 라우팅 테이블과 나머지 노드들에 대한 멤버 리스트만을 관리하고, 더 낮은 레벨에 있는 노드들은 중간 노드가 관리한다. 제안된 메커니즘은 클러스터 헤더의 제어 부하를 다소 줄일 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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